《工业机器人技术》课程标准人才培养方案.docx

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《工业机器人技术》课程标准人才培养方案

《工业机器人应用》

课程标准开发与课程基本信息

（人才培养方案）

课程编码：

SJ-0030

课程名称：

工业机器人技术

课程类型：

A类

课程属类：

职业必修课

课程学分：

参考课时：

64

课程性质：

选修课

开课部门：

智能制造中心

适用专业（层次）：

工业机器人技术、机电一体化

先修课程：

《电工电子技术》、《PLC》等课程

后续课程：

《顶岗实习》、《毕业设计》等

职业资格：

机器人智能工程师（初级）、工业机器人应用于操作（中级）

制订：

《工业机器人技术》课程开发团队

批准人：

丁浩

课程负责人：

杜连娣

二、课程详细信息

（1）课程简介

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。

本课程的任务是使学生主要了解机器人的分类与应用、机器人运动与动力学基本概念、机器人本体基本结构、机器人轨迹规划、机器人控制系统的构成及编程语言、典型工业机器人自动线的基本组成及特点等内容，对机器人及其控制系统有一个完整的理解。

培养学生在机器人技术方面分析与解决问题的能力，培养学生在机器人技术方面具有一定的动手能力，为毕业后从事“工业机器人”及“服务机器人”系统的模拟、编程、调试、操作、销售及自动化生产系统维护维修与管理、生产管理等专业工作打下必要的机器人技术基础。

（2）课程性质与定位

本课程是电子信息工程技术专业选修的一门专业技能课程。

工业机器人课程应定位于为企业培养能够完成工业机器人编程、操作、维保的应用型人才。

其前修课程有《电工基础》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电机控制技术》、《可编程序控制器》等，后续课程有《顶岗实习》、《毕业设计》等课程。

（3）课程设计思路

本课程按照职业能力发展的阶段确定相应的典型工作任务按照从初级工到专家的发展顺序，来设置相应的课程内容，从单一机器人的操作，到机器人工作站的整体把握。

全部课程都安排在机器人实训室上课，每一个项目都有实践环节，每一次的学习过程就是工作的过程，并且在实践操作中注意培养学生的安全生产、规范操作意识、团队合作意识，每一次的考核评价都有相关内容，这种职业素质是在任何企业工作都应具备的。

采用行为引导型教学法根据项目任务通过视频、图像、实训设备等，使学生了解工业机器人在各种场合的应用。

对于机器人的工业应用着重讲解其各种结构形式及应用场合，通过该项目使学生对机器人学科有全面认识，提高学生的学习兴趣，并结合RT-TOOLBOX2仿真软件完成虚拟机器人的加载和控制。

（4）课程培养目标

1.知识目标

（1）了解机器人的由来与发展、组成与技术参数，掌握机器人分类与应用，对各类机器人有较系统的完整认识；

（2）了解机器人本体基本结构，包括机身及臂部结构、腕部及手部结构、传动及行走机构等；

（3）了解机器人轨迹规划与关节插补的基本概念和特点；

（4）掌握工业机器人控制系统的基本构成及操作方法；

（5）掌握机器人语言的基本程序命令和编程方法；

（6）熟悉工业机器人的自动线安装与调试、维护技术；

（7）熟悉喷漆、涂胶、焊接、装配和包装等工业机器人典型应用自动线；

2.能力目标

（1）能够准确理解机器人本体的基本构成和运动学、动力学基本原理；

（2）学会正确操作工业机器人，能独立或小组协作完成规定的实验与实训；

（3）具备识图和仪器仪表使用的基础能力；

（4）会观察和分析实验与实训现象，编制、调试、运行程序，熟练掌握编程软件的使用；

（5）会查阅相关手册和产品使用说明书，正确阅读和分析实际应用程序；

（6）能在自动线生产现场基本正确完成工业机器人的控制系统程序编制或调试任务；

（7）能在自动线生产现场基本正确完成工业机器人安装与维护任务；

（8）能对工业机器人出现的故障进行初步的诊断和处理。

3.素质目标

（1）具备搜集相关技术资料，尽快熟悉新接触设备和新工作场景的能力；

（2）具备潜心钻研的职业精神和必要的创新能力；

（3）具备独立学习，灵活运用所学知识独立分析问题并解决问题的能力；

（4）具备工作安全意识与自我保护能力；

（5）能自觉遵守单位的规章制度和职业道德，有强烈的工作责任感。

（5）课程内容和要求

序号

教学

项目

教学内容与教学要求

教学活动设计建议

参考学时

1

概述

1.了解机器人的由来与发展，机器人的定义，机器人技术的研究领域与学科范围；

2.正确理解机器人的主要分类形式；

3.了解机器人的主要应用领域及其特点；

4.准确把握机器人的组成与主要技术参数。

通过生产实际案例分析、实物图片以及多媒体演示等方法强化对知识点的深刻理解。

12（4）

2

机器人基本构成

1.掌握工业机器人机械结构的自由度和工作空间；

2．对机器人的位姿分析有初步的了解；

3.掌握工业机器人传感器的分类等基本概念；

4．初步掌握工业机器人控制系统与伺服驱动系统的主要构成。

基于机器人图片和实物，以及多媒体演示，结合必要的原理阐述和公式推导，强化对基本概念的深刻理解。

20（6）

3

机器人编程语言与离线编程

1.全面准确理解MELFA-BASICV的规格；

2.熟练掌握常用的程序命令；

3.能够独立创建程序和调试程序；

4.熟练掌握程序的输入操作；

5.熟练掌握示教单元的主要内容。

6、熟悉机械手RT-TOOLBOX2仿真软件

课堂讲授结合编程实训，具体按照规范要求指导学生进行编程与调试练习。

20（6）

4

工业机器人工作站及生产线

1.结合典型生产线熟悉焊接机器人的实际应用；

2.结合典型生产线熟悉搬运码垛机器人的实际应用；

3.结合典型生产线熟悉喷涂机器人的实际应用；

4.结合典型生产线熟悉装配机器人的实际应用。

基于企业实际生产线与实训工业机器人，着力提高学生对工业机器人相关技术的全面认识。

12（4）

合计

64

（6）教师任职要求

专任教师

兼职教师

教学能力要求

专业能力要求

专业能力要求

精通工业机器人的结构和工作原理原理，掌握PLC编程和机器人编程语言。

能开发案例、专注于工业自动化产品的研究与开发，不断学习新技术、熟悉新工艺。

熟悉工业机器人的结构和工作原理，掌握PLC编程和机器人编程语言。

能开发案例、专注于工业自动化产品的研究与开发，不断学习新技术、熟悉新工艺。

能进行课程设计、案例开发，责任心强，善于沟通，热爱学生、献身教育事业。

（7）教学条件与设施要求

1.多媒体教学设施

本课程的教学是在多媒体教室进行，多媒体教学能将抽象、生涩、陌生的知识直观化、形象化，激发学生学习兴趣，调动其主动学习的积极性，增大教学信息量，有效扩展课时容量，提高教学效率。

运用形式多样的课件教学，能活跃课堂气氛，加深巩固教学内容，使学生感受到学习的喜悦，寓学于乐。

2.教学条件

教师应采用实物教学，让学生在实际的实训或生产环境中学习。

要重视现代教育技术与课程的整合，充分发挥计算机、互联网等现代媒体技术的优势，提高教学的效率和效果。

（1）建立工业机器人一体化教室，充分利用实验与实训教学，以提高学生学习的兴趣和课堂教学效率。

（2）建立仿真实训室，通过仿真熟悉相关知识、技能，提高学习效果和效率。

（3）产学合作开发实验实训课程资源，充分利用工业机器人相关行业典型的企业资源，加强产学合作，建立实习基地，实践工学交替，满足学生的实习实训需求。

（8）实施建议

1.教学方法

（1）在教学中要加强基本操作技术和技能的训练，掌握好组织教学、讲解、示范和讲评等各个教学环节。

贯彻讲解与示范相结合、集体指导与个别指导相结合的教学方法。

（2）在基本技能操作训练中，教师要注意激发学生的学习积极性和克服困难的信心，勤学苦练，扎扎实实地练好基本功。

（3）在技能训练的整个教学过程中，要注意培养学生爱护工具和设备的习惯。

（4）在技能训练的过程中，必须加强安全教育，严格执行工业机器人安全操作规程。

（5）在技能训练的整个教学过程中，渗入企业的6S管理理念，提高学生的职业素养。

2.评价方法

注重对学生动手能力和在实践中分析问题、解决问题能力的考核，加强日常实训过程环节的考核，结合期末综合考试完成情况，从总体上评定学生的成绩。

（1）重视学生平时的表现，课题完成情况、安全文明生产情况等对学生进行综合评定。

（2）注重学生动手能力和实践中独立分析问题、解决问题能力的考核，对学习和应用上有创新能力的学生应给予特别鼓励。

（3）本课程考核内容包括工业机器人综合技能实训操作，编程实训与知识应用考核，根据学生完成的情况得分，最后综合，折合分为100分。

（4）课程总成绩为100分，配分为：

期末综合考核为50分，项目完成情况为30分，实训报告为10分，过程表现为10分。

（5）本课程按百分制考核，60分为合格，80分以上为良好，90分以上为优秀。

3.教材编写建议

教材编写应以本课程标准为依据，合理安排必修和选修内容。

教材内容应体现以就业为导向、以学生为主体的原则，将知识与生产中的实际应用相结合。

（1）以项目（课题）为中心，突出实践动手能力，可以将课程分解成若干个项目（课题），按项目（课题）编写教材。

（2）不依据某种教材组织教学，鼓励按照人才培养目标对教学内容重新进行设计。

（3）教材应充分体现任务驱动、实践导向的教学思路，以完成典型工作任务来驱动，通过实际案例、情境模拟、资讯单、实施单、检查单、评价单等和课后拓展作业等多种手段，根据工业机器人工作过程的工作顺序和所需相应知识的深度及广度来组织编写，使学生在教学活动任务中感受到各知识点之间的连贯性和完整性。

（4）教材应突出实用性、开放性和专业定向性，应避免把专业能力理解为纯粹的技能操作，应该注重理论与实用技术的兼顾，同时要具有前瞻性，把握本专业领域的发展趋势，将工业机器人领域的新技术、新方法和新理论及时补充进教材中。

（5）教材应以学生为本，文字表述要简明扼要，内容展现应图文并茂，突出重点，重在提高学生学习的主动性和积极性。

（6）教材编排要求取材新颖，充分考虑到高职学生的特点，内容表述深入浅出，重点突出。

九、附录

1.常用术语解释

1.自由度：

描述物体运动所需要的独立坐标数，手指的开合以及手指关节的自由度一般不包括在内。

2.工作空间：

机器人手腕参考点或末端操作器安装点所能到达的所有空间区域，一般不包括末端操作器本身所能到达的区域。

3.工作速度：

指机器人各个方向的移动速度或转动速度。

4.承载能力：

机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。

5.重复性：

机器人重复到达某一目标位置的差异程度。

6.定位精度：

机器人末端参考点实际到达的位置与所需要到达的理想位置的差距。

7.示教器：

进行机器人的手动操纵、程序编写、参数设置以及监控用的手持装置。

8.机器人线性运动：

安装在机器人第六轴法兰盘上的工具在空间中做线性运动。

9.人机交互系统：

使操作人员参与机器人控制并与机器人进行联系的装置。

2.常用专业英语单词

Industrialrobot：

工业机器人

Teachingapparatus：

示教器

Coordinatesystem：

坐标系

Sensor：

传感器

Interface：

接口

Module：

模块

Automation：

自动化

Field：

现场

Bus：

总线

Function：

功能

Input：

输入

Output：

输出

Controller：

控制器

Automation：

自动化

制定：

智能制造中心

日期：

2015年9月15日