工业机器人技术专业《工业机器人现场操作编程》课程标准

《工业机器人现场操作编程》课程标准二级学院：智能制造与信息工程学院执笔人：魏璁琪审核人：制定日期：2022年7月陕西能源职业技术学院一、课程信息表1课程信息表课程名称《工业机器人现场操作编程》开课院部智能制造与信息工程学院课程代码考核性质考试前导课程《工业机器人技术基础》、《传感器与检测技术》后续课程《工业机器人系统离线编程与仿真》、《并联机器人技术应用》、《工业机器人系统集成与维护》、《工业机器人技术综合实训》总学时52课程类型理论课是□实践课是□理论+实践是□理实一体化是R适用专业工业机器人技术二、课程性质本课程是工业机器人技术类专业（群）必修的一门理实一体化的专业核心课程，是研究示教器的使用与工业机器人编程的一门学科。课程针对人才需求组织教学内容，按照工作过程设计教学环节，其功能是对接专业人才培养目标。面向智能制造及机器人生产企业产品设计、制造、维修工程技术人员及各类操作工等工作岗位。为岗位需求提供职业能力，为培养技术技能人才提供保障。2.课程功能定位表2课程功能定位分析对接的工作岗位对接培养的职业岗位能力机器人机械操作岗位能识读机械图纸；能选用设计出正确的操作程序；能选用合适的机器人结构；会使用常用点动机器人、移动机器人；能根据操作技术要求编制合理的操作程序；能独立操作常见机器人；熟悉常用的普通机器人结构，能够对普通机器人进行日常维护与保养；能较好地与工艺设计、生产管理、质检、设备维修等生产一线人员进行交流沟通。智能分配、智能搬运操作岗位能识读分配、搬运机器人操作图纸；能熟练操作计算机；熟练掌握常用机器人分配及搬运方法，熟悉一种以上典型机器人控制系统，能进行简单控制编程；熟练操作机器人进行各类分配、搬运；熟练使用常用软件进行程序查看、，能够按照技术要求控制机器人；了解常用的分配、搬运机器人结构，能够对典型机器人进行日常维护与保养；能较好地与工艺设计、生产管理、质检、设备维修等生产一线人员进行交流沟通。机器人点焊岗位能识读机器人点焊图纸；熟知典型点焊结构和装配方法；掌握产品焊接的相关技能；熟练使用常用量具和工艺装备，能够按照技术要求焊接；能较好地编制点焊、工艺设计、生产管理、质检等人员进行交流沟通，具备分析和解决生产过程中突发事件的能力。三、课程目标与内容1.课程总目标《工业机器人现场操作编程》课程的主要任务是学习机器人现场操作、机器人操作维护和机器人现场程序修改。通过学习，使学生理解机器人关于操作的各类安全规定，掌握程序的表达方法，能了解和识读典型操作和程序。通过本课程的学习，学生应具备一定的机器人操作能力、维护程序能力和现场程序修改能力，并养成严谨、认真、刻苦、敬业的学习习惯和作风，为后续专业课程学习和以后的工作奠定坚实的专业基础。《工业机器人现场操作编程》是我院工业机器人技术专业的专业核心课程，通过本课程的学习,使学生熟悉机器人操作编程规则，掌握机器人编程的基础知识，具备一定的读程序能力、机器人操作和程序修改能力和识读中等复杂程度的操作程序的基本技能。养成严谨、细致、一丝不苟的工作作风和良好的交流协作态度。2.课程具体目标《工业机器人现场操作编程》课程通过机器人操作、编程学习、示教器用法的学习，使学生熟悉常见机器人的操作方法，掌握现场操作机器人和程序读写及修改的方法。养成遵守国家标准，严肃认真的工作习惯，一丝不苟的工作作风和良好的交流协作态度，形成良好的专业素养。表3课程教学目标与内容序号毕业要求指标点知识目标技能目标素质目标教学内容1能够读懂工业机器人系统机械结构图、液压、气动、电气系统图，具备工业机器人运行维护能力了解机器人安全使用规程熟练掌握机器人安全使用规程遵守国家及行业标准要求，形成良好的专业素养。1.使用安全环境2.机器人作业人员3.系统安全设备4.安全操作规程2具备工业机器人技术支持能力掌握FANUC机器人工作方式及具备现场编程基础熟练理解FANUC机器人工作方式，学会现场编程方法培养常见机器人的使用及现场编程能力1.认识FANUC机器人2.示教器的使用3.点动机器人4.机器人控制器组成及系统3具备工业机器人可行性分析能力及工业机器人方案设计与遴选能力掌握坐标系基础及设置坐标系熟练运用工具坐标系及用户坐标系，掌握工具坐标系及用户坐标系的的设置方法培养研究性学习的能力及多种类知识的融合1.工具坐标系的定义及设置方法2.用户坐标系的定义及设置方法4具备工业机器人硬件设计与制作能力及工业机器人软件设计与制作能力掌握机器人编程控制的表达方法熟练机器人编程控制表达方法及应用培养研究性学习的能力。1.编程控制2.动作指令示教3.指令编辑5熟悉工业机器人生产工艺与流程，具备工业机器人整机组装与调试能力，熟练使用、操作生产线设备掌握非运动指令示教熟练掌握机器人非运动指令的表达方法并理解其指令含义工程资料的查找及应用能力。FANUC机器人的十种非运动示教指令6具备工业机器人故障识别、分析与处理能力，及生产质量控制管理能力掌握常用参数设定与文件备份熟练设置常见运动参数和各类文件的备份培养严谨、认真、刻苦、敬业的工作作风。系统参数的设定及各类文件的备份保存表4课程教学安排序号项目（模块）任务（单元）教学内容重点、难点课程思政元素学时1项目一工业机器人应用及安全须知任务1-1课程引入1.1课程引入重点：机器人的使用场景难点：未来机器人发展方向机器人发展的讲解，弘扬中华民族拼搏创新的优秀传统文化，培养学生文化自信。1任务1-2工业机器人概述2.1工业机器人概述2.2工业机器人的组成及分类2.3工业机器人的应用重点：工业机器人的特性难点：机器人的组成及系统介绍杰出科学家的贡献，引导学生对真理不懈追求，对技术精益求精，培养学生不断钻研和科学创新的精神。12项目二现场编程基础任务2-1机器人安全使用规程1.1使用安全环境1.2机器人作业人员1.3系统安全设备1.4安全操作规程重点：不可使用环境难点：安全操作权限介绍大国工匠李万君从一名高职学生到工人院士的案例，增强学生在专业实践中的责任意识和工匠精神，引导学生在今后的职业生涯中成为精益求精的大国工匠。2任务2-2认识FANUC机器人2.1机器人系统结构2.2FANUC机器人的编程方式2.3控制装置及控制器组成2.4机器人系统的连接重点：控制器的组成部分难点：控制器各部分的用处通过专业知识在生活中的应用，增强学生的专业认知和职业自信。2任务2-3示教器的使用3.1示教器的作用3.2示教器的按键功能3.3系统的断电与通电重点：系统通电及断电操作难点：示教器各按键作用学习按键的功能及顺序，说明生活中遵守操作规则的好处，使学生养成好的操作习惯。2任务2-4点动机器人4.1FANUC轴命名4.2点动机器人条件4.3点动类型重点：FANUC机器人的6个轴命名及用法难点：点动机器人的条件同一FANUC轴可以采用多种方法控制。引导学生多角度思考问题，培养其勤于动脑、敢于探究，分析问题与解决问题的能力。23项目三坐标系基础及设置任务3-1认识坐标系1.1机器人坐标系1.2五种坐标系分类1.3坐标系的作用重点：机器人坐标系的概念难点：五种坐标系的区别及用途通过对机器人坐标系的学习，讲解机器人坐标系对机器人控制的影响，提倡学生在生活中从基本点着手考虑问题。2任务3-2设置工具坐标系2.1工具坐标系的作用及特点2.2工具坐标系的特点2.3三点法设置工具坐标系2.4激活工具坐标系2.5检验工具坐标系2.6六点法设置工具坐标系2.7直接输入法设置工具坐标系重点：三点、六点、直接输入法三种设置坐标系的方法难点：三种设置工具坐标系的步骤及区别使学生在轻松的学习情境中掌握知识，并能与实践相结合，提高学生兴趣和学习主动性，进一步提升课堂学习效果，增强职业认同感。4任务3-3设置用户坐标系3.1用户坐标系作用及特点3.2三点法设置用户坐标系3.3激活用户坐标系3.4检验用户坐标系3.5四点法设置用户坐标系3.6直接输入法设置用户坐标系重点：三点、四点、直接输入法三种设置用户坐标系的方法难点：三种设置工具坐标系的步骤及区别通过不同的设置坐标系方法，引导学生用变化的眼光看待问题。44项目四编程控制任务4-1程序管理1.1创建程序1.2选择程序1.3删除程序1.4复制程序1.5查看程序属性1.6执行程序1.7中断程序的执行1.8恢复程序的执行重点：程序操作步骤难点：中断程序和恢复程序的执行过程通过每一步操作的作用，倡导“千里之行于足下”的精神，鼓励学生走好自己的每一步。4任务4-2动作指令示教2.1认识编辑界面2.2动作指令格式2.3动作类型2.4动作指令编辑2.5修改运动指令四要素类型2.6修改圆弧动作指令2.7修改位置点重点：程序指令格式、编辑指令难点：修改动作指令四要素通过分析和实践操作，培养学生认真严谨的工作态度和一丝不苟、精益求精的职业素养。4任务4-3指令编辑3.1空白行指令3.2删除行指令3.3复制、粘贴指令3.4撤销指令3.5查找指令重点：各类指令的作用难点：各类指令的写法通过不同的指令具有不同的意义，具有不同的作用，说明每个人在不同环境下也会有不同的特性，找准适合自己的位置，发挥自己的作用。25项目五非运动指令示教任务5-1寄存器指令1.1常用寄存器类型1.2查看寄存器内容1.3查看位置寄存器内容1.4程序中加入寄存器指令1.5寄存器指令练习重点：查看寄存器及位置寄存器的内容难点：程序中使用寄存器指令通过查看寄存器的内容与实际内容进行判断是否一致，培养学生一丝不苟、精益求精的职业素养。2任务5-2I/O信号指令2.1I/O指令作用2.2程序中加入I/O信号指令2.3I/O信号指令练习重点：程序中加入I/O信号指令难点：I/O指令修改及编写通过多种不同指令具有不同特点和不同的应用场所，说明每个人也都有不同的优缺点，根据优缺点选择不同的位置，配合不同的团队，才能扬长避短，发挥最大的作用2任务5-3IF条件比较指令3.1逻辑运算符指令作用3.2IF条件比较指令格式3.3IF条件比较指令练习重点：IF条件比较指令练习通过IF语句的重要作用，说明团队合作的重要性和合理管理对团队的重要性，培养学生的团队精神。2任务5-4条件选择指令4.1条件选择指令作用4.2条件选择指令格式4.3条件选择指令练习重点：条件选择指令练习根据条件选择指令的用途，说明要善于简化问题。复杂的事情简单化，就不至于迷惑于复杂纷繁的现象，处于被动忙乱的局面，工作效率大大提高。2任务5-5待命指令5.1待命指令作用5.2待命指令格式5.3待命指令练习重点：待命指令练习根据待命指令的用途，说明要处理好当前的问题，才可以进一步完成后面的问题2任务5-6标签指令、程序调用指令6.1标签指令、程序调用指令作用6.2标签指令、程序调用指令格式6.3标签指令、程序调用指令练习重点：标签指令、程序调用指令练习根据程序条用指令的用途，说明遇到问题可以寻求他人帮助，通过调用他人的协助可以更好的完成工作。2任务5-7位置补偿指令7.1位置补偿指令作用7.2位置补偿指令格式7.3位置补偿指令练习重点：位置补偿指令练习通过学习位置补偿指令，从而引导学生得出“任何事物都具有多面性”的哲学结论，鼓励学生用科学发展观全面看待问题。2任务5-8其他指令8.1报警指令作用8.2计时器指令作用8.3倍率指令作用8.4注释指令作用8.5消息指令作用重点：5种指令的作用及格式通过学习其他指，引导学生遇事多思考，不要钻牛角尖，用多种方法解决问题，不断提高创造能力。26项目六参数设定与文件备份任务6-1零点复归1.1零点复归的定义1.2零点复归的使用场景1.3零点复归的操作方法1.4零度点的核对方式重点：零点复归的操作方法通过学习零点复归指令，引导学生不要自满，要长期保持学习的态度，这样才可以得到更大的进步。2任务6-2备份与加载1.1四种文件格式1.2备份与加载的异同点1.3一般模式下的备份与加载1.4监控模式下的备份与加载重点：一般模式下的备份与加载通过学习备份指令，引导学生要一边学习一边积累，保持长期的学习过程，这样就可以获得更大的突破。4四、课程考核课程考核采用过程考核和考试相结合。考核方式和“教学做”一体化教学模式相适应，全面考核学生的学习态度、学习过程以及学生的工作能力等，以达到检验教学效果和促进教学的目的。每项考核内容各有侧重，既增进学生对专业理论知识的掌握，又要强调学生对知识的综合应用能力的掌握，以凸显课程教学培养目标。课程总成绩（100%）=过程性考核成绩（40%）+考试成绩（60%）。过程性考核成绩（30%）=出勤、课堂表现（10%）+作业10%）+课内实验（实训）任务（20%）。出勤、课堂表现成绩=出勤成绩+课堂表现成绩，出勤成绩=10×签到次数/上课总次数，课堂表现优秀+1、表现差-1，出勤、课堂表现成绩不低于0分、不高于10分；作业成绩=0.1×∑项目作业分数/项目数；课内实验（实训）成绩=0.2×∑项目实验（实训）分数/项目数。五、实施要求1.授课教师基本要求本课程任课教师应具备高等学校教师任职资格或企业高级工程师资格。专职教师应具备中级以上职称，有企业锻炼经历。熟悉工业机器人领域专业知识和专业技能的“双师型”教师。具有良好的师德修养，能教书育人，具有良好的机器人编程理论知识和丰富的实践经验及工学结合的能力，具有严谨精神和创新的教育理念。2.实践教学条件要求为了保证理论与实践操作密切结合，本课程需要工业机器人现场操作编程专用教室，可满足实践教学使用。（1）校内实训室表5工业机器人现场操作编程理实一体化实训室实训室（中心）名称工业机器人现场操作编程理实一体化实训室面积60m2序号核心设备数量备注1机器人22示教器2（2）校外实习基地表6工业机器人现场操作编程课程校外实习基地序号校外实训基地名称合作企业名称校外实训基地功能接纳学生人数备注1认识实习轮岗实习80人2认识实习轮岗实习80人3认识实习轮岗实习80人3.教学方法与策略（1）教学方法：运用“教、学、做”为一体的教学模式，理论学习和实践学习相结合，强化学生的应用能力；采用“情景教学法”将课堂教学与机器人模型、机械臂、示教器及板书讲解相结合，增强学生对理论知识的理解和感性认识，实现由“直观到抽象”，“抽象到直观”的思维转换，加强实践训练环节。教学组织形式应多样化，充分利用现代化的教学手段，激发学生学习兴趣，提高教、学效果。（2）教学策略：课程教学模式按照“情境教学、案例驱动、教、学、做一体化”的教学模式，推行“理实一体化”的案例课程教学，本课程以机器人机械臂为案例、以典型任务为驱动采用理论与实践相接合的方法，进行教学内容的组织。在教案设计、课件制作、教材及教辅材料的编写以及课堂教学过程中努力贯彻启发式教学原则，充分发挥学生在学习中的主体作用。并根据教学内容灵活应用下列教学策略：1)用“情境教学法”引入机器人控制概念在教学过程中，教学内容通过不同的模型、代码示例、操作方法的引入，以增加学生的学习兴趣和学习动力，为学生利用所学知识解决实际问题奠定基础。2)用“问题驱动法”展开教学内容在教学过程中，用问题驱动法逐步展开教学内容，问题一环扣一环，便于启发式教学方式的实现，把学生吸引到教学内容中去，充分调动学生听课的积极性，提高课堂教学效率。3)用“讨论法”展开习题课的教学在习题课的教学过程中，提出问题，并引导大家讨论问题，不但可以达到释难解疑的目的，而且还能培养学生的表达能力，激发学生的学习热情。4)通过“专题作业”引导学生进行自主性学习结合情境教学内容的总结与综合练习，布置有一定难度的“大作业”，通过“大作业”引导学生进行探究性学习与自主性学习。4.教材、数字化资源选用表7工业机器人现场操作与编程课程教材选用表序号教材名称ISBN教材类型编者出版社出版日期1《工业机器人现场操作与编程》9787568018470“十三五”职业教育国家规