《工业机器人技术基础》课程标准

1、工业机器人技术基础课程标准 课程名称 工业机器人技术基础 课程编码 适用专业 工业机器人技术 学时/学分 51/3 课程标准编制 审定人 1. 课程性质和任务 课程性质：工业机器人技术基础是工业机器人技术专业课程体系中的职业基础课程之一, 是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工 程等多学科的内容，是学生职业发展中第一门与工业机器人直接关联的基础课程。是在科学分析 确定学院办学定位、明确我院工业机器人技术专业发展方向的前提下，通过对工业机器人技术职 业与职业岗位进行整体化的调研与分析形成的一门具有很强的综合性的专业基础课程。 课程任务：主要是引导学生

2、通过对工业机器人本体的认知，掌握工业机器人运动系统设计方 法，具有进行总体设计的能力；掌握工业机器人整体性能、主要部件性能的分析方法：掌握工业 机器人常用的控制理论与方法，具有进行工业机器人控制系统设汁的能力；了解工业机器人的新 理论，新方法及发展趋向。掌握工业机器人的一般知识和基本技能，培养学生专业能力及职业能 力，为他们走上工业机器人生产第一线的工作岗位做好准备。 2. 学习领域描述 工业机器人涉及的学科相当广泛，归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术， 其集精密化、柔性化、智能化、软件应用开发等先进制造技术于一体，是工业自动化水平的最髙 体现。任何从事工业机器人相关岗位的员工，

3、都有必要预先系统地了解掌握工业机器人的相关知 识，包括工业机器人的分类、组成，结构，性能参数，控制技术，传感系统以及典型应用等等， 才能够妥善的应对自身职业体系中可能出现的各种问题。 模拟企业新员工的认知流程，学生以小组或独立的工作方式，结合工业机器人认知实训设备, 对上述技术要点进行系统的接触、分析、了解和掌握。 3. 先修课程和后续课程 先修课程：电路与电工技术、机械制图与CAD 后续课程：工业机器人拆装与维护、工业机器人离线编程、工业机器人操作与编程 4. 课程目标 掌握工业机器人的工作原理和结构知识，掌握六自由度工业机器人的特点及苴相关参数知 识，能使学生掌握机器人机构设汁、运动分析、

4、控制和使用的技术要点和基础理论。机器人是典 型的机电一体化装置，它不是机械、电子的简单组合，而是机械、电子、控制、检测、通信和计 算机的有机融合，通过这门课的学习，使学生对机器人有一个全而、深入的认识，培养学生综合 运用所学基础理论和专业知识进行创新设讣的能力，并相应的掌握一些实用工业机器人控制及规 划和编程方法。 学习完本课程后，学生应当能具备从事工业机器人企业生产第一线的生产与管理等相关工作 的基础知识和能力储备，包括： （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 有较系统地完整认识。 （2）了解机器人运动学、动力学的基本概念，能进行简单机器人的位姿分

5、析和运动分 析。 （3） 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。 （4）了解机器人轨迹规划和关节插补的基本概念和特点。 （5）了解机器人控制系统的构成、编程语言与编程特点。 （6）了解工业机器人工作站及生产线的基本组成和特点。 （7）对操纵型机器人、智能机器人有一般的了解。 5.课程内容和要求 序 号 项目名称 学习目标 学习内容 教学建 议 与说明 学 时 1 匸业机器 人的分类 应用于不同领域的机 辭人可按照很笫类型分类， 木项目从机械机构、控制方 式以及用途方面对不同匸 业机器人的性能.功能和应 用领域进行了学习.学完后 应了解机器人的各种分类

6、方式.学握不同类型机器人 的性能，能够熟练分析各种 结构机器人的特点和性能 （1）根据机械结构分类： （2）根据控制方法分类： （3）根据用途分类 在工业 机器人认知 实训室进行 一体化教学 6 2 工业机器 人的组成和性 能参数 工业机器人的组成和 性能参数反映r机器人可 胜任的工作.具有操作性能 等情况.是选择、设计、应 用机辭人所必须考虑的问 题。木项目从工业机器人的 备部件进行了性能和原理 分析并对机器人的主要性 能参数进行了学习。学完以 后,应了解L业机器人各组 件部件的工作原理.掌握1： 业机器人的主要性能参数. 能够熟练根据工艺应用特 点來选择适合的工业机湍 （1）业机器人的组成

7、： ax执行机构 bx驱动传动装亘 6控制系统 d.检测系统 （2）工业机器人的主要性 能参数: a自由度 b、定位精度/重复定位精 度 C、工作范碉 dx最大工作速度 “承载能力 在工业 机器人认知 实训室进行 一体化教学 6 人 续表 3 工业机器 人的结构 机械结构是工业机器 人工作作业的重要载体.本 项目从匸业机器人的末端 执行器分类.功能等方面进 行了详解，对于腕、手臂和 机座的作用进行J介绍。学 完以后，应熟练掌握工业机 湍人结构各部分的工作原 理和特点。 （1）机器人末端执行器： a、夹钳式取料手 b、吸附式取料手 C、专用末端操作器 （2）机器人手腕： ax手腕自由度 b、柔顺

8、手腕结构 （3）机器人手臂: a. 手臂回转运动机构 bx手臂俯仰运动机构 （4）机器人机座： ax固定式 b、行走式 在工业 机器人认知 实训室进行 一体化教学 9 4 工业机器 人控制技术 控制器是工业机器人 的大脑，它是决定工业机器 人功能和水平的关键部分， 也是机器人系统中更新发 展最快的部分，学完木项 目，应能够从工业机器人控 制系统的组成、特点、功能 作用等方面进行了详细分 析，并对示教再现控制、离 线编程控制.运动控制、计 算机控制等机器人控制方 式有系统的了解 （1）控制系统的特点 （2）控制系统的主要功能 （3）控制方式 （4）控制系统的组成 （5）示教再现控制 （6）离线編

9、程控制 （7）运动控制 （8）1业机器人的计算机 控制 在工业 机器人认知 实训室进行 一体化教学 1 0 5 工业机器 人传感系统 传感系统是机器人的 重要组成部分.通过木项目 的学习，应能够系统了解机 器人常用传感器的分类，堂 握位置和位移传感器.接近 传感器.触觉传感器和机器 视觉技术等相关工作原理 和特点。 （1）丄业机器人传感器概 述： （2）位置和位移传感器： （3）接近传感湍： （4）触觉传感器： （5）工业机器人视觉传感 器： （6）其他外部传感器 在工业 机器人认知 实训室进行 一体化教学 1 0 6 机器人系 统典型应用 机器人的典型应用涵 盖了制造业.农业.林业. 交通运

10、输业.核匸业、医学. 福利事业、海洋及太空开发 （1）机器人外用设备 （2）焊接机器人 （3）喷涂机器人 （4）装配机器人 在工业 机器人认知 实训室进行 一体化教学 1 0 等领域，学完木项目.能够 对机器人在制造业的应用 有所了解 （5）轮式移动机器人与 AGV小牟 （6）并联机器人 （7）球面SCARA机器人 6 相关说明 课程教学的组织与方法 （1）总体原则：行动导向-工学结合、教学做一体化: （2）组织形式：项目教学、现场教学、以学生为中心学习: （3）教学方法：讲授法、引导课文法、示范法.角色扮演法、小组讨论法。 项目教学、现场教学、 以学生为中心学习 本课程采用行动导向.教学做一

11、体化的教学组织方式：教学过程主要分为学习准备、工作计 划、任务实施.作品检査和学业评价等环肖，根据不同的教学环肖，釆用不同的、灵活多样的教 学方法。 在学习准备”环节，采用资料检索对比法，让学生通过阅读相关学习资料，网络査阅等途 径独立检索相关技术、器件的应用资料，以提髙学生信息检索能力和对新技术的转化能力，培养 学生自学能力： 在工作计划”坏节，采用项目分析引导法可以引导学生发散思维，激发学生的创造性： 在“任务实施”环节，采用互助协作的方式，一个电子产品的生产过程，由一个班组互相协 作完成任务，既能提髙教学效率，又能锻炼学生自主学习能力。 在“作品检查”和“学业评价”环节，采用问答法，学生对自己制作的项目作品有一个新的 认识，通过问答形式对学生的掌握情况进行核实，以确定是否需要再进行补充辅导或对知识进行 再拓展。 课程教材材料的