工业机器人工作站程序调试-教学大纲

1、工业机器人工作站程序调试教学大纲课程简介本课程是工业机器人技术专业学生的核心课程，学生在学完本课程后，能获得具有生产一线技术调试工业机器人工作站的基本知识和技能。工业机器人应用岗位已经成为众多行业特别是电子制造、汽车制造、半导体工业、机械制造、造船工业、 机床加工等行业最关键最核心的工作岗位。本课程介绍了工业机器人工作站的组成，编程指令，仿真软件的使用，建模和工业机器人的应用实例。通过本课程的学习，学生掌握工业机器人工作站的调试技能，为学生后续学习和今后从事工业机器人技术领域的工作打下坚实的基础。课程大纲1、 课程的性质与任务：性质：本课程是工业机器人技术专业核心课，是学过机械基础、工业机器人

2、技术基础、机器人仿真等课程后，在此基础上学习工业机器人工作站调试， 学生了解工业机器人程序调试的一般流程方法，为后续学习和今后从事工业机器人技术领域的工作打下坚实的基础。任务： 本课程学生熟悉工业机器人工作站的结构；熟悉工业机器人编程指令，能够制定系统安装与调试工作方案；安装系统、处理系统异常并调试；并能够编写合理的机器人程序。2、 课程的目的与基本要求：本课程主要学习典型工业机器人工作站系统的结构及工作原理，工业机器人工作指令的使用，工业机器人工作站程序编写与调试，工业机器人试运行、生产等相关理论。通过这些学习，学生熟悉工业机器人工作站的结构；能够制定系统安装与调试工作方案；安装系统，处理系

3、统异常并调试；并能够编写合理的机器人程序。三、面向专业：工业机器人技术四、先修课程：机械制造图与CAD电工电子技术、机械基础、单片机原理与应用技术、PLCt变频技术、工业机器人技术基础、机器人仿真。五、本课程与其它课程的联系：由于工业机器人工作站程序调试是一门融合工业机器人硬件和软件为一体的综合性课程，它涉及机械、自动控制、计算机、传感器、 软件程序等多学科的内容。所以本课程的教学必须在完成先修课程机械基础、工业机器人技术基础、机器人仿真等专业基础课之后进行，要求能够综合运用所学知识，来解决在工业机器人工作站程序调试的有关问题，为顶岗实习和今后工作打下坚实的基础。六、教学内容安排、要求、学时分

4、配及作业：第1章ABB机器人的认识（2学时）第一节ABB机器人的认识 （2学时）（一）教学目的、要求1 .了解ABB集团的概况；2 .掌握ABB工业机器人发展历程；3 .掌握ABB工业机器人型号。（二）教学重点、难点教学重点：ABBM器人的发展历和型号。教学难点：无（三）教学内容1. ABB 集团的简介（C）2. ABB 机器人的认识（ A）2.1 ABB 机器人的特点；2.2 ABB 机器人发展历程；2.3 ABB 机器人型号及其特性。（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用PPT课件、实物展示相结合的方式进行教学， 注 重基本理论和基本概念的讲授。（五）主要考核内容ABBM器人的型

5、号及其特点。（六）作业要求课后复习ABB机器人的发展历程。第2章ABB机器人的基本操作（8学时）第一节 RobotStudio 软件的认识（ 2学时）（一）教学目的、要求1. 熟悉 RobotStudio 软件界面；2. 掌握软件的基本的操作；3. 掌握工业机器人系统的创建。（二）教学重点、难点教学重点：机器人系统的建立。教学难点：无。（三）教学内容1. RobotStudio 软件的安装（C）2. RobotStudio 软件的认识（B）2.1 界面的认识；2.2 机器人的导入；3. 软件的基本操作（ A）3.1 移动操作；3.2 几何体的创建；3.3 机器人系统的建立；3.4 机器人系统的

6、保存。（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，教师通过演示操作，然后学习跟着操作。（五）主要考核内容工业机器人系统的创建。（六）作业要求创建一个工业机器人系统。第二节 示教器的操作（ 2 学时）（一）教学目的、要求1. 了解示教器的组成；2. 掌握示教器的基本操作；3. 掌握机器人的单轴运动的手动操纵；（二）教学重点、难点教学重点：示教器的操作和机器人单轴操纵。教学难点：机器人单轴操纵。（三）教学内容1. 示教器的认识（ C）2. 示教器的基本操作（ B）2.1 设定示教器的显示语言；2.2 使能器的使用；2.3 机器人数据的备份与恢复。3. 机器人的操纵（ A）3.1 单轴运动的手动操纵

7、。（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段和实物，老师演示操作，学生跟着操作。（五）主要考核内容示教器的设置和机器人的单轴运动。（六）作业要求机器人的单轴运动。第三节 线性运动（ 2 学时）（一）教学目的、要求1. 了解机器人的四种坐标系；2. 掌握机器人的线性运动操纵；（二）教学重点、难点教学重点：线性运动的操纵。教学难点：线性运动的操纵。（三）教学内容1. 线性运动的操纵（A）1.1 坐标系的认识；1.2 1-3 轴的运动操纵；1.3 4-6 轴的运动操纵。2. 增量模式的使用（C）（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容线性运动

8、的操纵。（六）作业要求线性运动的操纵。第四节重定位运动（ 2 学时）（一）教学目的、要求1 .了解机器人TCP的含义；2 . 掌握机器人的重定位运动。（二）教学重点、难点教学重点：机器人TCP的含义、机器人的重定位运动。教学难点：机器人的重定位运动。（三）教学内容1. TCP 的含义 （ C）2. 机器人的重定位运动（A）2.1 机器人的平动；2.2 机器人的转动。3. 机器人手动操纵快捷铵钮和菜单（ B）（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容机器人的重定位运动。（六）作业要求机器人的重定位运动。第3章ABB机器人的通信 （4学时）

9、第一节ABB机器人I/O通信（2学时）（一）教学目的、要求1 .了解ABB机器人通信种类；2 .掌握ABB四种常见的IO板。（二）教学重点、难点教学重点：常见IO 板的认识。教学难点：无（三）教学内容1 . ABB 机器人通信种类（ C）2 .常用的ABBfe准I/O板（A）2.1 ABB 标准 IO 板 DSQC65； 12.2 ABB标准IO 板DSQC65； 22.3 ABB标准IO 板DSQC65； 32.4 ABB标准IO 板DSQC355； A（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用PPT课件、实物展示相结合的方式进行教学， 注 重基本理论和基本概念的讲授。（六）主要考核内

10、容ABB 四种常见的通信I/O 板。（七）作业要求ABB 四种常见的通信I/O 板。第二节ABB机器人I/O通信配置（2学时）（一）教学目的、要求1 .了解ABB机器人IO信号的定义方法；2 .掌握ABB的IO板信号的仿真。（二）教学重点、难点教学重点：IO信号的定义。教学难点：无（三）教学内容1. 信号的定义（A）1.1 标准IO板DSQC65的总线连接；1.2 数字输入信号的定义；1.3 数字输出信号的定义；1.4 组输入信号的定义；1.5 组输出信号的定义；1.6 模拟输出信号的定义。2. IO 信号监控与操作（B）2.1 打开画面；2.2 IO 信号的仿真。（四）教学方法与教学手段采用

11、多媒体教学手段，利用PPT课件、实物展示相结合的方式进行教学,重基本理论和基本概念的讲授。（八）主要考核内容IO 信号的定义与仿真。（九）作业要求IO 信号的定义与仿真。第 4 章 机器人的程序数据（ 6 学时）第一节 程序数据的建立方法（ 2 学时）（一）教学目的、要求1. 了解程序数据的概念及其分类；2. 掌握程序数据的建立方法。（二）教学重点、难点教学重点：程序数据的类型，程序数据的建立方法；教学难点：程序数据的建立方法；（三）教学内容1. 程序数据（ C）2. 程序数据建立（ A）2.1 建立程序数据bool ；2.2 建立程序数据num。3. 程序数据类型与分类（ B）3.1 程序数

12、据的类型分类；3.2 程序数据的存储类型；3.3 常用的程序数据。（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容程序数据的类型与程序数据的建立。（六）作业要求程序数据的建立。第二节 工具数据的设定（ 2 学时）（一）教学目的、要求1. 了解工具数据的含义；2. 掌握TCP的设定方法；3. 掌握工具数据的设定方法.（二）教学重点、难点教学重点：TCP点的设定方法，工具数据的设定。教学难点：TCP点的设定方法。（三）教学内容1. 工具数据的设定（ A）1.1 四点法设定TCP点；1.2 六点法设定TCP点；1.3 质量的设定；1.4 重心的设定。

13、（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容工具数据的设定。（六）作业要求工具数据的设定。第三节 工件坐标数据与有效载荷的设定（ 2 学时）（一）教学目的、要求1. 了解工件坐标数据的含义；2. 掌握工件坐标的设定方法；3. 掌握有效载荷的设定方法。（二）教学重点、难点教学重点：工件坐标和有效载荷的设定。教学难点：工件坐标的设定。（三）教学内容1. 工件坐标的含义（ C）2. 工件坐标的设定方法（ A）3. 有效载荷的设定方法（ A）8（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容工件坐标

14、的设定和有效载荷的设定。（六）作业要求复习今天所讲的内容。第 5 章 机器人的程序编程（ 16 学时）第一节 程序模块的建立（ 2 学时）（一）教学目的、要求1. 理解 RAPID 程序及指令；2. 掌握程序模块与例行程序的建立方法。（二）教学重点、难点教学重点：程序模块与例行程序的建立。教学难点：无（三）教学内容1. RAPID 程序及指令（ B）1.1 RAPID 程序的组成；1.2 RAPID 程序的指令。2. 建立程序模块与例行程序（ A）2.1 建立程序模块；2.2 建立例行程序。（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容建立程

15、序模块与例行程序。（六）作业要求程序模块与例行程序。第二节 数据类型与运算符（ 2 学时）（一）教学目的、要求2. 掌握机器人编程的运算符的用法。（二）教学重点、难点教学重点：数据类型与运算符的应用。教学难点：无（三）教学内容1. 数据类型（ A）1.1 保留字；1.2 基本数据类型；1.3 记录型数据。2. 运算符（ A）2.1 运算符的优先级；2.2 算术运算符；2.3 关系与逻辑运算符；2.4 字符串运算符。（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用PPT课件、以模拟程序对数据和运算符应用为例 进行教学，注重基本理论和基本概念的讲授。（五）主要考核内容数据类型与运算符的应用。（六）

16、作业要求数据类型与运算符的应用。第三节 赋值指令与常用函数（ 2 学时）（一）教学目的、要求1. 了解机器人的常用函数；2. 掌握赋值指令的用法。（二）教学重点、难点教学重点：赋值指令的用法。教学难点：赋值指令的用法。（三）教学内容1. 赋值指令（ A）231.1 添加常用赋值指令；1.2 添加带数学表达式的赋值指令。2. 常用函数（ B）2.1 简单运算函数；2.2 自述函数；2.3 位函数；2.4 字符串函数；2.5 位置函数。（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容赋值指令的使用。（六）作业要求课后赋值指令与常用函数的知识。第四节

17、 运动指令及其应用（一）教学目的、要求1. 了解四种运动指令的含义；2. 掌握四种运动指令的用法。（二）教学重点、难点教学重点：四种运动指令的应用。教学难点：圆弧运动指令的应用。（三）教学内容1. 运动指令（ A）1.1 绝对位置运动指令；1.2 关节运动指令；1.3 线性运动指令；1.4 圆弧运动指令。（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容学生边学边练2 学时）学生边学边练四种运动指令的应用。（六）作业要求四种运动指令的应用。第五节 程序流程控制指令（ 2 学时）（一）教学目的、要求1. 了解常用程序流程控制指令；2. 掌握程序流程

18、控制指令的用法。（二）教学重点、难点教学重点：各种程序流程控制指令的用法。教学难点：WHLI刖FOFR1环。（三）教学内容1. 程序流程控制（ A）1.1 IF 语句；1.2 IF 语句嵌套；1.3 TEST 语句;1.4 WHILE 循环语句；1.5 FOR 循环语句；1.6 GOTO 语句;1.7 程序跳转语句。（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容程序控制语句的应用。（六）作业要求设置机器人的IO 信号 , 程序控制语句的应用。第六节 I/O 控制指令（ 2 学时）（一）教学目的、要求1. 了解五种IO 信号控制指令的含义；2.

19、 掌握 IO 信号控制指令的用法；（二）教学重点、难点教学重点：WaitDI,WaitDO 和 WaitUntil 判断信号的用法。教学难点：无（三）教学内容1. IO 控制指令（ A）1.1 Set 数字信号置位指令；1.2 Reset 数字信号复位指令；1.3 WaitDI 数字输入信号判断指令；1.4 WaitDO 数字输出信号判断指令；1.5 WaitUntil 信号判断指令。（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容设置机器人的IO 信号。（六）作业要求设置机器人的IO 信号。第七节 程序的编辑与调试（ 2 学时）（一）教学目的

20、、要求1 . 了解RAPID程序的建立方法；2 .掌握RAPID程序的调试。（二）教学重点、难点教学重点：RAPID程序的建立和调试。教学难点：RAPID程序的调试。（三）教学内容1 . 建立编辑RAPID 程序 （ C）2 . 调试程序（ A）2.1 调试pHome程序；3 .自动运行RAPID程序（B）4 .保存RAPID程序模块（B）（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容程序的编辑与调试。（六）作业要求程序的编辑与调试。第八节 功能指令的应用（ 2 学时）（一）教学目的、要求1.掌握功能指令Abs和Offs的用法。（二）教学重点

21、、难点教学重点：Abs 和 Offs 的用法。教学难点：Abs和Offs的用法。（三）教学内容1. 功能指令（ A）1.1 Abs 的用法；1.2 Offs 的用法。（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容两个功能指令的用法。（六）作业要求课后复习今天所讲的内容。第 6 章 工业机器人虚拟建模与仿真（ 6 学时）第一节 虚拟建模（ 2 学时）（一）教学目的、要求1. 会使用软件中的测量工具进行模型尺寸、位置测量；2. 会进行简易机械装置及其运动设置；3. 掌握工具创建及设置。（二）教学重点、难点教学重点：测量工具的使用，机器人工具的创建

22、。教学难点：机器人工具的创建。（三）教学内容1. 测量工具的使用（ A）1.1 测量两点之间的距离；1.2 测量椎体边线之间的角度；1.3 测量圆柱体直径。2. 创建机械装置（ B）3. 创建机器人工具（ A）3.1 创建工具坐标蹩框架3.2 移动坐标框架3.3 创建工具（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容测量工具的使用，机器人工具的创建。（六）作业要求测量工具的使用，机器人工具的创建。第二节 Smart 组件应用（ 2 学时）（一）教学目的、要求1. 了解Smart 组件及其子对象功能；2. 掌握Smart 组件机械装置及工具创建

23、；3. 会用Smart 组件进行工作站逻辑设定。（二）教学重点、难点教学重点：Smart 组件机械装置及工具创建，和工作站的逻辑设定。教学难点：Smart 组件进行工作站逻辑设定。（三）教学内容1. Smart 组件创建动态传送链（ B）2. 用 Smart 组件创建动态夹具（ A）3. 工作站逻辑设定（ A）3.1 机器人程序及IO 设定；3.2 设定工作站逻辑；3.3 仿真运行。（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容Smart 组件进行工作站逻辑设定。（六）作业要求Smart 组件进行工作站逻辑设定。第三节机器人系统创建与仿真（

24、2 学时）（一）教学目的、要求1. 了解机器人系统；2. 掌握虚拟机器人系统创建；3. 掌握运动轨迹的创建与仿真。（二）教学重点、难点教学重点：虚拟机器人系统创建，运动轨迹的创建与仿真。教学难点：运动轨迹的创建与仿真。（三）教学内容1. 创建机器人系统（C）2. 创建运动轨迹（ A）3. 创建动态夹具（ B）4. 仿真测试（ B）（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容运动轨迹的创建与仿真。（六）作业要求运动轨迹的创建与仿真。第 7 章 搬运机器人（ 6 学时）第一节 多功能机器人实训台认识（ 2 学时）（一）教学目的、要求1. 了解多

25、功能实训台的组成；2. 理解IRB120和三菱PLC的基本参数和结构;3. 掌握多功能实训台的输送带模块的基本组成。（二）教学重点、难点教学重点：多功能实训台的输送带模块的基本组成。教学难点：无（三）教学内容1. IRB 120 型机器人的认识（ B）2. 三菱 PLC （ B）3. 输送线 （A）3.1 输送线的简介；3.2 实训台输送带模块组成；3.3 位置传感器；3.4 单相调速电动机。（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容多功能实训台的输送带模块的基本组成。（六）作业要求多功能实训台的输送带模块的基本组成。第二节 工件抓放（

26、2 学时）（一）教学目的、要求1. 掌握搬运机器人夹具抓放动作控制；2. 掌握机器人示教器可编程键的使用；3. 掌握数字信号置位和复位等指令。（二）教学重点、难点教学重点：IO信号的配置，机器人抓放工件的设置。教学难点：机器人抓放工件的设置。（三）教学内容1. 抓放工具（ C）2. 抓放动作控制（ B）3. IO 设置（A）3.1 PLC 的通信3.2 配置总线连接3.3 配置数字输入出信号4. 仿真调试（ A）（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容机器人抓放工件的设置。（六）作业要求机器人抓放工件的设置。第三节 搬运轨迹设计（ 2

27、学时）（一）教学目的、要求1. 学会使用机器人基本运动指令编写程序；2. 掌握搬运机器人的工作流程；3. 掌握搬运机器人程序的编写。（二）教学重点、难点教学重点：机器人基本运动指令，搬运程序的编写。教学难点：搬运程序的编写。（三）教学内容1. 基本运动指令（ A）1.1 直线运动指令；1.2 关节运动指令；1.3 圆弧运动指令；1.4 绝对位置运动指令。2. 新建程序与编写基本指令（ A）2.1 程序存储器；2.2 新建程序和编写基本指令。（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容机器人运动指令的使用，搬运程序的编写。（六）作业要求机器人

28、运动指令的使用，搬运程序的编写。第 8 章 压铸机器人（ 4 学时）第一节 压铸机器人编程（ 2 学时）（一）教学目的、要求1 . 了解压铸机器人的硬件构成和压铸工艺流程；2 .掌握PLC程序；3. 掌握压铸机器人程序设计与调试。（二）教学重点、难点教学重点：压铸工艺流程和压铸程序的设计教学难点：压铸程序的调试。（三）教学内容1. 压铸机器人硬件构成（C）1.1 PLC 控制系统；1.2 压铸送料模块。2. PLC程序设计（A）3. 机器人压铸取件程序设计（ A）3.1 压铸工艺参数设计3.2 压铸工艺流程3.3 压铸程序设计4. 运行调试（ A）（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利

29、用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容压铸机器人编程。（六）作业要求压铸机器人编程。第二节 压铸系统仿真设计（ 2 学时）（一）教学目的、要求1. 了解压铸机器人工作站的组成；2. 掌握机器人软伺服指令的应用；3. 掌握压铸机器人组件的创建及仿真。（二）教学重点、难点教学重点：软伺服指令的应用和组件的创建。教学难点：压铸机器人组件的创建及仿真。（三）教学内容1. 压铸机器人工作站（C）2. 安全区设置（A）3. 软伺服指令（ A）3.1 软伺服激活指令；3.2 软伺服关闭指令。4. 压铸机 Smart 组件创建（A）4.1 光电传感器组件创建；4.2 传输链组件创建；4.3 夹具组件的创建。5. 仿真 （B）（四）教学方法与教学手段采用多媒体教学手段，利用软件仿真进行操作，学生边学边练。（五）主要考核内容计算机的发展及计算机系统组成。（六）作业要求课后复