《工业机器人编程与操作》教学大纲

第页《工业机器人编程与操作》教学大纲课程编号：13180341英文名称：IndustrialRobotProgrammingandOperation 学分：2.5学时：总学时8学时+4周，其中理论8学时，实践4周（不停课）先修课程：机器人技术及应用课程类别：专业方向选修课程授课对象：自动化专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第6学期一、课程描述和目标工业机器人是典型的机电一体化设备，近年来很多高等学校的机械与自动化类专业增设了有关机器人的课程。为此，自动化专业特开设工业机器人控制方向课程，使学生了解机器人及其控制技术的基础知识，初步掌握一点工业机器人学方面的知识。本课程是为本专业的三年级学生开设的专业方向课。课程的主要任务是通过理论教学、实践等环节，使学生掌握常见工业机器人的种类及特点，掌握三菱RV系列工业机器人工作原理及电气系统组成，掌握MELFA-BASICV机器人编程语言的语法规则及相关指令，掌握RTTOOLBOX2机器人编程软件及示教单元（T/B）的使用，能够根据工艺或动作要求完成三菱机器人的在线编程，能够理解示教单元常规的报警代码信息。本课程是为自动化专业开设的专业方向课之一。通过教学要求学生了解工业机器人的研究和应用现状、机器人本体的结构原理和特点、机器人运动学与动力学的初步知识、机器人的控制系统、机器人传感器及语言。本课程拟达到的课程目标:课程目标1：掌握工业机器人的基本概念和基本理论，能在相关控制系统设计中正确选择和应用，能够进行系统的电气图设计、硬件配置和控制程序设计。课程目标2：使学生掌握典型工业机器人的使用方法和相关电路的调试方法，具备逻辑分析与表述能力，具备软硬件等的分析和设计能力。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重3.3能设计自动化工程项目的电子电气原理图、硬件配置和控制程序。课程目标1H5.2能针对自动化工程领域复杂工程问题，分析与选择恰当的电路与电子、自动控制、计算机软硬件等技术和工具。课程目标2M（H—高，M—中，L—低）三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求学时教学方式对应课程目标1机器人综述 主要内容:工业机器人种类及特点、三菱工业机器人的型号规则、机器人的结构、控制器简介。能够正确识别常见工业机器人的种类、能够描述三菱RV系列工业机器人结构组成2集中讲授12机器人坐标系 主要内容:机器人坐标系种类及规则、不同坐标系下位置数据的表示方法。理解不同类型位置数据的含义。2集中讲授1,33三菱机器人电控系统设计主要内容：三菱工业机器人控制系统原理。能够完成三菱机器人控制系统原理图的绘制、能够根据原理图描述机器人的工作原理。2集中讲授、小组讨论2,34机器人编程操作实战 主要内容：项目相关编程指令详解、插槽多任务执行详解、并行输入输出接口2D-TZ368简介。能够根据任务要求完成机器人码垛、定点搬运及工件分类搬运等程序的编制，并进行机器人的过程控制。2小组讨论1,2,3合计8序号实践项目实践内容与要求时间（周）类型对应课程目标1单关节机器人的伺服系统建模与控制要求：必修。1综合性1、2、3、42示教单元的使用要求：必修。1综合性2、3、43机器人手爪的控制要求：必修。2综合性2、3、44根据任务要求完成机器人码垛、定点搬运及工件分类搬运等程序的编制要求：必修。2综合性2、3、4合计4四、课程教学方法1.总体设计采用以工业机器人的实践教学为主，将项目设计贯穿于整个教学过程中，变抽象的理论变为工程实践，通过师生互动完成教学任务。采用探究式的教学模式，分析学生设计过程产生的错误，激发学生的学习兴趣，增强对所学知识的理解和掌握。课堂教学方法：讲授、讨论。实验教学方法：自主练习、个别答疑、集中指导、动手实践。课外学习方法：预习教材相关章节和课程网站上的教学视频，个体项目与团队项目相结合，课外完成项目设计。2.课堂教学课堂讲授：在课前预习的基础上，按知识模块，通过案例以演示和归纳主要知识点的应用，通过问题引导学生学习和讨论，不断强化学生对知识的理解。在讲授、讨论中，通过“虚实结合、项目驱动”的课堂教学模式，引导学生掌握设计和调试的基本方法，使学生体验项目设计的过程，获得项目设计的成就感。课内讨论：围绕预习内容、讲授案例、作业问题、阶段作品，引导学生进行优化、完善和补充。3.实践教学通过项目集中实践，学会机器人编程和操作。项目设计：要求学生按阶段完成4个操作项目，需要集中进行现场验收，要求每个人进行系统演示和汇报。五、学业评价和课程考核1．考核方式考试（√）考查（）2．成绩记载百分制（√）五级分制（）3.考核原则强化实践——强化课内外实验突出平时——注重平时作业提前关联——提前与专业学习关联，提高学习的兴趣注重能力——重点考察机器人编程和操作的能力4.成绩总评考核评价构成：项目设计15%，平时作业10%，平时纪律5%，操作考试40分，报告30。5.考核方案（1）平时纪律考核方案平时纪律占5%，主要考察到课率和课堂表现，学习态度，自主学习能力。旷课一次扣1分；不遵守纪律，一次扣1分；扣完为止。（2）平时作业考核方案平时作业占10%，每次按A、B、C、D四等予以记载,缺交一次扣1分，总评时最终折算成A（10分）、B（9分）、C（7分）、D（5分）。（3）项目设计考核方案项目设计占15%，按项目要求完成机器人的操作与调试，并能正确演示。根据完成情况和回答问题情况每次按A、B、C、D四等予以记载，然后根据占比，按该项总得分×占比的方式计算得到各指标点的得分。（5）实践操作考核实践操作考核占40%，根据操作表现给定优秀、良好、中等、及格、不及格，期末总评时最终折算成优秀（95分）、良好（85分）、中等（75分）、及格（65分），不及格（50分），并根据按该项总得分×占比40%的方式计算得到实验成绩。（6）实践报告实践报告占30%，主要考察实践报告中的排版、问题分析、设计、编程和调试能力。六、教学反馈教学过程中包含4次项目和实践报告，所有作业要求每个同学都完成。七、推