0803701069《工业机器人》教学大纲

0803701069《工业机器人》教学大纲《工业机器人》课程教学大纲

课程编号：0803701069

课程名称：工业机器人

英文名称：IndustrialRobot

课程类型：专业任选课

总学时：32讲课学时：24试验学时：8

学分：2

适用对象：四年制机械设计制造及其自动化专业、四年制机械电子工程专业。

先修课程：高等数学、线性代数、工程制图、机械工程材料、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、电子技术、电工技术、机械制造基础、互换性与技术测

量、液压与气压传动、机电传动掌握、单片机原理及应用、自动掌握原理等。

一、课程性质、目的和任务

工业机器人课程是机械设计制造及其自动化专业各专业方向的一门主要专业技术课，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动掌握、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。其目的是使同学了解工业机器人的基本结构，了解和把握工业机器人的基本学问，使同学对机器人及其掌握系统有一个完整的理解。培育同学在机器人技术方面分析与解决问题的力量，培育同学在机器人技术方面具有肯定的动手力量，为毕业后从事专业工作打下必要的机器人技术基础。

二、教学基本要求

本课程以机器人为讨论对象，以工业机器人为重点。学完本课程应达到以下基本要求：1．了解机器人的由来与进展、组成与技术参数，把握机器人分类与应用，对各类机器人有较系统地完整熟悉。

2．了解机器人运动学、动力学的基本概念，能进行简洁机器人的位姿分析和运动分析。

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.了解机器人掌握系统的构成、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。

三、教学内容及要求

绪论

0.1概述

0.1.1机器人的由来与进展

0.1.2机器人的定义

0.1.3机器人技术的讨论领域与学科范围

0.2机器人的分类

0.2.1按机器人的开发内容与应用分类

0.2.2按机器人的进展程度分类

0.2.3按机器人的性能指标分类

0.2.4按机器人的结构形式分类

0.2.5按坐标形式分类

0.2.6按掌握方式分类

0.2.7按驱动方式分类

0.2.8按机器人工作时的机座可动性分类

0.3机器人的应用

0.3.1工业机器人的应用

0.3.2操纵型机器人的应用

0.3.3智能机器人的应用

0.4机器人的组成与技术参数

0.4.1机器人的基本组成

0.4.2机器人主要技术参数

0.4.3MOTOMANUP6型通用工业机器人技术参数0.4.4MOTOMANEA1400型弧焊机器人技术参数

第一章机器人运动学

1.1齐次坐标与动系位姿矩阵

1.1.1齐次坐标1.1.2动系的位姿表示

1.2齐次变换

1.2.1旋转的齐次变换

1.2.2平移的齐次变换

1.2.3复合变换

1.3机器人的位姿分析

1.3.1杆件坐标系的建立

1.3.2连杆坐标系间的变换矩阵

1.4机器人正向运动学

1.4.1斯坦福机器人运动方程

1.4.2PUMA-560机器人运动学方程

1.5机器人逆向运动学

1.5.1逆向运动学的解

1.5.2逆向运动学求解实例

其次章机器人动力学

2.1机器人雅可比的定义

2.2机器人速度分析

第三章机器人轨迹规划

3.1机器人轨迹规划概述

3.1.1机器人轨迹的概念

3.1.2轨迹规划的一般性问题

3.1.3轨迹的生成方式

3.1.4轨迹规划涉及的主要问题

3.2插补方式分类与轨迹掌握

3.2.1插补方式分类

3.2.2机器人轨迹掌握过程

3.3机器人轨迹插值计算

3.3.1直线插补

3.3.2圆弧插补

3.3.3定时插补与定距插补

3.3.

4.关节空间插补

3.4机器人手部路径的轨迹规划

3.4.1操作对象的描述

3.4.2作业的描述

第四章机器人本体基本结构

4.1概述

4.1.1机器人本体的基本结构形式

4.1.2机器人本体材料的选择

4.2机身及臂部结构

4.2.1机器人机身结构基本形式和特点

4.2.2机器人臂部结构基本形式和特点

4.2.3机器人的平稳性和臂杆平衡方法

4.3腕部及手部结构

4.3.1机器人腕部结构基本形式和特点

4.3.2机器人手部结构基本形式和特点

4.4传动及行走机构

4.4.1机器人传动机构结构基本形式和特点

4.4.2机器人行走机构结构基本形式和特点

第五章机器人掌握系统

5.1机器人传感器

5.2驱动与运动掌握系统

5.3掌握理论与算法

第六章机器人编程语言与离线编程

第七章工业机器人工作站及生产线

7.1焊接机器人

7.2搬运码垛机器人

7.3喷涂机器人

7.4装配机器人

第八章操纵型机器人简介

第九章智能机器人简介

四、实践环节

（一）课内试验

工业机器人试验支配在课程内，开设3个试验：

1．慧鱼机器人模型组装综合试验2学时

2．MOTOMAN机器人认知试验2学时

3．MOTOMAN机器人焊枪动作与编程试验4学时

（二）选作试验

1．机器人关节掌握与循环试验；

2．慧鱼机器人创新试验。

五、课外习题及课程争论

为达到本课程的教学基本要求，课外习题不应少于8题。

六、教学方法与手段

本课程采纳板书与多媒体课件结合的方式进行课堂教学。

八、考核方式

本课程为考核课程，期末考试可为闭卷笔试，也可为课程大作业。同学的课程总评成果由平常成果（占10%）、试验成果占（占20%）和期末考试成果（占70%）三部分构成，平常成果为出勤、作业、课堂测验、学习主动性等。

九、推举教材和教学参考书

教材：《机器人技术基础》，刘极峰主编，高等训练出版社，2024

参考书：

1.《机器人技术基础》.熊有伦编.武汉：华中理工高校出版社,1996

2.《工业机器人应用工程》，余达太，马香峰等著.北京：冶金工业出版社,1999

3.《关节型机器人》.殷际英，何广平编著.北京：化工工业出版社,1994

十、说明

任课老师应依据教学大纲的要求，仔细讨论和精选教学内容，组织好课堂教学及实

践环节,确保教学大纲得以贯彻执行。

大纲制订人：

大纲审定人：

制订日期：2024年9月

《工业机器人》课程试验教学大纲

一、试验教学目标与基本要求

《工业机器人》课程试验是《工业机器人》课程的实践环节。它涉及自动掌握、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多种学科的内容，是机电专业本科生的一门专业必修课程。通过该试验课程使同学能更好地理解机器人运动掌握的过程，对计算机掌握系统和机器人技术系统有完整的理解。旨在培育同学在工业机器人方面分析与解决问题的力量及同学在工业掌握领域应用机器人的力量。

二、本试验课程的基本理论与试验技术学问

通过现场讲解机器人的动力,传动,机械结构,传感器,伺服机构的部分的作用,进行机器人关节坐标系及直角坐标系下的运动演示。

通过使用MOTOMAN-UP6型机器人的示教编程把握机器人焊接和搬运的应用。在编程处理机器人运动过程中,分析机器人按预定的轨迹行走的掌握原理。

三、试验方法、特点与基本要求

在MOTOMAN-UP6型工业机器人上进行机器人的结构的了解，利用所学学问进行运动及轨迹掌握，把握工业机器人的示教编程方法。

四、试验主要仪器设备

MOTOMAM-UP6机器人、慧鱼机器人

六、试验报告要求

试验报告中要求写出完整的操作步骤

七、考核方式与成果评定标准

每次试验成果依据同学预习、试验操作、试验报告的完成状况进行评定。

试验成果：预习与考勤20%、操作40%、原始记录与试验报告40%。

八、教