《工业机器人技术及应用》 课程标准

《工业机器人技术及应用》课程教学标准《工业机器人技术及应用》课程标准学分数：4总学时数：64适用专业：机电一体化、电气自动化、工业机器人开设学期：XX教学环境：多媒体教室、工业机器人综合实训平台学历层次：专科课程性质和课程定位1、课程性质《工业机器人技术及应用》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，其目的是使学生了解工业机器人的基本结构，了解和掌握工业机器人的基本知识，使学生对机器人及其控制系统有一个完整的理解，培养学生在机器人技术方面分析与解决问题的能力，培养学生在机器人技术方面具有一定的动手能力，为毕业后从事专业工作打下必要的机器人技术基础。2、课程任务本课程的教学以高等职业教育培养目标为依据，遵循“结合理论联系实际，应知、应会”的原则，以拓展学生专业知识覆盖面为重点，注重培养学生的专业思维能力。重点通过对主流工业机器人产品的讲解，使学生对当前工业机器人的技术现状有较为全面的了解，对工业机器人技术的发展趋势有一个明确的认识，为学生进入社会做前导，把创新素质的培养贯穿于教学中。采用行之有效的教学方法，注重发展学生专业思维和专业应用能力，通过简单具体的实例深入浅出地讲解专业领域的知识。二、课程培养目标（一）知识目标1）了解机器人名称的来源、机器人三定律、国内外对机器人的定义。2）了解国内外工业机器人的发展、世界知名工业机器人品牌、中国知名工业机器人品牌。3）了解工业机器人按应用环境分类、按技术等级分类、按驱动方式分类、按坐标系统分类。4）掌握六轴多关节机器人的结构、水平关节机器人的结构、并联机器人的结构、工业机器人本体的线路连接。5）了解工业机器人控制器的结构、基本功能、分类、基础操作。6）掌握工业机器人示教器的基本功能、按键作用。7）了解工业机器人主要技术指标、选型基础。8）了解焊接机器人、喷涂机器人、码垛机器人、搬运机器人、装配机器人。9）了解机器人仿真系统、RobotStudio软件的基本操作。10）了解机器人常用的程序数据、存储类型。（二）职业技能目标1）掌握工业机器人本体与控制柜的线路连接。2）掌握机器人示教器的语言设置、使能器按钮的正确使用。3）掌握工业机器人仿真工作站的建立。4）掌握工业机器人的手动操作。5）掌握工业机器人程序的建立与调试。6）掌握工业机器人工具坐标、工件坐标的创建。7）掌握工业机器人常用指令。（三）职业素养目标1）具备良好的职业素养、团队精神与协作能力。2）具有一定的岗位意识及岗位适应能力。3）具备资料查找、自主学习、整理文档能力。4）具备良好的安全保护意识，处理现场问题的能力。5）具备耐心、细心、专心的自我提高能力。三、课程的教学设计思想本课程系统地介绍了机器人设计、控制、编程和使用的理论基础和技术要点，包括工业机器人的一般概论，机器人运动学，静力/动力学分析，工业机器人机械系统设计，工业机器人的控制和工业机器人的应用等内容。通过课程学习，使学生掌握工业机器人的基本原理、基础知识，对工业机器人机械系统的总体设计方法有初步了解。课程实施意见设计思路1.课程介绍通过本门课程学习，应使学生掌握机器人的硬件部分和基本背景知识，了解工业机器人的工作原理，能够对工业机器人应用场景进行选型。提高学生分析问题和解决问题的能力。1）工业机器人概述2）工业机器人的本体机械结构和运动3）工业机器人及操作应用4）职业发展规划2.对接培养的岗位能力1）知道工业机器人的由来和发展、定义。2）掌握工业机器人的组成及示教。3）掌握工作环境的选型。4）掌握自主学习，解决现场故障的能力（二）课程大纲和时间安排课程名称工业机器人技术及应用任课教师授课专业工业机器人行课学时64教材名称《工业机器人技术及应用》主编出版时间课次理论学时数实训学时数教学目标教学内容课外作业2工业4.0与智能制造1、掌握工业4.0的含义及特点。2、掌握工业4.0的九大技术支柱。3、掌握智能制造的含义。完成课堂布置的作业2认识机器人1、了解机器人名称的来源。2、了解机器人三定律。3、了解国内外对机器人的定义。列举生活中出现得机器人2国内外工业机器人的发展与品牌1、了解国内外工业机器的发展。2、了解世界知名工业机器人品牌。3、了解中国知名工业机器人品牌。2工业机器人的分类1、了解工业机器人按应用环境分类。2、了解工业机器人按技术等级分类。3、了解工业机器人按驱动方式分类。4、了解工业机器人按坐标系统分类。22工业机器人本体1、掌握六轴多关节机器人的结构。2、掌握水平关节机器人的结构。3、掌握并联机器人的结构。4、掌握工业机器人本体的线路连接。完成拓展习题2工业机器人控制系统了解工业机器人控制器的结构。了解工业机器人控制器的基本功能。了解工业机器人控制器的分类。了解工业机器人控制器的基础操作。完成拓展习题12工业机器人示教器掌握工业机器人示教器的基本功能。2、掌握工业机器人示教器的按键作用。3、掌握机器人示教器的语言设置。4、能正确使用示教器使能器按钮。完成拓展习题2工业机器人技术参数与选型1、了解工业机器人主要技术指标。2、了解工业机器人的选型基础。完成拓展习题2焊接机器人1、了解焊接与焊接机器人的含义。2、了解各类焊接机器人其区别与应用。3、了解焊接机器人的系统组成。完成拓展习题2喷涂机器人1、了解喷涂与喷涂机器人的含义。2、了解喷涂机器人的系统组成及结构。3、掌握喷涂机器人的组成和结构。完成拓展习题2码垛机器人1、了解码垛与码垛机器人的含义。2、了解码垛机器人对比人工码垛的优点。3、了解码垛机器人的系统组成4、认知码垛机器人的组成和结构。5、简单认知码垛机器人工作站。完成拓展习题2搬运机器人1、了解搬运与搬运机器人的含义。2、了解搬运机器人系统组成。3、了解搬运机器人周边设备。4、认知搬运机器人的组成和结构。5、简单认知搬运机器人工作站。完成拓展习题2装配机器人1、了解装配与装配机器人的含义。2、了解装配机器人的系统组成。3、认知装配机器人的组成和结构。4、简单认知装配机器人工作站完成拓展习题24机器人仿真系统1、了解什么是机器人仿真技术。2、了解RobotStudio软件功能3、了解RobotStudio软件界面。4、学会安装RobotStudio软件。5、学会RobotStudio软件的授权操作方法。完成拓展习题24机器人仿真工作站的建立了解机器人仿真工作站与机器人系统。了解RobotStudio软件的基本操作。3、掌握建立机器人仿真工作站的步骤。4、掌握导入机器人。5、掌握添加、安装机器人的工具。6、掌握简单工业机器人工作站的创建。7、掌握工业机器人系统的建立。完成工业机器人系统的建立主要有哪些步骤需要掌握24机器人手动操作1、了解机器人的坐标系。2、了解机器人每种坐标系的区别。3、掌握机器人单轴运动的操作方法。4、掌握机器人线性运动的操作方法。5、掌握机器人重定位运动的操作方法。完成拓展习题24机器人程序建立1、了解机器人常用的程序数据。2、了解机器人程序数据的存储类型。3、了解机器人程序任务、程序模块、例行程序之间的关系。4、掌握建立机器人程序数据的操作步骤。5、掌握建立机器人程序的操作步骤。完成拓展习题24机器人轨迹编程1、了解机器人轨迹类编程应用场合。2、学会建立机器人工具坐标。3、学会建立机器人工件坐标。4、掌握机器人运动指令。5、掌握手动调试机器人程序的步骤。完成拓展习题24机器人搬运工作站编程1、学会建立机器人有效载荷数据。2、掌握机器人常用指令。3、掌握机器人搬运的特点及编程方法。4、掌握机器人自动运行程序的步骤。独立完成搬运编程习题1工业机器人应用岗位与发展前景1、了解工业机器人应用人才市场。2、了解工业机器人应用岗位。3、了解工业机器人专业人才职业规划。根据自身情况书写一份职业生涯规划书主要参考《工业机器人技术及应用》（三）课程实施方案1、教学内容与目标任务一工业4.0与智能制造任务目标：1、知识目标（1）掌握工业4.0的含义及特点。（2）掌握工业4.0的九大技术支柱。（3）掌握智能制造的含义。2、素质目标（1）培养与时俱进的工业发展意识。（2）保持对中国智能制造发展的关注。教学内容：1）工业4.0概述2）工业4.0的概念任务二认识机器人任务目标：1、知识目标（1）了解机器人名称的来源。（2）了解机器人三定律。（3）了解国内外对机器人的定义。2、素质目标（1）养成对科技发展探索的意识。（2）形成不断学习持续进步的习惯。教学内容：1）机器人名称的来源2）机器人三大定律3）国内对机器人的定义4）国外对机器人的定义任务三国内外工业机器人的发展与品牌任务目标：1、知识目标（1）了解国内外工业机器的发展。（2）了解世界知名工业机器人品牌。（3）了解中国知名工业机器人品牌。2、素质目标（1）关注国内外工业机器人行业的高速发展。（2）保持对工业机器人学习的兴趣。（3）培养重视差距、迎难而上的精神。教学内容：国外工业机器人的发展国内工业机器人的发展世界知名工业机器人品牌中国知名工业机器人品牌任务四工业机器人的分类任务目标：1、知识目标（1）了解工业机器人按应用环境分类。（2）了解工业机器人按技术等级分类。（3）了解工业机器人按驱动方式分类。（4）了解工业机器人按坐标系统分类。2、素质目标（1）认识差异、感受各种工业机器人的不同。（2）能与其他人合作完成工业机器人学习资料查找，养成团队合作的精神。（3）培养学习的主观能动性，保持对工业机器人学习的兴趣。教学内容：按应用环境分类按技术等级分类按驱动方式分类按坐标系统分类任务五工业机器人本体任务目标：1、知识目标（1）掌握六轴多关节机器人的结构。（2）掌握水平关节机器人的结构。（3）掌握并联机器人的结构。（4）掌握工业机器人本体的线路连接。2、技能目标（1）掌握六轴、四轴、并联机器人的本体结构。（2）掌握工业机器人本体与控制柜的线路连接。2、素质目标（1）了解减速机的生产工艺，提高精益求精的工匠精神。（2）了解国内伺服电机与国外先进品牌的差距，提高科技创新的精神。教学内容：六轴多关节机器人水平关节机器人并联机器人机器人本体与控制柜之间需要连接三条电缆及连接任务六工业机器人控制系统任务目标:1、知识目标（1）了解工业机器人控制器的结构。（2）了解工业机器人控制器的基本功能。（3）了解工业机器人控制器的分类。（4）了解工业机器人控制器的基础操作。2、技能目标（1）掌握机器人控制器的结构、基本功能及分类。（2）掌握工业机器人控制柜与工业机器人本体的线路连接。（3）掌握机器人控制器的上电开机及手、自动的调节。（4）掌握机器人控制柜I/O板的分布。3、素质目标（1）认识工业机器人控制系统的重要性。（2）了解国内控制系统与国外先进品牌的差距，提高科技创新的精神。教学内容：1）资料取样应用2）事件登录应用教学内容：1)工业机器人控制器的结构2)工业机器人控制器分类3)机器人本体与控制柜之间需要连接三条电缆及连接4)工业机器人控制器的基础操作5)工业机器人控制器的基本功能任务七工业机器人示教器任务目标:1、知识目标（1）掌握工业机器人示教器的基本功能。（2）掌握工业机器人示教器的按键作用。2、技能目标（1）掌握机器人示教器的语言设置。（2）能正确使用示教器使能器按钮。3、素质目标（1）重视工业机器人基础内容的掌握。（2）培养底层逻辑思维意识。教学内容：1）工业机器人示教器的基本功能任务八工业机器人技术参数与选型任务目标:1、知识目标（1）了解工业机器人主要技术指标。（2）了解工业机器人的选型基础。2、素质目标（1）认识工业机器人技术指标的重要性。（2）培养对工业机器人的选型能力。教学内容：1）工业机器人五大技术指标2）工业机器人的选型任务九焊接机器人任务目标1、知识目标（1）了解焊接与焊接机器人的含义。（2）了解各类焊接机器人其区别与应用。（3）了解焊接机器人的系统组成。2、技能目标（1）认知焊接机器人的组成和结构。（2）简单认知焊接机器人工作站。3、素质目标（1）与他人合作查阅焊接机器人相关资料，养成良好的团队精神。（2）在焊接机器人工作站认知中，养成对工作区：“5S”认知态度。教学内容：焊接与焊接机器人焊接机器人的系统组成任务十喷涂机器人任务目标1、知识目标（1）了解喷涂与喷涂机器人的含义。（2）了解喷涂机器人的系统组成及结构。2、技能目标（1）掌握喷涂机器人的组成和结构。3、素质目标（1）与他人合作查阅喷涂机器人相关资料，养成良好的团队精神。（2）在喷涂机器人工作站认知中，养成对工作区：“5S”认知态度。教学内容：1)喷涂与喷涂机器人的概念2)喷涂机器人的分类3)喷涂机器人系统组成任务十一码垛机器人任务目标1、知识目标（1）了解码垛与码垛机器人的含义。（2）了解码垛机器人对比人工码垛的优点。（3）了解码垛机器人的系统组成。2、技能目标（1）认知码垛机器人的组成和结构。（2）简单认知码垛机器人工作站。3、素质目标（1）与他人合作查阅码垛机器人相关资料，养成良好的团队精神。（2）在码垛机器人工作站认知中，养成对工作区“7S”认知态度。教学内容：1)码垛与码垛机器人2)码垛机器人的系统集成3)码垛机器人仿真工作站任务十二搬运机器人任务目标1、知识目标（1）了解搬运与搬运机器人的含义。（2）了解搬运机器人系统组成。（3）了解搬运机器人周边设备。2、技能目标（1）认知搬运机器人的组成和结构。（2）简单认知搬运机器人工作站。3、素质目标（1）与他人合作查阅搬运机器人相关资料，养成良好的团队精神。（2）在搬运机器人工作站认知中，养成对工作区“7S”认知态度。教学内容：1)搬运与搬运机器人的含义2)搬运机器人系统组成3)搬运机器人周边设备任务十三装配机器人任务目标1、知识目标（1）了解装配与装配机器人的含义。（2）了解装配机器人的系统组成。2、技能目标（1）认知装配机器人的组成和结构。（2）简单认知装配机器人工作站。3、素质目标（1）与他人合作查阅装配机器人相关资料，养成良好的团队精神。（2）在装配机器人工作站认知中，养成对工作区“7S”认知态度。教学内容：1)装配与装配机器人2)装配机器人的系统组成任务十四机器人仿真系统任务目标1、知识目标（1）了解什么是机器人仿真技术。（2）了解RobotStudio软件功能。（3）了解RobotStudio软件界面。2、技能目标（1）学会安装RobotStudio软件。（2）学会RobotStudio软件的授权操作方法。3、素质目标（1）重视对机器人软件的认识与学习。（2）培养对软件的应用能力。教学内容：机器人仿真技术RobotStudio软件功能RobotStudio软件的安装关于RobotsStudio的授权RobotsStudio软件界面任务十五机器人仿真工作站的建立任务目标1、知识目标（1）了解机器人仿真工作站与机器人系统。（2）了解RobotStudio软件的基本操作。2、技能目标（1）掌握建立机器人仿真工作站的步骤。（2）掌握导入机器人。（3）掌握添加、安装机器人的工具。（4）掌握简单工业机器人工作站的创建。（5）掌握工业机器人系统的建立。3、素质目标（1）重视对机器人软件的认识与学习。（2）培养对软件的应用能力。教学内容：1）RobotStudio软件建立机器人仿真工作站2）导入机器人3）添加、安装机器人工具4）摆放机器人周边模型5）完成工作站的建立6）机器人系统的建立任务十六机器人手动操作任务目标1、知识目标（1）了解机器人的坐标系。（2）了解机器人每种坐标系的区别。2、技能目标（1）掌握机器人单轴运动的操作方法。（2）掌握机器人线性运动的操作方法。（3）掌握机器人重定位运动的操作方法。3、素质目标（1）培养实际动手操作能力。（2）认识理论与实际相结合的重要性。教学内容：1）单轴运动的手动操作2）线性运动的手动操作3）重定位运动的手动操作任务十七机器人程序建立任务目标1、知识目标（1）了解机器人常用的程序数据。（2）了解机器人程序数据的存储类型。（3）了解机器人程序任务、程序模块、例行程序之间的关系。2、技能目标（1）掌握建立机器人程序数据的操作步骤。（2）掌握建立机器人程序的操作步骤。3、素质目标（1）夯实机器人编程的基础知识。（2）培养逻辑思维能力。教学内容：1）建立程序数据2）程序数据的类型与分类3）建立机器人主程序任务十八机器人轨迹编程一、任务目标1、知识目标（1）了解机器人轨迹类编程应用场合。2、技能目标（1）学会建立机器人工具坐标。（2）学会建立机器人工件坐标。（3）掌握机器人运动指令。（4）掌握手动调试机器人程序的步骤。3、素质目标（1）培养实际动手操作能力。（2）培养机器人基础编程思维。教学内容：1）工作站解包2）创建工具坐标数据tooldata3）创建工件坐标wobjdata4）掌握常用的运动指令5）编写程序6）调试程序任务十九机器人搬运工作站编程任务目标1、知识目标（1）了解机器人搬运的应用场合。（2）了解机器人搬运的技术要求。2、技能目标（1）学会建立机器人有效载荷数据。（2）掌握机器人常用指令。（3）掌握机器人搬运的特点及编程方法。（4）掌握机器人自动运行程序的步骤。3、素质目标（1）培养实际动手操作能力。（2）培养机器人编程能力。教学内容：1）信号参数配置2）创建有效载荷数据loaddata3）常用指令介绍任务二十工业机器人应用岗位与发展前景任务目标1、知识目标（1）了解工业机器人应用人才市场。（2）了解工业机器人应用岗位。（3）了解工业机器人专业人才职业规划。2、素质目标（1）保持对工业机器人行业发展的关注。（2）培养工业机器人专业人才职业素质。教学内容：1)工业机器人应用人才市场2)影响工业机器人工程师薪酬的因素分析3)工业机器人应用岗位4)工业机器人专业人才职业规划5)工业机器人专业职业规划书写大纲6)工业机器人专业职业规划书写要求2、主要教学方式结合PPT课件讲授、教学视频观看、教师示范操作等教学手段，要求学生按任务、分项目，根据教学目标要求反复进行操作训练。同时根据课程内容实施案例教学，理论与实践融为一体，建立“教”“学”“做”互动。任务完成之后，要求学员按期完成实训报告，编制相关文档进行实训总结，加深理解课程内容和操作经验等。3、重点与难点教学重点机器人手动操作机器人轨迹编程机器人搬运工作站编程程序数据教学难点1）知识点琐碎，需要勤加练习；2）机器人程序与程序数据能否相互配合；3）涉及到其它设备的综合设计所产生的的各类问题；4）各种报错内容分析与解决。课程考核（一）考核方式（课程考核的形式）课程考核包含：平时考勤率、平时作业成绩、平时实训成绩、实训报告成绩、期末理论考核成绩、期末实操考核成绩六部分组成，建立模块化的课程考核评价方式，实行百分制计量成绩，具体考核方式和成绩评定可以参考下表。工业机器人技术及应用考核与评价方式及成绩比例考核内容平时考勤率平时作业成绩平时实训成绩实训报告成绩期末理论考核成绩期末实操考核成绩占比10%10%20%10%20%30%考核标准（各部分成绩所占比重和试题题型分布及分数分布）考核方式考核内容备注平时考勤（10分）以学生平时出勤为依据进行计量考核。日常考核平时作业（10分）以学生完成布置作业为依据进行计量考核。平时实训（20分）要求完成每次实训的任务，做到每个实训任务按要求进行现场考核，根据考核成绩进行计量考核。实训报告（10分）要求在实训任务完成的基础上，作好实训分析，做到报告规范完整。并从实训目的清晰，实训要求明确，实训条件到位，实训结论正确，实训体会深刻等方面进行计量考核。理论考核（20分）理论考试总分100分，包括填空题（30分）、选择题（15分）、判断题（20分）、简答题（15分）、设计题（20分）。期末考核实操考核（30分）实操考试为一项综合实训，故障处理、本体线路连接是否正确等方面的考量期末考核六、教学基本条件（一）教学团队基本要求（课程所需教师团队基本要求，教师专业背景和能力要求等）该课程是一门动手操作能力要求较