《工业机器人系统离线编程与仿真》课程标准

《工业机器人系统离线编程与仿真》课程标准

一、课程基本信息

课程名称：工业机器人系统离线编程与仿真

课程代码：1520292

课程类型：专业核心课

学时：72学时

学分：4学分

适用专业：工业机器人技术

合作企业：

二、课程的性质与任务

（一）课程性质

《工业机器人系统离线编程与仿真》是工业机器人技术专业的专业核心课程，在课

程体系中发挥着承上启下的重要作用，同时也是专业核心岗位能力的重要支撑。

本课程以ABBRobotStudio为例，介绍机器人离线编程与仿真技术，以适应工业机

器人系统操作员岗位对现场操作前仿真验证的需求为目标，使学生了解工业机器人工程

应用虚拟仿真的基础知识、机器人虚拟仿真的基本工作原理，熟练掌握机器人工作站构

建、RobotStudio中的建模功能、机器人离线轨迹编程、Smart组件的应用、带轨道或

变位机的机器人系统应用。培养学生工业机器人基本应用、工业机港入编程等方法和能

力，锻炼学生的团队协作能力和使用RobotStudio仿真软件以及针对不同的机器人应用

设计机器人方案的能力，提高学生分析问题和解决实际问题的能力，提高学生的综合素

质，增强适应职业变化的能力，为进一步学习其它机器人课程打下良好基础。

本课程与其他课程的关系如表1、2所示：

表1《工业机器人系统离线编程与仿真》课程与前期课程的关系

序号前期课程名称对本门课程的支撑作用

1工业机器人技术基础机器人本体机构与传感器技术

2工业机器人应月系统建模三维工作站平台的搭建

表2《工业机器人系统离线编程与仿真》课程与后续课程的关系

序号后续课程名称对本门课程的巩固作用

1工业机器人现场编程与应用工业机器人现场编程、调试

2工业机器人系统集成与应用通过集成系统掌握知识技能的综合应用

（二）课程任务

本课程的任务是落实立德树人根本任务，满足工业机器人技术专业的人才培养要求,

围绕核心素养，吸纳相关领域的前沿知识和技术，在培养学生的职业能力和促进职业素

质的养成方面占有重要地位。通过将“岗、赛、证”核心技能标准与工业机器人在焊接、

喷涂和搬运等典型工作场景的工作任务结合，使学生具备工业机器人系统应用中的离线

编程与仿真应用能力，并且推进课程思政建设，发挥好本课程的育人作用，将劳动精神、

知识传授和能力培养三者融为一体，通过技能学习，同步提升学生职业素养、劳动素养

与创新精神。

通过项目式教学方法，将软件功能板块融入到项目案例中。以建模、Smart组件使用、

轨迹离线编程、动画效果制作、模拟工作站的构建、仿真验证等软件教学内容为依托，

培养学生的工业机器人的综合应用能力和综合素养。

三、课程目标

《工业机器人系统离线编程与仿真》课程目标是以培养工业机器人仿真工作站搭建

及离线编程相关综合应用能力为主线，依据工业机器人专业教学标准，工业机器人应用

编程1+X职业技能等级标准、工业机器人系统操作员岗位能力标准、全国职业院校技能

大赛工业机器人技术应用赛项标准，确定三维教学目标。

（一）知识目标

1、了解工业机器人离线编程系统的构架；

2、了解RobotStudio离线编程软件的界面和各菜单功能；

3、掌握焊接机器人工作站、喷涂机器人工作站、搬运机器人工作站的设计理念和设

计方法；

4、掌握工业机器人系统的建立方法；

5、掌握工作站系统仿真运行与视频录制的方法；

6、掌握RobotStudio创建三维模型的基本方法；

7、掌握创建机械装置的基本原理及设置机械装置运动特性的基本方法；

8、掌握创建机器人工具的基本原理及方法；

9、掌握离线编程的基本方法和程序的优化方法；

10、了解机器人离线轨迹编程辅助工具的应用;

11、掌握创建Smart组件的基本步骤与方法；

12、掌握工作站逻辑设定的基本方法；

13、了解带导轨机器人系统、带变位机机渊人系统的应用以及创建方法；

（二）能力目标

1、能够熟练安装工业机器人离线编程软件；

2、能够建立工业机器人系统，熟练机器人的手动操作；

3、能完成焊接机器人工作站、喷涂机器人工作站、搬运机器人工作站的搭建；

4、创建工作站离线轨迹编程轨迹程序，完成仿真运行与视频录制；

5、能够创建典型部件的机械装置，并进行导入导出操作；

6、创建机器人工具并完成相关设置；

7、完成焊接机器人工作站、喷涂机器人工作站、搬运机器人工作站离线轨迹编程与

仿真运行；

8、能够创建具有动态属性的Smart组件；

9、能创建带导轨、带传送带、带变位机的机器人系统工作站并仿真运行；

10、能够通过软件实现机器人离线轨迹编程。

（三）素质目标

1、培养学生自主学习工业机器人系统离线编程及仿真新知识、新技术的意识，具有

较强的发现问题、分析问题和解决问题的能力；

2、培养学生较强的语言表达、工业机器人相关岗位沟通和协调能力；善于表达自己

的意见，阐述自己的观点；

3、树立协同工作的全局思维、创新意识、安全意识；树立相互沟通、互帮互助的团

队协作精神；

4、培养学生职业岗位工作中精于工、敬于业、匠于心、品于行、合于力的职业精神;

5.培养学生崇尚劳动、诚实劳动的劳动精神，精益求精、一丝不苟的工匠精神和爱

岗敬业、勇于创新的劳模精神。

四、课程结构与内容

（一）课程结构

本课程是依据工业机器人系统操作员岗位能力标准中的掌握工业机器人运动的特点

和程序编写方法、能熟练应用指令编写轨迹程序、能够创建动态属性的Smart组件及建

立组件间的控制逻辑，编写工业机器人程序岗位能力要求，重点针对工业机器人虚拟仿

真RobotStudio的操作、编程环境，能实现典型机器人_L作站仿真程序编辑。

本课程内容组织以焊接机港入工作站、喷涂机潜入工作站、搬运机潜入工作站典型

工作场景进行课程项目化设计，将工业机器人应用编程1+X证书职业技能等级标准融入

课程中，进行项目化重构，并提炼典型工作任务。根据职业岗位所需要的知识、能力、

态度要求，结合前、后续课程，紧紧围绕完成工作任务需要，将岗位、证书、技能大赛

评分技能要求融入到教学内容中，使教学内容和工作过程相一致，并能体现学生职业精

神培养和职业素养养成的需要。同时，注重加强对学生可持续发展能力的培养，满足学

生就业与发展的需要。

课程项目如下：

《工^机器人系.

离线编程与仿真》

喷涂机圈人、‘企业离线编程与仿真、

项目1：焊接机器人,项目2:’项目3:搬运机盟人'

仿真项目（16学时）仿真项目（16学时）仿真项目（16学时）实践教学（24学时）

（二）课程内容

序

项目教学目标教学任务教学内容学时

号

教学目标：掌握弧焊工作站系统创建：工业机器人系

在弧焊工作模型导入统设定；弧焊模块模型导入；工业机2

站中离线编程和及布局器人模型导入；

仿真运行的方法焊枪模型导入；工作站布局2

和技能。使用“TCP和Z,X”方法

焊接机器焊枪工具

教学重点：由目标定焊枪工具数据2

1人仿真项数据标定

标路径自动生成验证焊枪工具数据2

目

机器人运动程序规划焊接工件轨迹，2

教学难点：工具焊接目标点与路径设计2

程序编制

数据的标定方焊接程序编程2

与调试

法、工具数据的

焊接工作站仿真运行与调试2

作用

2喷涂机器教学目标：掌握模型导入喷涂工作站系统创建；工业机器人系2

人仿真项在喷涂工作及布局统设定；喷涂模块模型导入；工业机

目站中离线编程和器人模型导入；工作站布局

仿真运行的方法配置模型

模型颜色设置；模型透明度设置2

和技能。参数

教学重点：Smart创建与设动态喷涂Smart组件创建2

组件属性连接与定动属性连接与信号连接2

信号连接喷涂工作站逻辑设计；2

态喷涂

教学难点：工作Smart组件I/O信号与工

组件

站的逻辑设计业机器人I/O信号关联

喷涂目标点与路径设计2

喷涂程序

喷涂程序编程2

编制与调

喷涂工作站仿真运行与调2

试

试

搬运夹具仿真软件构建简易三维模型及相关模2

模型构建型库的调用；

构建吸盘的机械装置。机械装置关节2

夹具运动

链的参数设定；编译机械装置姿态，

教学目标：掌握关节构建

设定机械装置活动范围

搬运机器人离线

吸盘控制构建吸盘的smart组件；完成smart2

编程和仿真运行

逻辑设计吸盘的信号控制；

的方法和技能。

搬运机卡爪控2

教学重点：smart构建夹爪的smart组件；完成smart

3器人仿制逻辑

组件与信号控制夹爪的信号控制

真项目设计

设计

构建变位机机械装置：构建变位机的2

教学难点：码垛变位机仿

smart组件；变位机姿态设定以及机

编程中偏移量的真设计

械装置编译

计算

搬运路径创建搬运机器人的路径；编辑搬运机2

编程器人的运动程序

仓储码垛完成单层仓储码垛编程；2

编程构建完整的工作站逻辑。

教学目标：在实弧焊工作6

弧焊工作站离线编程、仿真验证、应

践中学习掌握企站实践教

用实施。

业常用工业机器学

人工作站离线编点焊工作6

点焊工作站离线编程、仿

程、仿真验证和站实践教

真验证、应用实施。

企业离线应用实施的方法学

编程和技能。喷涂工作6

喷涂工作站离线编程、仿

4与仿真教学重点：离线站实践教

真验证、应用实施。

实践教仿真形成的程序学

学如何在实际工作6

站中应用实施教

搬运机器

学难点：离线编搬运机器人离线编程.、仿

人实践教

程如何满足企业真验证、应用实施。

学

实用性和高效率

的要求

五、学生考核与评价

本课程采用多元化评价方式的综合评价体系，在评价主体上，包含教师评价，学生

互评及企业专家点评形式，分别占比75乐15%及10队

评价内容上，采用专业技能评价、劳动素养评价用个体增值评价形式。专业技能评

价依托1+X职业技能考核标准及职业技能竞赛考核标准，设计岗位技能测试表及考证测

试表；劳动素养评价依据实训室管理制度，设计劳动素养评价体系，合理分配技能考评

与劳动素养考评权重配比；积极探索增值评价，结合课前学情分析，对学生个体进行授

课前后的数据统计。对进步较快的学生给予积极评价，并在最终课程成绩体现。

评价工具上，采用职教云平台系统评价、仿真实训项目系统评价等多种手段相结合,

具体如下:

评价

考核内容评价形式评价工具评价主体参照标准

占比

1+X证书考核点

结果评价（项教师工业机器人应用

职业技能测试题库企业专家30%

目测试）企业专家编程1+X考核标准

视频点评

闵位技能测试表

过程评价教师省级职业技能竟

活页式自测单课程40%

（子任务测试）学生赛参考自编题库

任务达成度统计表

教师劳动素养评价体

劳动素养过程评价劳动素养评价表20%

学生系

智慧职教课堂学

个体增值增值评价10%教师课前学情避查

生前后对比

六、教学实施与保障

（一）教学实施过程

本课程以学生发展为本，遵循国家高等职业学校专业教学标准，融入工业机器人应

用领域最新技术，深化教学改革。

本课程共72学时，每个子任务都以实际案例任务驱动为主线、以功能模块实现为着

力点，穿插使用问题引导、仿真演示等教学方法，为学生提供微课、视频、活页式教材

等学习材料，助力开展小组协作及自主探究式学习。

本课程实训环节采用分组小班教学方式，划分两个大组，每个大组划分4个小组，

确保学生实训效果。在机器人实训室用仿真软件RobotStudio模拟现场操作，可以及时

发现错误并予以改正。这种以“项目为主线、教师为主导、学生为主体”的课堂教学方

式进行，达成让学生“做中学、学中做”的目的。

（二）实施保障

1＞课程教学资源

（1）教材

十三五规划教材《工业机器人离线编程与仿真》；校本活页教材

（2）数字化资源

在线课程、动画资源、校企合作案例库、赛证资源、微课资源、虚拟仿真实训项目

资源

（3）设施设备

专业教室：专业教室一般配备黑（白）板、多媒体计算机、投影设备、音响设备、

互联网接入或WiFi环境，并实施网络安全防护措施：安装应急照明装置并保持良好状态,

符合紧急疏散要求，标志明显，保持逃生通道畅通无阻。

智慧教室：配备青鹿智慧教室综合管理平台，3台教师交互式智能平板及24台学生

交互式学习屏，音响设备，互联网接入或WiFi环境，并具有网络安全防护措施c安装应

急照明装置并保持良好状态，符合紧急疏散要求、标志明显、保持逃生通道畅通无阻。

工业机器人实训室：配置工业机器人综合实训设备4台套，1台教师交互式一体机，

町FI环境，相关实训资料。

校外实践教学基地：校级大学生校外实践基地

2、教学督导机制

学校形成了由校质量办、二级学院督导小组以及学生信息督导员组成的三级教学督

导模式，对教学质量评价和监控进行了全覆盖，有效地保证了课程教学质量。

3、师资保障

校内师资要求：具有丰富的工业机器人仿真应用经验，至少熟悉一种机器人仿真软

件，具有高校教师资格证，中级职称及以上。

校外师资要求：具有三年以上的工业机器人应用经验，能提供丰富的工业机器人应

用案例，对教学工作有耐心。

七、其他说明

1、本课程标准在使用过程中，要根据教学情况进行不断的完善与修订。

2、任课教师可以根据教学情况，制定教学计划，设计更加详细、完善的单元教学方

案。

3、根据专业特点并结合课程特点，开发数字化教学资源和网络课程。数字化教学资

源包括案例库、课件库、素材库、试题库和虚拟仿真实训软件等。网络课程可以为MOOC.

微课程或空间课程。按照“人人建设，人人共享”的原则，发动教师、学生、企业专家

共建数字化资源和网络课程，并实现实时更新。

附件：机电工程学院2021-2022学年第一学期授课计划

2021-2022学年第一学期授课计划

课程名称：工业机器人系统离线编程与仿真

授课班级：20工业机器人

授课

周次课次授课E期授课环节或授课内容

时数

弧焊工作站系统创建；工业机器人系

第1周12021年9月6日统设定；弧焊模块模型导入；工业机2

器人模型导入；

第1周22021年9月8日焊枪模型导入；工作站布局2

使用“TCP和Z,X”方法标定焊枪工

第1周32021年9月10日2

具数据

第2周42021年9月13日验证焊枪工具数据2

第2周52021年9月15□规划焊接工件轨迹2

第2周62021年9月17日焊接目标点与路径设计2

第3周72021年9月20日焊接程序编程2

第3周82021年9月22H焊接工作站仿真运行与调试2

喷涂工作站系统创建；工业机器人系

第3周92021年9月24日统设定；喷涂模块模型导入；工业机2

器人模型导入；工作站布局

第4周102021年9月27日模型颜色设置；模型透明度设置2

第4周112021年9月29H动态喷涂Smart组件创建2

第5周122021年10月8日属性连接与信号连接2

喷涂工作站逻辑设计；Smart组件I/O

第6周132021年10月11日2

信号与工业机器人I/O信号关联

第6周142021年10月13日喷涂目标点与路径设计2

第6周152021年10月15日喷涂程序编程2

第7周162021年10月18日喷涂工作站仿真运行与调试2

仿真软件构建简易三维模型及相关模

第7周172021年10月20日2