教学方案-工业机器人-7周01

《工业机器人》课程教学方案学期：2022~2023学年第2学期主讲教师葛亚楠所在部门公共实验教学部编号1授课周次第7周_01授课班级1821110~1821111所属专业长空学院课时安排8学时教学课型理论课□实验课□习题课□实践课☑其它□教学内容一、理论教学：第一章工业机器人基本概念（10min）机器人名称由来机器人发展历史机器人分类第二章工业机器人结构组成（5min）KUKA结构组成机器人应用第三章KUKA机器人基本编程（43min）在线编程离线编程自主编程KUKA机器人编程指令第四章总结与作业要求（2min）二、工程实践第一部分流程图构思与绘制（90min）第二部分KRL程序编写与验证（90min）第三部分程序导入机器人系统（30min）第四部分示教器使用与安全培训（15min）第五部分学生操作机器人调试程序（100min）第六部分作业整理与汇总（15min）教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）1、了解工业机器人的基本概念与结构组成；2、熟悉KUKA机器人基本操作；3、掌握KUKA机器人基本编程。教学重点和难点教学重点：KUKA机器人的编程指令（运动指令和控制指令）教学难点：如何使用编程指令实现复杂运动轨迹的编写教学方式讲授、演示、真实现场指导教学手段PPT、视频、图表、实验设备教学过程中使用的案例案例一：名称：机器人拖动示教。主要内容：视频展示拖动示教过程以及轨迹再现，便于学生直观感受在线编程方法。对应章节或知识点：在线编程。案例二：名称：自主编程焊接机器人。主要内容：详述自主焊接编程机器人与普通焊接机器人的区别，体现自主编程的自主性和适应性。对应章节或知识点：自主编程。案例三：名称：KUKA机器人的PTP指令练习。主要内容：讲明案例通过PTP指令实现点到点的运动轨迹，加深学生对PTP指令的使用印象，方便后续实操环节的编程。对应章节或知识点：运动指令。教学过程（含复习上节内容、引入新课、中间教学组织、以及如何启发思维等）授课要点：介绍工业机器人名称的由来、机器人发展历史讲述工业机器人的分类和结构组成介绍工业机器人的应用领域讲述工业机器人的三种编程方式（在线编程、离线编程和自主编程）详述KUKA机器人的编程指令（PTP、LIN以及信号控制指令）总结以及相关作业要求，同时强调安全！针对理工科学生：要求掌握以上所有内容；各小组完成相应任务的程序编写以及调试运行成功；在整个环节过程中，总结遇到的问题及解决方法，形成报告。教学组织：上课前根据签到表安排找到相应的组别落座；教师讲授理论知识和演示；学生上午小组合作完成相应任务的程序编写；下午根据各组完成情况，依次指导实操环节的程序调试；根据完成情况，指导学生攻克难点。针对非理工科学生：了解前4点教学内容；熟悉工业机器人的基本操作；掌握工业机器人的编程指令格式的含义；会使用PTP、LIN指令实现工业机器人的运作。学生从自己专业的角度，思考工业机器人可以有哪些作用？板书设计课堂讨论：全球十大机器人厂商，分别是哪个国家的？在线编程有哪些优缺点？课后思考：思考未来工业机器人在航空航天领域将如何发挥更大的价值?随着工业机器人技术的不断发展，我们该如何提升自身的不可替代性，实现自身价值？作业布置将学生分为铣削、磨削、激光刻字和搬运组，团队合作完成相应任务的程序编写以及调试运行成功。具体作业要求如下：一、在桌面新建两个文件夹：（1）名称为“机器号（M两位）+日期（8位）+组别（A或B）”如：M0220991231A。（2）名称为“机器号（M两位）+问题阐述”。如：M02问题阐述。二、两个文件夹分别包含：（1）文件夹内包含：①流程图；②程序（“M0220991231A.SRC”和“M0220991231A.DAT”）；（2）文件夹包含（切勿删除）：①遇到的问题阐述和解决方法说明。参考资料[1]AmorosoS,CoadA,GrassanoN.EuropeanR&Dnetworks:Asnapshotfromthe7thEUFrameworkProgramme.[J].EconInnovNewTechnol,2018,27:404-419.[2]OztemelE.Intelligentmanufacturingsystems.[J].RobotComputIntegrManuf,2010,(3):49-51.[3]DayC.RoboticsinIndustry—TheirRoleinIntelligentManufacturing[J].Engineering,2018,4(4):440-445.[4]JungH,JeongB,KimDW.Foreword:SpecialIssueonFlexibleAutomationandIntelligentManufacturing[J].IndustrialEngineeering&ManagementSystems,2018,17(2).[5]吕铁,韩娜.智能制造：全球趋势与中国战略[J].人民论坛·学术前沿,2015,(11):6-17.[6]路甬祥.走向绿色和智能制造—中国制造发展之路[J].中国机械工程,2010,04(21):379-386.[7]EspositoC,CastiglioneA,MartiniB,etal.CloudManufacturing:Security,Privacy,andForensicConcerns.[J].IEEECloudComputing,2016,3(4).[8]LeeJ,LapiraE,YangS,etal.PredictiveManufacturingSystem-TrendsofNext-GenerationProductionSystems[J].IFACProceedingsVolumes,2013,46(7):150-156.[9]ThomasHJ,UhlemannCS,LehmannC,etal.TheDigitalTwin:DemonstratingthePotentialofRealTimeDataAcquisitioninProductionSystems[J].ProcediaManufacturing,2017,9.[10]卢阳光,闵庆飞,刘锋.中国智能制造研究现状的可视化分类综述—基于CNKI(2005-2018)的科学计量分析[J].工业工程与管理,2019,04(24):14-22.[11]陶飞,张萌,程江峰.数字孪生车间—一种未来车间运行新模式[J].计算机集成制造系统,2017,1(23):1-9.教学后记总结：通过本课程的学习，旨在让学生了解工业机器人的基本概念、结构组成、常见类型以及基本的编程方法，针对理工科学生在此基础上进一步掌握kuka机器人的基本编程，实现kuka机器人自动化运行，激发学生的科研兴趣，为以后从事自动化生产相关行业打下基础。反思：针对在线编程和自主编程方式，没有实验设备让学生实操直观感受，后期尽量通过实际应用的案例视频，让学生在现有