工业机器人视觉技术及应用（第2版）（微课版）教学计划

附件1：昆明工业职业技术学院课程教学计划(2023~2024学年第1学期)课程工业机器人视觉技术及应用班级2023级电气自动化技术1、2、3、4班，智能控制技术1、2班电力系统自动化技术1、2、3班、供用电技术1、2班、物联网应用技术班任课教师XXXX考核方式考试周学时4计划学时教务处核准学时审核意见总学时6464签名年月日面授课学时实训课学时3232现场课学时媒体课学时3232讨论课学时编写教师XXX编写日期2023年8月20日教研室主任审核日期年月日院长审核日期年月日课程说明【要求：教师编写课程教学计划时，要依据课程标准或教学大纲和教材，进行课程分析，说明教学观点，教学设想、教学方法和手段，说教材、说学情、说教法、设计教学进程，作业安排等，体现出教师的教学理念和教学创新。】1、课程设置（说明课程定位、课程性质、课程任务）本课程是工业机器人技术、机器人工程、机电一体化技术、电气自动化技术等专业的核心专业基础课，是连接电工电子技术、机械基础等前导课程与工业机器人编程与调试、工业机器人系统集成、顶岗实习等后续课程的关键纽带。课程融合机器视觉技术、工业机器人操作、通信协议配置等核心内容，聚焦工业自动化与智能化场景的实际应用，为学生从事工业机器人视觉系统搭建、调试、运维及集成等工作奠定基础。课程性质：必修课。课程任务：通过9个核心章节（绪论、视觉技术基础、工业机器人视觉系统、智能视觉系统、智能机器视觉应用实例、工业机器人操作基础、工业机器人编程及应用、基于以太网的视觉系统应用、基于现场总线的视觉系统应用）及6个典型实训项目（元件引导定位、硅片尺寸测量、药片数量统计、条码识别检测、二维码识别检测、文字识别检测），使学生掌握机器视觉基本概念、系统组成、技术参数；具备工业机器人视觉系统硬件搭建、软件组态、通信配置的基本能力；熟练运用视觉工具完成定位、检测、测量、识别等典型应用；掌握工业机器人与视觉系统的协同编程与调试方法。2、学情分析（说明生源结构、学业基础、认知规律、学习情况分析）2024级相关专业学生多为大一年级或二年级学生，生源涵盖三校生、自主招生学生及高中应届生，知识储备呈现差异化：部分学生具备电工电子、计算机基础等相关知识，学习主动性较强；多数学生对工业机器人及视觉技术认知有限，实践操作能力薄弱，缺乏工程化思维和系统解决问题的能力。教学中需兼顾基础差异，通过具象化项目、理实交替教学激发学习兴趣，注重培养实践操作能力和自主学习方法。3、教学目标知识目标：理解机器视觉的定义、特点、发展历程及核心功能（引导、检测、测量、识别）。掌握视觉技术基础（成像原理、坐标系变换、图像处理算法等）。熟悉工业机器人视觉系统的组成（相机、镜头、光源、图像处理系统等）及技术参数。掌握智能视觉系统的配置、编程及典型应用方法。理解工业机器人操作基础（运动方式、坐标系建立）及编程核心指令。掌握基于以太网和现场总线的视觉系统通信配置与协同应用。能力目标：能搭建工业机器人视觉系统硬件（相机、机器人、网关、传感器等连接）。能熟练操作In-SightExplorer、SYCON.net等软件进行视觉组态与编程。能完成元件定位、尺寸测量、条码/二维码识别等典型视觉应用项目。能配置工业机器人与视觉系统的TCP/IP、PROFINET、DeviceNet等通信协议。能编写工业机器人视觉协同程序，完成调试与故障排查。素质目标：结合课程内容融入工匠精神、劳模精神案例，培养爱岗敬业、严谨细致的职业作风。通过团队协作完成实训项目，提升沟通协作与问题解决能力。激发创新意识，培养运用新技术、新方法解决工业实际问题的能力。树立安全文明生产、质量优先的行业规范意识。4、教学资源教材：《工业机器人视觉技术及应用（第2版）（微课版）》，丁娱乐、李益甲、王姝菲主编，人民邮电出版社。实训室：工业机器人实训车间（配备HRG-HD1XKA型实训台、ABBIRB120等工业机器人、康耐视In-Sight系列智能相机、NT50网关、传感器及配套工具）。教学团队：工业机器人技术教学团队（含企业技术骨干、双师型教师）。其他资源：教材配套微课视频、In-SightExplorer仿真软件、SYCON.net配置软件、典型项目实训指导书、行业案例库。5、教学设计采用“理实交替、项目驱动、学做一体”的教学模式，以工业实际应用场景为导向，将教材9章内容拆解为“基础认知-系统搭建-编程应用-综合实训”四个递进模块：基础认知模块（绪论、视觉技术基础）：通过生活案例（人脸识别、生产线质检）引入，结合仿真软件演示，帮助学生建立核心概念。系统搭建模块（工业机器人视觉系统、工业机器人操作基础）：理实同步开展，学生现场搭建硬件系统，掌握设备选型、连接及基本操作。编程应用模块（智能视觉系统、工业机器人编程及应用）：以典型实训项目为载体，学生自主完成软件组态、程序编写及参数调试。综合实训模块（视觉系统应用实例、基于以太网/现场总线的应用）：跨章节整合知识，开展协同应用实训，培养系统思维。教学过程中坚持“学生为主体、教师为主导”，通过小组合作、任务驱动、成果展示等形式，强化实践操作与创新能力培养，适时融入课程思政元素。6、考核评价本课程为考试课，考核成绩由三部分构成：平时成绩（30%）：包括考勤（10%）、课堂表现（10%）、作业完成情况（10%）。实训成绩（30%）：包括实训操作（15%）、实训报告（10%）、项目成果展示（5%）。考试成绩（40%）：采用闭卷理论考试形式，考核核心知识与综合应用能力。特别说明：课程总学时64学时，理论与实训各32学时。若因节假日、设备维护等客观因素导致教学计划调整，将根据实际情况微量调整，确保核心内容与实训项目完成质量。教学进程表授课序号所在周次学时授课章节及内容摘要理论/实训属性112工业机器人学院《开学第一课》：课程介绍、学习要求、安全规范理论212第1章绪论：机器视觉定义、特点、发展历程、工业机器人视觉功能（引导、检测、测量、识别）理论324第2章视觉技术基础：2.1视觉成像原理（透镜成像、坐标系变换）、2.2数字图像基础（像素、颜色模型）理论2+实训2（仿真软件演示成像原理）434第2章视觉技术基础：2.3图像处理基础（灰度处理、二值化、锐化）、2.4图像处理常用算法（分割、边缘检测、特征提取、模板匹配）理论2+实训2（图像处理算法实操）544第3章工业机器人视觉系统：3.1系统组成与工作过程、3.2相机工作原理及技术参数、3.3镜头工作原理及应用理论2+实训2（相机、镜头选型与安装）654第3章工业机器人视觉系统：3.4光源基础知识及应用、3.5图像处理系统（嵌入式、基于计算机）理论2+实训2（光源选型与照明方案设计）766第4章智能视觉系统：4.1智能相机简介、4.2智能相机连接、4.3设置图像、4.4设置工具、4.5配置结果理论3+实训3（智能相机软件组态实操）878第5章智能机器视觉应用实例：5.1元件引导定位、5.2硅片尺寸测量、5.3药片数量统计、5.4条码识别检测、5.5二维码识别检测、5.6文字识别检测理论4+实训4（6个典型项目分组实操）986第6章工业机器人操作基础：6.1工业机器人概述、6.2主要技术参数、6.3组成、6.4基本操作（运动方式、坐标系建立）理论3+实训3（工业机器人手动操作与坐标系标定）1096第7章工业机器人编程及应用：7.1I/O通信、7.2程序数据、7.3动作指令、7.4编程基础理论3+实训3（RAPID语言编程与指令实操）11108第8章工业机器人视觉系统应用（基于以太网）：8.1硬件组成与连接、8.2相机配置及组态编程、8.3机器人IP配置、8.4机器人编程与调试理论4+实训4（以太网通信配置与协同调试）12116第9章工业机器人视觉系统应用（基于现场总线）：9.1网关概述、9.2PROFINET网络配置、9.3Device