《工业机器人技术及应用》教学大纲

《工业机器人技术及应用》教学大纲课程名称：工业机器人技术及应用课程编号：D04C026161英文名称：Industrialrobottechnologyandapplication课程类型：专业必修课学时：48学时（含实操4学时）考核方式：考试学分：3学分开课单位：智能制造工程审定人：肖楠执笔人：张晨晨批准人：白斌执行年级：2024级开始执行适用专业：智能制造工程专业先修课程：电路二、电子技术、机械原理等一、课程描述本课程是智能制造工程专业的一门专业核心课程，采用理论和实操相结合的教学方法。课程内容主要以工业机器人技术的基础知识为出发点，在机械、控制、驱动、基本操作、虚拟仿真和应用等方面分类介绍，能够使学生对工业机器人技术和实操应用有一个较为全面、清晰的认识。利用ABB公司的机器人仿真软件RobotStudio，以机器人搬运、码垛、焊接、装配4个典型应用为例，介绍在各个工作站中集成的夹具动作、物料搬运、周边设备动作等多种功能和动画效果。通过本课程的学习培养学生在工业机器人领域内的基础知识和基本技能，为今后从事工业机器人相关工作打下坚实的基础。二、课程目标1.能够正确阐述工业机器人的基本概念、结构及控制系统，能够识别主流工业机器人的硬件系统，初步具备选择工业机器人及周边设备的能力。2.能够正确操作工业机器人，能够利用工业机器人仿真软件进行离线编程和运动仿真，能够正确分析工业机器人的程序错误，并提出改进措施，具备一定的工业机器人编程和调试的能力。3.具有团队协作意识及明辨思维，在团队项目中承担好自己的角色。三、课程目标与毕业要求的对应关系课程目标对应的毕业要求1毕业要求1.4：能够将智能制造专业知识和数学模型方法用于机电产品特别是电力机械设备相关领域复杂工程问题解决方案的比较与综合。2毕业要求5.1：熟悉机械设备、仪器、资源、专业仿真软件和信息技术工具原理及使用方法，并知悉其局限性，能够针对复杂智能制造工程问题，恰当选择并有效使用；3毕业要求8.1具有团队协作意识，能够在多样化、多学科背景下的团队中有效沟通，承担不同的角色，独立或合作开展工作，在实践中践行雷锋精神、劳动精神；

四、教学内容、基本要求与学时分配序号主要教学内容教学目标与要求教学方法/手段计划学时课程目标1一、工业机器人概述1.什么是工业机器人；2.为何发展工业机器人；3.工业机器人的分类及应用场合。能够解释什么是工业机器人，为什么要发展工业机器人。能够辨别工业机器人的分类及应用场合。讲授、讨论212二、工业机器人的组成及性能1.工业机器人的基本组成；2.工业机器人的性能指标；3.工业机器人的基本结构。能够辨别工业机器人的组成，尤其是机器人本体的结构组成。能够辨别工业机器人的性能指标，能通过机器人的技术指标选择合理的工业机器人。讲授、讨论213三、工业机器人的坐标系1.工业机器人及其运动轴；2.工业机器人坐标系的特点和使用场合；能够辨别工业机器人常用的5个坐标系及特点：大地坐标系、基座坐标系、关节坐标系、工具坐标系、工件坐标系。讲授、讨论、实操41、24四、工业机器人的基本操作1.工业机器人的开关机操作；2.正确使用工业机器人的示教器；3.工业机器人的手动操作。能够对工业机器人进行正确开关机操作。能够正确使用工业机器人的示教器，能够合理选择合适的控制速度。讲授、讨论、实操62、35五、ABB工业机器人的运动指令1.MoveJ运动指令特点；2.MoveL运动指令特点；3.MoveV运动指令特点。4.MoveAbsJ运动指令特点。能够应用MoveJ、MoveL、MoveC和MoveAbsJ指令进行编程。讲授、讨论、案例分析122、36六、ABB工业机器人的程序数据1.赋值指令；2.程序数据分类；3.程序数据的特点及应用。能够正确在程序中应用赋值指令，能够辨别程序数据的分类。能够辨别常用的5中程序数据，合理选择数据类型。讲授、讨论、案例分析427七、ABB工业机器人的流程指令1.条件判断指令IF；2.条件选择指令TEST；3.循环指令WILE和FOR；4.跳转指令GOTO。能够正确使用条件判断指令IF、条件选择指令TEST、循环指令WILE和FOR进行程序的编制。能够正确使用跳转指令GOTO进行控制程序指针位置。讲授、讨论、案例分析628八、ABB工业机器人的I/O通讯1.I/O通讯种类；2.I/O板卡种类；3.工业机器人的信号种类和层级。能够辨别工业机器人的I/O通讯种类和I/O板卡种类。能够辨别工业机器人的信号种类和层级，能够正确设置和应用不同信号。讲授、讨论、案例分析629九、工业机器人的应用1.搬运工业机器人的应用场合及特点；2.码垛工业机器人的应用场合及特点；3.涂装工业机器人的应用场合及特点；4.焊接工业机器人的应用场合及特点；能够辨别搬运、码垛、涂装、焊接、装配工业机器人的应用场合及特点。讲授、讨论、案例分析62、3五、其他教学环节1.课内实操实验名称实操内容教学要求类型性质及实验条件等计划学时课程目标1.认识机器人工业机器人的手动操作初识工业机器人，能够辨别工业机器人的各个组成部分，能够对工业机器人进行简单的手动操作。类型：设计性性质：开放性设备：工业机器人21、32.手动编程工业机器人的手动编程能够应用工业机器人的示教器进行简单的程序编制，并操作机器人进行动作。类型：设计性性质：开放性设备：工业机器人22、3六、课程评价1.课程考核与成绩构成（百分制）总评成绩构成（100%）=作业（20%）+测验（10%）+实操（10%）+期末考试（60%），具体如下：课程目标评价依据及成绩比例%成绩比例%作业测验实操期末考试11051732210553050351318合计201010601002.评价标准（1）作业占总成绩20%，考核标准见如下：观测点及权重教学目标作业评分标准90-100分80-89分70-79分60-69分0-59分机构/控制模块、运动/动力学（25%）LO2=1\*GB3\*MERGEFORMAT①能按时完成；=2\*GB3\*MERGEFORMAT②问题描述准确；=3\*GB3\*MERGEFORMAT③答案正确、合理。=1\*GB3\*MERGEFORMAT①能按时完成；=2\*GB3\*MERGEFORMAT②问题描述有个别错误；=3\*GB3\*MERGEFORMAT③答案正确、合理。=1\*GB3\*MERGEFORMAT①能按时完成；=2\*GB3\*MERGEFORMAT②、=3\*GB3\*MERGEFORMAT③均有错误，错误率小于30%。=1\*GB3\*MERGEFORMAT①按照完成；=2\*GB3\*MERGEFORMAT②、=3\*GB3\*MERGEFORMAT③均有错误，错误率小于50%。未按时完成；=2\*GB3\*MERGEFORMAT②、=3\*GB3\*MERGEFORMAT③错误率大于50%任务编程（50%）LO1=1\*GB3\*MERGEFORMAT①能按时完成；=2\*GB3\*MERGEFORMAT②程序语句正确；=3\*GB3\*MERGEFORMAT③编程点选择合理。=1\*GB3\*MERGEFORMAT①能按时完成；=2\*GB3\*MERGEFORMAT②个别语句有错误。或=3\*GB3\*MERGEFORMAT③编程点选择合理。=1\*GB3\*MERGEFORMAT①能按时完成；=2\*GB3\*MERGEFORMAT②、=3\*GB3\*MERGEFORMAT③均有错误，错误率小于30%。=1\*GB3\*MERGEFORMAT①能按时完成；=2\*GB3\*MERGEFORMAT②、=3\*GB3\*MERGEFORMAT③均有错误，错误率小于50%。未按时完成；=2\*GB3\*MERGEFORMAT②、=3\*GB3\*MERGEFORMAT③错误率大于50%仿真分析（25%）LO2=1\*GB3\*MERGEFORMAT①能按时完成；=2\*GB3\*MERGEFORMAT②软件操作熟练；=3\*GB3\*MERGEFORMAT③仿真过程准确。=1\*GB3\*MERGEFORMAT①能按时完成；=2\*GB3\*MERGEFORMAT②软件操作有个别错误；=3\*GB3\*MERGEFORMAT③仿真过程有个别错误。=1\*GB3\*MERGEFORMAT①能按时完成；=2\*GB3\*MERGEFORMAT②、=3\*GB3\*MERGEFORMAT③均有错误，错误率小于30%。=1\*GB3\*MERGEFORMAT①能按时完成；=2\*GB3\*MERGEFORMAT②、=3\*GB3\*MERGEFORMAT③均有错误，错误率小于50%。未按时完成；=2\*GB3\*MERGEFORMAT②、=3\*GB3\*MERGEFORMAT③错误率大于50%（2）测验占总成绩20%，考核标准见如下：观测点及权重测验评分标准(LO1&LO2)90-100分80-89分70-79分60-69分0-59分基本知识、原理应用（30%）题意解析正确；概念及原理描述正确；使用正确的原理或知识点回答问题。题意解析正确；概念及原理描述正确；个别原理或知识点使用错误。题意解析正确；概念及原理描述不完整；原理或知识点使用错误。题意解析正确；概念及原理描述错误；原理或知识点使用错误。题意解析错误；概念及原理描述、原理或知识点使用均错误。操作与编程（40%）原理应用正确；工艺分析方法合理；结论完整正确。原理应用正确；分析方法合理；结论不完整，正确率大于80%。原理应用正确；分析方法合理；分析结论正确率大于70%。原理应用正确；分析方法错误；结论错误。原理、分析及结论均错误。仿真分析（30%）原理应用正确；计算过程正确、规范；计算结果正确。原理应用正确；计算过程正确；计算结果正确率大于80%。原理应用正确；能体现主要计算过程；计算结果正确率大于70%。原理应用正确；主要计算过程缺失；计算结果正确率小于50%。原理应用错误；计算错误。（3）在线学习占总成绩10%，考核标准见如下：观测点及权重作业评分标准(LO1)90-100分80-89分70-79分60-69分0-59分在线学习能按照时间完成；学习时长总时长大于90%；课前测试正确率大于90%。能按照时间完成；学习时长总时长大于80%；课前测试正确率大于80%。能按照时间完成；学习时长总时长大于70%；课前测试正确率大于70%。未能按照时间完成；学习时长总时长小于60%；课前测试正确率小于80%。未参加学习，未参加测试。（4）实操及上机成绩占15%，考核标准见如下：观测点评分标准(LO1&LO2)9-10分8.0-8.9分7.0-7.9分6.0-6.9分6.0分以下实验操作（50%）能够设计或执行合理的实验方案；实验操作符合安全及操作规范；仪器设备完好无损；在规定时间内完成实验内容。能够设计或执行合理的实验方案；实验操作存在个别不规范的地方；仪器设备完好无损；在规定时间内完成实验内容。设计方案需要改进或未按要求执行合理的实验方案；实验操作符合安全及操作规范；仪器设备完好无损；在规定时间内完成实验内容。实验方案不合理或未按要求执行合理的实验方案；实验操作不操作规范；或造成仪器设备损坏，或未按时完成全部实验内容。未完成实验。实验总结报告（30%）在规定的时间内提前完成，内容全面，字迹清晰工整；数据记录、处理、计算及绘图正确，对实验结果分析正确。按时完成，内容较为完整，书写清晰；数据记录、处理、计算及绘图准确，对实验结果的分析有错误。延时完成，内容基本完整，字迹潦草；数据记录、处理、计算及绘图准确，对实验结果的分析完全错误。后期补交，内容基本完整，字迹潦草；数据记录、处理、计算