教学大纲-《工业机器人离线编程与仿真(FANUC机器人)》(微课版)

PAGEPAGE6智能制造应用型人才培养系列教程 工业机器人技术《工业机器人离线编程与仿真（FANUC机器人）》课程教学大纲基本要求《工业机器人离线编程与仿真（FANUC机器人）》课程教学大纲一、课程的地位、作用和任务《工业机器人离线编程与仿真（FANUC机器人）》课程是高职高专院校机电类各专业教学中必不可少的一门重要的知识拓宽技术专业技能课，属于一门具有较强实践性的技术课程。近年来，随着我国智能制造产业的发展，工业机器人应用技术已成为智能制造和工业自动化的关键技术之一。我国是全球机器人行业发展最快的国家，也是世界上最大的工业机器人市场。要想跟上未来工业发展，首要任务就是提高工业机器人的应用技术水平。在这样的背景下，编者编写本书，旨在加强高职院校学生和工厂从事机器人编程工作的工程技术人员的工业机器人编程技能素养。本书以FANUC工业机器人为对象，介绍工业机器人离线编程与仿真技术基础的相关知识和技术。系统地讲述FANUC工业机器人离线编程与仿真工具——ROBOGUIDE软件的基本功能、安装方法和基本操作等，详细介绍软件各个模块及特殊功能的使用及设置方法，并通过标准的实际仿真案例，详细介绍FANUC工业机器人离线编程及仿真工作站创建流程。二、教学内容和教学要求第1章ROBOGUIDE概述1.知识点和教学要求（1）掌握ROBOGUIDE软件的功能模块和拓展插件如何共同实现工业机器人系统布局设计和动作模拟仿真。功能模块又包括常用仿真功能模块和其他模块两种。（2）熟悉ROBOGUIDE软件的安装方法和过程，如何设置安装向导，了解计算机硬件配置要求。（3）ROBOGUIDE软件的应用包括模型窗口的操作、改变模型位置操作和机器人运动操作等。读者可以在熟悉软件界面的基础上，通过熟悉基本操作实现软件的常用功能的应用。2.能力培养要求（1）通过学习，掌握软件的安装方法和Workkcell的创建。（2）掌握软件的基本操作流程。比如：选择工艺流程、命名工作单元、新建机器人、选择应用工具、选择模型，添加运动组设备和语言环境设置等。（3）熟悉ROBOGUID的基本应用。比如：软件界面、菜单、工具栏、组合键、虚拟示教器等。第2章ROBOGUIDE仿真工作站创建1.知识点和教学要求（1）了解工业机器人工作站包含工业机器人本体、作业工具和工作对象3个重要组成部分。在ROBOGUIDE的虚拟环境中，如何仿照真实的工作现场建立一个仿真的工作站，充分利用计算机图形技术与机器人控制技术，在软件中组建场景模型与控制系统，为工业机器人加载系统，建立虚拟的控制器，使仿真的工作站具有相应的电气特性来完成相关的仿真操作。（2）熟练操作在ROBOGUIDE软件中，系如何添加工业机器人模型，各仿真功能模块。针对不同的模块设置相应的参数；根据需要进行属性参数设置以用于模拟仿真。（3）掌握FANUCR-2000iC/165F机器人（带抓取工具），如何完成使机器人从一个工装板到另一个工装板抓取工件的仿真动作程序的编写，达到仿真过程参数的设定及仿真工作站搭建的目的。2.能力培养要求（1）通过ROBOGUIDE组建仿真工作站。（2）具有在仿真工作站添加工业机器人、工具、工件、工装台以及其他外围设备的能力。第3章ROBOGUIDE特殊功能设置1.知识点和教学要求（1）掌握ROBOGUIDE软件中附加轴的设置方法，包括行走轴参数设定、行走轴数模创建和信号控制。（2）了解Simulator模拟器插件功能，用于监视实际的机器人控制器/机器人模拟器。能够通过InternetIP实现计算机与机器人控制柜通信，实现ROBOGUIDE软件与机器人本体联动。（3）能够运用校准（Calibration）功能完成离线编程环境下的仿真机器人与实际机器人位置的纠偏，通过ROBOGUIDE计算仿真机器人与实际机器人的偏移量，进而自动地对程序进行位置修改。（4）掌握伺服焊枪的添加和设置，包括工作单元创建、伺服枪轴初始设定和伺服枪数模。2.能力培养要求（1）掌握在ROBOGUIDE软件中，如何添加附加轴，伺服枪以及相关参数设置。（2）具备利用ROBOGUIDE软件中的Simulator功能，实现软件软件与机器人本体联动的能力。（3）具备利用ROBOGUIDE软件中的Calibration功能，实现仿真环境与真是环境下机器人国轨迹偏移量的计算能力，并进行位置修正，实现机器人离线编程的精确性。第4章连续轨迹路径示教编程仿真1.知识点和教学要求（1）能够独立完成使用ROBOGUIDE软件搭建连续轨迹示教编程仿真工作站。能够从软件模型库中自选添加安装安全栅栏，学习示教桌与学习轨迹板等。（2）能够创建连续轨迹路径编程仿真工作站，会添加外部模型，如安装机器人底座、学习桌、围栏等周边设备，再导入学习轨迹板、光栅、IO箱、变压器、示教器、控制柜等。（3）掌握通过ROBOGUIDE软件自动建模功能，创建厚度适中的工装。（4）通过搭建好的编程仿真工作站，在虚拟示教器上进行程序编写。2.能力培养要求（1）具有使用ROBOGEIDE软件搭建机器人仿真工作站的能力。（2）具备搭建复杂机器人工作站的基础知识。第5章工业机器人数控加工单元仿真1.知识点和教学要求（1）熟练的完成搭建工业机器人数控加工单元仿真工作站，包括机械、障碍物、输送线工装板、工装板上工件、手爪工具、数控车床旋转轴的添加与设置。（2）根据创建好的仿真工作站，创建仿真程序，同时结合加工流程要求，创建数控加工单元的动作程序，最终实现数控加工单元仿真。2.能力培养要求（1）具有通过ROBOGUIDE软件新建工作单元，添加外部模型的能力。（2）能够完成仿真程序的编制，创建数控加工单元，实现单元仿真联动的能力。（3）具有查找工作单元故障的初步能力。三、课程实践环节实验项目1.ROBOGUIDE离线编程软件概述（学习型实验）2.ROBOGUIDE软件安装（学习型实验）3.ROBOGUIDE中创建工作站（必做）4.仿真环境中相关设备添加（必做）5.工业机器人坐标系（必做）（1）工具坐标系的运用（2）用户坐标系的运用6.添加手抓和TCP设置（必做）7.添加抓取和摆放的part（必做）8.仿真编程（必做）9.运动指令练习（必做）10.控制指令练习（必做）（1）寄存器指令Registers（2）I/O指令I/O（3）条件比较指令IF（4）条件选择指令SELECT（5）等待指令WAIT（6）跳转/标签指令JMP/LBL（7）调用指令CALL（8）循环指令FOR/ENDFOR（9）偏移指令OFFSET（10）工具坐标系调用指令UTOOL_NUM（11）用户坐标系调用指令UFRAME_NUM（12）其他指令11.附加轴的添加设置（必做）（1）控制（2）信号控制12.Simulation功能（选做）13.伺服枪的添加和设置（根据专业需要选做）14.综合训练一：连续轨迹路径示教编程仿真（可作为学习型实验课进行）15.综合训练二：搬运工作站编程仿真（可作为学习型实验课进行）16.综合训练三：工业机器人数控加工单元编程仿真（可作为学习型实验课进行）实验的能力要求1.熟悉BOROGUIDE软件的安全要求，安装方法，以及基本设置。2.熟悉BOROGUIDE软件的操作方法，了解软件能够实现的各种功能。3.能够熟练的运用工具坐标系、用户坐标系。4.掌握在ROBOGUIDE软件中，如何添加附加轴，伺服枪以及相关参数设置。5.具备利用ROBOGUIDE软件中的Simulator功能，实现软件软件与机器人本体联动的能力。6.具备利用ROBOGUIDE软件中的Calibration功能，实现仿真环境与真是环境下机器人国轨迹偏移量的计算能力，并进行位置修正，实现机器人离线编程的精确性。7.具备添加附加轴，伺服枪以及相关参数设置的能力。8.具备利用ROBOGUIDE软件中的Simulator功能，实现软件软件与机器人本体联动的能力。9.具备利用ROBOGUIDE软件中的Calibration功能，实现仿真环境与真是环境下机器人国轨迹偏移量的计算能力，并进行位置修正，实现机器人离线编程的精确性。10.具有使用ROBOGEIDE软件搭建机器人仿真工作站的能力。11.能够独立完成“连续轨迹路径示教编程仿真”、“搬运工作站编程仿真”、“工业机器人数控加工单元编程仿真”项目的操作。实验考核标准和方法（1）实验考核方法为了评价学生实验的综合能力，除了根据平时实验的完成情况（参照提交的实验报告），还应安排适当形式的实验考试，着重检查学生的实际操作能力。实验考试采取在规定进行的实验项目中抽查的方式，由学生随机抽取曾经完成的实验项目在实验室再重做，指导教师记录学生实验操作中各项要求达到的水平，作为评定实验操作的70%成绩，另外的30%成绩由现场进行的与实验内容要求相关的理论答辩来评定。（2）实验考核评分项目eq\o\ac(○,1)实验完成所用的时间（考核搭建模型的快慢速度）；eq\o\ac(○,2)程序编写的合理性、机器人运动轨迹的合理性；eq\o\ac(○,3)功能实现的数量；eq\o\ac(○,4)软件操作的熟练程度；eq\o\ac(○,5)实验报告是否符合要求。四、学时分配建议（包括实验）序号教学内容参考学时1ROBOGUIDE概述42ROBOGUIDE仿真工作站创建203ROBOGUIDE特殊功能设置204项目实战：连续轨迹路径示教编程仿真105项目实战：工业机器人数控加工单元仿真10合计64五、说明1.本教学大纲适用于学制为三年的高职高专机电类。完成全课程的教学指导时数为64学时（包括实验学时）。2.本教学大纲在制定的过程中，按照重创新、重应用的原则安排课程内容和实验、实训教学环节，力求体现高职高专办学特色及培养人才目标，学时分配是指导性的，也是建议性的，各任课教师可根据专业需要选择合适的教学模块，根据各学校学期实际情况合理调整教学时数。3.《工业机器人离线编程与仿真（F