《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》課程標(biāo)準(zhǔn)

1、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)課程標(biāo)準(zhǔn)課程名稱工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)課程編碼適用專業(yè)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)學(xué)時(shí)/學(xué)分51/3課程標(biāo)準(zhǔn)編制人施眾審定人1 .課程性質(zhì)和任務(wù)課程，f質(zhì)：工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程體系中的職業(yè)基礎(chǔ)課程之一，是一門多學(xué)科的綜合性技術(shù)，它涉及自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能、電子技術(shù)和機(jī)械工程等多學(xué)科的內(nèi)容，是學(xué)生職業(yè)發(fā)展中第一門與工業(yè)機(jī)器人直接關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)課程。是在科學(xué)分析確定學(xué)院辦學(xué)定位、明確我院工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)發(fā)展方向的前提下，通過(guò)對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)職業(yè)與職業(yè)崗位進(jìn)行整體化的調(diào)研與分析形成的一門具有很強(qiáng)的綜合性的專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程任務(wù)：主要是引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)工業(yè)機(jī)器人本體的認(rèn)

2、知，掌握工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，具有進(jìn)行總體設(shè)計(jì)的能力；掌握工業(yè)機(jī)器人整體性能、主要部件性能的分析方法；掌握工業(yè)機(jī)器人常用的控制理論與方法，具有進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力；了解工業(yè)機(jī)器人的新理論，新方法及發(fā)展趨向。掌握工業(yè)機(jī)器人的一般知識(shí)和基本技能，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力及職業(yè)能力，為他們走上工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)第一線的工作崗位做好準(zhǔn)備。2 .學(xué)習(xí)領(lǐng)域描述工業(yè)機(jī)器人涉及的學(xué)科相當(dāng)廣泛，歸納起來(lái)是機(jī)械學(xué)和微電子學(xué)的結(jié)合-機(jī)電一體化技術(shù)，其集精密化、柔性化、智能化、軟件應(yīng)用開(kāi)發(fā)等先進(jìn)制造技術(shù)于一體，是工業(yè)自動(dòng)化水平的最高體現(xiàn)。任何從事工業(yè)機(jī)器人相關(guān)崗位的員工，都有必要預(yù)先系統(tǒng)地了解掌握工業(yè)機(jī)器人的相

3、關(guān)知識(shí)，包括工業(yè)機(jī)器人的分類、組成，結(jié)構(gòu)，性能參數(shù)，控制技術(shù)，傳感系統(tǒng)以及典型應(yīng)用等等，才能夠妥善的應(yīng)對(duì)自身職業(yè)體系中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題。模擬企業(yè)新員工的認(rèn)知流程，學(xué)生以小組或獨(dú)立的工作方式，結(jié)合工業(yè)機(jī)器人認(rèn)知實(shí)訓(xùn)設(shè)備，對(duì)上述技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)的接觸、分析、了解和掌握。3 .先修課程和后續(xù)課程先修課程：電路與電工技術(shù)、機(jī)械制圖與CAD>后續(xù)課程：工業(yè)機(jī)器人拆裝與維護(hù)、工業(yè)機(jī)器人離線編程、工業(yè)機(jī)器人操作與編程4 .課程目標(biāo)掌握工業(yè)機(jī)器人的工作原理和結(jié)構(gòu)知識(shí)，掌握六自由度工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)及其相關(guān)參數(shù)知識(shí)，能使學(xué)生掌握機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)分析、控制和使用的技術(shù)要點(diǎn)和基礎(chǔ)理論。機(jī)器人是典型的機(jī)電一

4、體化裝置，它不是機(jī)械、電子的簡(jiǎn)單組合，而是機(jī)械、電子、控制、檢測(cè)、通信和計(jì)算機(jī)的有機(jī)融合，通過(guò)這門課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)機(jī)器人有一個(gè)全面、深入的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，并相應(yīng)的掌握一些實(shí)用工業(yè)機(jī)器人控制及規(guī)劃和編程方法。學(xué)習(xí)完本課程后，學(xué)生應(yīng)當(dāng)能具備從事工業(yè)機(jī)器人企業(yè)生產(chǎn)第一線的生產(chǎn)與管理等相關(guān)工作的基礎(chǔ)知識(shí)和能力儲(chǔ)備，包括：(1) 了解機(jī)器人的由來(lái)與發(fā)展、組成與技術(shù)參數(shù)，掌握機(jī)器人分類與應(yīng)用，對(duì)各類機(jī)器人有較系統(tǒng)地完整認(rèn)識(shí)。(2) 了解機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的基本概念，能進(jìn)行簡(jiǎn)單機(jī)器人的位姿分析和運(yùn)動(dòng)分析。(3) 了解機(jī)器人本體基本結(jié)構(gòu)，包括機(jī)身及臂部結(jié)構(gòu)、

5、腕部及手部結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)及行走機(jī)構(gòu)等。(4) 了解機(jī)器人軌跡規(guī)劃和關(guān)節(jié)插補(bǔ)的基本概念和特點(diǎn)。(5) 了解機(jī)器人控制系統(tǒng)的構(gòu)成、編程語(yǔ)言與編程特點(diǎn)。(6) 了解工業(yè)機(jī)器人工作站及生產(chǎn)線的基本組成和特點(diǎn)。(7) 對(duì)操縱型機(jī)器人、智能機(jī)器人有一般的了解。5 .課程內(nèi)容和要求序號(hào)項(xiàng)目名稱學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)內(nèi)容教學(xué)建議與說(shuō)明學(xué)時(shí)1工業(yè)機(jī)器人的分類應(yīng)用于不同領(lǐng)域的機(jī)器人可按照很多類型分類，本項(xiàng)目從機(jī)械機(jī)構(gòu)、控制方式以及用途方面對(duì)不同工業(yè)機(jī)器人的性能、功能和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了學(xué)習(xí)，學(xué)完后應(yīng)了解機(jī)器人的各種分類方式，掌握不同類型機(jī)器人的性能，能夠熟練分析各種結(jié)構(gòu)機(jī)器人的特點(diǎn)和性能(1)根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)分類；(2)根據(jù)控制方法分

6、類；(3)根據(jù)用途分類在工業(yè)機(jī)器人認(rèn)知實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行一體化教學(xué)62工業(yè)機(jī)器人的組成和性能參數(shù)工業(yè)機(jī)器人的組成和性能參數(shù)反映了機(jī)器人可勝任的工作、具有操作性能等情況，是選擇、設(shè)計(jì)、應(yīng)用機(jī)器人所必須考慮的問(wèn)題。本項(xiàng)目從工業(yè)機(jī)器人的各部件進(jìn)行了性能和原理分析，并對(duì)機(jī)器人的主要性能參數(shù)進(jìn)行了學(xué)習(xí)。學(xué)完以后，應(yīng)了解工業(yè)機(jī)器人各組件部件的工作原理，掌握工業(yè)機(jī)器人的主要性能參數(shù)，能夠熟練根據(jù)工藝應(yīng)用特點(diǎn)來(lái)選擇適合的工業(yè)機(jī)器人(1)工業(yè)機(jī)器人的組成；a、執(zhí)行機(jī)構(gòu)b、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置c、控制系統(tǒng)d、檢測(cè)系統(tǒng)(2)工業(yè)機(jī)器人的主要性能參數(shù)；a、自由度b、定位精度/重復(fù)定位精度c、工作范圍d、最大工作速度e、承載能力在工業(yè)

7、機(jī)器人認(rèn)知實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行一體化教學(xué)6續(xù)表3工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu)是工業(yè)機(jī)器人工作作業(yè)的重要載體，本項(xiàng)目從工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器分類、功能等方面進(jìn)行了詳解，對(duì)手腕、手臂和機(jī)座的作用進(jìn)行了介紹。學(xué)完以后，應(yīng)熟練掌握工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)各部分的工作原理和特點(diǎn)。(1)機(jī)器人末端執(zhí)行器；a、夾鉗式取料手b、吸附式取料手c、專用末端操作器(2)機(jī)器人手腕；a、手腕自由度b、柔順手腕結(jié)構(gòu)(3)機(jī)器人手臂；a、手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)b、手臂俯仰運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)機(jī)器人機(jī)座；a、固定式b、行走式在工業(yè)機(jī)器人認(rèn)知實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行一體化教學(xué)94工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)控制器是工業(yè)機(jī)器人的大腦，它是決定工業(yè)機(jī)器人功能和水平的關(guān)鍵部分，也是機(jī)器人系

8、統(tǒng)中更新發(fā)展最快的部分，學(xué)完本項(xiàng)目，應(yīng)能夠從工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)、功能作用等方面進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對(duì)示教再現(xiàn)控制、離線編程控制、運(yùn)動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)控制等機(jī)器人控制方式有系統(tǒng)的了解(1)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)(2)控制系統(tǒng)的主要功能(3)控制方式(4)控制系統(tǒng)的組成(5)示教再現(xiàn)控制(6)離線編程控制(7)運(yùn)動(dòng)控制(8)工業(yè)機(jī)器人的計(jì)算機(jī)控制在工業(yè)機(jī)器人認(rèn)知實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行一體化教學(xué)105工業(yè)機(jī)器人傳感系統(tǒng)傳感系統(tǒng)是機(jī)器人的重要組成部分，通過(guò)本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，應(yīng)能夠系統(tǒng)了解機(jī)器人常用傳感器的分類，掌握位置和位移傳感器、接近傳感器、觸覺(jué)傳感器和機(jī)器視覺(jué)技術(shù)等相關(guān)工作原理和特點(diǎn)O(1)工業(yè)機(jī)器人傳感器概述；(

9、2)位置和位移傳感器；(3)接近傳感器；(4)觸覺(jué)傳感器；(5)工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)傳感器；(6)其他外部傳感器。在工業(yè)機(jī)器人認(rèn)知實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行一體化教學(xué)106機(jī)器人系統(tǒng)典型應(yīng)用機(jī)器人的典型應(yīng)用涵蓋了制造業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、核工業(yè)、醫(yī)學(xué)、福利事業(yè)、海洋及太空開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域，學(xué)完本項(xiàng)目，能夠?qū)C(jī)器人在制造業(yè)的應(yīng)用有所了解(1)機(jī)器人外圍設(shè)備(2)焊接機(jī)器人(3)噴涂機(jī)器人(4)裝配機(jī)器人(5)輪式移動(dòng)機(jī)器人與AGV、車(6)并聯(lián)機(jī)器人(7)球面SCARAI器人在工業(yè)機(jī)器人認(rèn)知實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行一體化教學(xué)106 .相關(guān)說(shuō)明6.1 課程教學(xué)的組織與方法1）總體原則：行動(dòng)導(dǎo)向-工學(xué)結(jié)合、教學(xué)做一體化；2）組織形式：

10、項(xiàng)目教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、以學(xué)生為中心學(xué)習(xí)；3）教學(xué)方法：講授法、引導(dǎo)課文法、示范法、角色扮演法、小組討論法。本課程采用行動(dòng)導(dǎo)向、教學(xué)做一體化的教學(xué)組織方式；教學(xué)過(guò)程主要分為學(xué)習(xí)準(zhǔn)備、工作計(jì)劃、任務(wù)實(shí)施、作品檢查和學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)，根據(jù)不同的教學(xué)環(huán)節(jié)，采用不同的、靈活多樣的教學(xué)方法。在“學(xué)習(xí)準(zhǔn)備”環(huán)節(jié)，采用資料檢索對(duì)比法，讓學(xué)生通過(guò)閱讀相關(guān)學(xué)習(xí)資料，網(wǎng)絡(luò)查閱等途徑獨(dú)立檢索相關(guān)技術(shù)、器件的應(yīng)用資料，以提高學(xué)生信息檢索能力和對(duì)新技術(shù)的轉(zhuǎn)化能力，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力；在“工作計(jì)劃”環(huán)節(jié)，采用項(xiàng)目分析引導(dǎo)法可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性；在“任務(wù)實(shí)施”環(huán)節(jié)，采用互助協(xié)作的方式，一個(gè)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，由一個(gè)班組互相協(xié)作完成任務(wù)，既能提高教學(xué)效率，又能鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。在“作品檢查”和“學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)”環(huán)節(jié)，采用問(wèn)答法，學(xué)生對(duì)自己制作的項(xiàng)目作品有一個(gè)新的認(rèn)識(shí)，通過(guò)問(wèn)答形式對(duì)學(xué)生的掌握情況進(jìn)行核實(shí)，以確定是否需要再進(jìn)行補(bǔ)充輔導(dǎo)或?qū)χR(shí)進(jìn)行再拓展。6.2 課程教材材料的編寫與選擇教材的選用