0803701069《工業(yè)機器人》教學大綱

0803701069《工業(yè)機器人》教學大綱《工業(yè)機器人》課程教學大綱

課程編號：0803701069

課程名稱：工業(yè)機器人

英文名稱：IndustrialRobot

課程類型：專業(yè)任選課

總學時：32講課學時：24試驗學時：8

學分：2

適用對象：四年制機械設計制造及其自動化專業(yè)、四年制機械電子工程專業(yè)。

先修課程：高等數(shù)學、線性代數(shù)、工程制圖、機械工程材料、理論力學、材料力學、機械原理、機械設計、電子技術、電工技術、機械制造基礎、互換性與技術測

量、液壓與氣壓傳動、機電傳動掌握、單片機原理及應用、自動掌握原理等。

一、課程性質、目的和任務

工業(yè)機器人課程是機械設計制造及其自動化專業(yè)各專業(yè)方向的一門主要專業(yè)技術課，是一門多學科的綜合性技術，它涉及自動掌握、計算機、傳感器、人工智能、電子技術和機械工程等多學科的內容。其目的是使同學了解工業(yè)機器人的基本結構，了解和把握工業(yè)機器人的基本學問，使同學對機器人及其掌握系統(tǒng)有一個完整的理解。培育同學在機器人技術方面分析與解決問題的力量，培育同學在機器人技術方面具有肯定的動手力量，為畢業(yè)后從事專業(yè)工作打下必要的機器人技術基礎。

二、教學基本要求

本課程以機器人為討論對象，以工業(yè)機器人為重點。學完本課程應達到以下基本要求：1．了解機器人的由來與進展、組成與技術參數(shù)，把握機器人分類與應用，對各類機器人有較系統(tǒng)地完整熟悉。

2．了解機器人運動學、動力學的基本概念，能進行簡潔機器人的位姿分析和運動分析。

3．了解機器人本體基本結構，包括機身及臂部結構、腕部及手部結構、傳動及行走機構等。

4．了解機器人軌跡規(guī)劃和關節(jié)插補的基本概念和特點。

5.了解機器人掌握系統(tǒng)的構成、編程語言與編程特點。

6．了解工業(yè)機器人工作站及生產線的基本組成和特點。

7．對操縱型機器人、智能機器人有一般的了解。

三、教學內容及要求

緒論

0.1概述

0.1.1機器人的由來與進展

0.1.2機器人的定義

0.1.3機器人技術的討論領域與學科范圍

0.2機器人的分類

0.2.1按機器人的開發(fā)內容與應用分類

0.2.2按機器人的進展程度分類

0.2.3按機器人的性能指標分類

0.2.4按機器人的結構形式分類

0.2.5按坐標形式分類

0.2.6按掌握方式分類

0.2.7按驅動方式分類

0.2.8按機器人工作時的機座可動性分類

0.3機器人的應用

0.3.1工業(yè)機器人的應用

0.3.2操縱型機器人的應用

0.3.3智能機器人的應用

0.4機器人的組成與技術參數(shù)

0.4.1機器人的基本組成

0.4.2機器人主要技術參數(shù)

0.4.3MOTOMANUP6型通用工業(yè)機器人技術參數(shù)0.4.4MOTOMANEA1400型弧焊機器人技術參數(shù)

第一章機器人運動學

1.1齊次坐標與動系位姿矩陣

1.1.1齊次坐標1.1.2動系的位姿表示

1.2齊次變換

1.2.1旋轉的齊次變換

1.2.2平移的齊次變換

1.2.3復合變換

1.3機器人的位姿分析

1.3.1桿件坐標系的建立

1.3.2連桿坐標系間的變換矩陣

1.4機器人正向運動學

1.4.1斯坦福機器人運動方程

1.4.2PUMA-560機器人運動學方程

1.5機器人逆向運動學

1.5.1逆向運動學的解

1.5.2逆向運動學求解實例

其次章機器人動力學

2.1機器人雅可比的定義

2.2機器人速度分析

第三章機器人軌跡規(guī)劃

3.1機器人軌跡規(guī)劃概述

3.1.1機器人軌跡的概念

3.1.2軌跡規(guī)劃的一般性問題

3.1.3軌跡的生成方式

3.1.4軌跡規(guī)劃涉及的主要問題

3.2插補方式分類與軌跡掌握

3.2.1插補方式分類

3.2.2機器人軌跡掌握過程

3.3機器人軌跡插值計算

3.3.1直線插補

3.3.2圓弧插補

3.3.3定時插補與定距插補

3.3.

4.關節(jié)空間插補

3.4機器人手部路徑的軌跡規(guī)劃

3.4.1操作對象的描述

3.4.2作業(yè)的描述

第四章機器人本體基本結構

4.1概述

4.1.1機器人本體的基本結構形式

4.1.2機器人本體材料的選擇

4.2機身及臂部結構

4.2.1機器人機身結構基本形式和特點

4.2.2機器人臂部結構基本形式和特點

4.2.3機器人的平穩(wěn)性和臂桿平衡方法

4.3腕部及手部結構

4.3.1機器人腕部結構基本形式和特點

4.3.2機器人手部結構基本形式和特點

4.4傳動及行走機構

4.4.1機器人傳動機構結構基本形式和特點

4.4.2機器人行走機構結構基本形式和特點

第五章機器人掌握系統(tǒng)

5.1機器人傳感器

5.2驅動與運動掌握系統(tǒng)

5.3掌握理論與算法

第六章機器人編程語言與離線編程

第七章工業(yè)機器人工作站及生產線

7.1焊接機器人

7.2搬運碼垛機器人

7.3噴涂機器人

7.4裝配機器人

第八章操縱型機器人簡介

第九章智能機器人簡介

四、實踐環(huán)節(jié)

（一）課內試驗

工業(yè)機器人試驗支配在課程內，開設3個試驗：

1．慧魚機器人模型組裝綜合試驗2學時

2．MOTOMAN機器人認知試驗2學時

3．MOTOMAN機器人焊槍動作與編程試驗4學時

（二）選作試驗

1．機器人關節(jié)掌握與循環(huán)試驗；

2．慧魚機器人創(chuàng)新試驗。

五、課外習題及課程爭論

為達到本課程的教學基本要求，課外習題不應少于8題。

六、教學方法與手段

本課程采納板書與多媒體課件結合的方式進行課堂教學。

八、考核方式

本課程為考核課程，期末考試可為閉卷筆試，也可為課程大作業(yè)。同學的課程總評成果由平常成果（占10%）、試驗成果占（占20%）和期末考試成果（占70%）三部分構成，平常成果為出勤、作業(yè)、課堂測驗、學習主動性等。

九、推舉教材和教學參考書

教材：《機器人技術基礎》，劉極峰主編，高等訓練出版社，2024

參考書：

1.《機器人技術基礎》.熊有倫編.武漢：華中理工高校出版社,1996

2.《工業(yè)機器人應用工程》，余達太，馬香峰等著.北京：冶金工業(yè)出版社,1999

3.《關節(jié)型機器人》.殷際英，何廣平編著.北京：化工工業(yè)出版社,1994

十、說明

任課老師應依據(jù)教學大綱的要求，仔細討論和精選教學內容，組織好課堂教學及實

踐環(huán)節(jié),確保教學大綱得以貫徹執(zhí)行。

大綱制訂人：

大綱審定人：

制訂日期：2024年9月

《工業(yè)機器人》課程試驗教學大綱

一、試驗教學目標與基本要求

《工業(yè)機器人》課程試驗是《工業(yè)機器人》課程的實踐環(huán)節(jié)。它涉及自動掌握、計算機、傳感器、人工智能、電子技術和機械工程等多種學科的內容，是機電專業(yè)本科生的一門專業(yè)必修課程。通過該試驗課程使同學能更好地理解機器人運動掌握的過程，對計算機掌握系統(tǒng)和機器人技術系統(tǒng)有完整的理解。旨在培育同學在工業(yè)機器人方面分析與解決問題的力量及同學在工業(yè)掌握領域應用機器人的力量。

二、本試驗課程的基本理論與試驗技術學問

通過現(xiàn)場講解機器人的動力,傳動,機械結構,傳感器,伺服機構的部分的作用,進行機器人關節(jié)坐標系及直角坐標系下的運動演示。

通過使用MOTOMAN-UP6型機器人的示教編程把握機器人焊接和搬運的應用。在編程處理機器人運動過程中,分析機器人按預定的軌跡行走的掌握原理。

三、試驗方法、特點與基本要求

在MOTOMAN-UP6型工業(yè)機器人上進行機器人的結構的了解，利用所學學問進行運動及軌跡掌握，把握工業(yè)機器人的示教編程方法。

四、試驗主要儀器設備

MOTOMAM-UP6機器人、慧魚機器人

六、試驗報告要求

試驗報告中要求寫出完整的操作步驟

七、考核方式與成果評定標準

每次試驗成果依據(jù)同學預習、試驗操作、試驗報告的完成狀況進行評定。

試驗成果：預習與考勤20%、操作40%、原始記錄與試驗報告40%。

八、教