0803701069《工業(yè)機(jī)器人》教學(xué)大綱

0803701069《工業(yè)機(jī)器人》教學(xué)大綱《工業(yè)機(jī)器人》課程教學(xué)大綱

課程編號(hào)：0803701069

課程名稱(chēng)：工業(yè)機(jī)器人

英文名稱(chēng)：IndustrialRobot

課程類(lèi)型：專(zhuān)業(yè)任選課

總學(xué)時(shí)：32講課學(xué)時(shí)：24試驗(yàn)學(xué)時(shí)：8

學(xué)分：2

適用對(duì)象：四年制機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)、四年制機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)。

先修課程：高等數(shù)學(xué)、線(xiàn)性代數(shù)、工程制圖、機(jī)械工程材料、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、電子技術(shù)、電工技術(shù)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、互換性與技術(shù)測(cè)

量、液壓與氣壓傳動(dòng)、機(jī)電傳動(dòng)掌握、單片機(jī)原理及應(yīng)用、自動(dòng)掌握原理等。

一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)

工業(yè)機(jī)器人課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)各專(zhuān)業(yè)方向的一門(mén)主要專(zhuān)業(yè)技術(shù)課，是一門(mén)多學(xué)科的綜合性技術(shù)，它涉及自動(dòng)掌握、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。其目的是使同學(xué)了解工業(yè)機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)，了解和把握工業(yè)機(jī)器人的基本學(xué)問(wèn)，使同學(xué)對(duì)機(jī)器人及其掌握系統(tǒng)有一個(gè)完整的理解。培育同學(xué)在機(jī)器人技術(shù)方面分析與解決問(wèn)題的力量，培育同學(xué)在機(jī)器人技術(shù)方面具有肯定的動(dòng)手力量，為畢業(yè)后從事專(zhuān)業(yè)工作打下必要的機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)。

二、教學(xué)基本要求

本課程以機(jī)器人為討論對(duì)象，以工業(yè)機(jī)器人為重點(diǎn)。學(xué)完本課程應(yīng)達(dá)到以下基本要求：1．了解機(jī)器人的由來(lái)與進(jìn)展、組成與技術(shù)參數(shù)，把握機(jī)器人分類(lèi)與應(yīng)用，對(duì)各類(lèi)機(jī)器人有較系統(tǒng)地完整熟悉。

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)潔機(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)、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)器人掌握系統(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(xiàn)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。

三、教學(xué)內(nèi)容及要求

緒論

0.1概述

0.1.1機(jī)器人的由來(lái)與進(jìn)展

0.1.2機(jī)器人的定義

0.1.3機(jī)器人技術(shù)的討論領(lǐng)域與學(xué)科范圍

0.2機(jī)器人的分類(lèi)

0.2.1按機(jī)器人的開(kāi)發(fā)內(nèi)容與應(yīng)用分類(lèi)

0.2.2按機(jī)器人的進(jìn)展程度分類(lèi)

0.2.3按機(jī)器人的性能指標(biāo)分類(lèi)

0.2.4按機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)

0.2.5按坐標(biāo)形式分類(lèi)

0.2.6按掌握方式分類(lèi)

0.2.7按驅(qū)動(dòng)方式分類(lèi)

0.2.8按機(jī)器人工作時(shí)的機(jī)座可動(dòng)性分類(lèi)

0.3機(jī)器人的應(yīng)用

0.3.1工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用

0.3.2操縱型機(jī)器人的應(yīng)用

0.3.3智能機(jī)器人的應(yīng)用

0.4機(jī)器人的組成與技術(shù)參數(shù)

0.4.1機(jī)器人的基本組成

0.4.2機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)

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

第一章機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)

1.1齊次坐標(biāo)與動(dòng)系位姿矩陣

1.1.1齊次坐標(biāo)1.1.2動(dòng)系的位姿表示

1.2齊次變換

1.2.1旋轉(zhuǎn)的齊次變換

1.2.2平移的齊次變換

1.2.3復(fù)合變換

1.3機(jī)器人的位姿分析

1.3.1桿件坐標(biāo)系的建立

1.3.2連桿坐標(biāo)系間的變換矩陣

1.4機(jī)器人正向運(yùn)動(dòng)學(xué)

1.4.1斯坦福機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方程

1.4.2PUMA-560機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程

1.5機(jī)器人逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)

1.5.1逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)的解

1.5.2逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)求解實(shí)例

其次章機(jī)器人動(dòng)力學(xué)

2.1機(jī)器人雅可比的定義

2.2機(jī)器人速度分析

第三章機(jī)器人軌跡規(guī)劃

3.1機(jī)器人軌跡規(guī)劃概述

3.1.1機(jī)器人軌跡的概念

3.1.2軌跡規(guī)劃的一般性問(wèn)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(wèn)題

3.2插補(bǔ)方式分類(lèi)與軌跡掌握

3.2.1插補(bǔ)方式分類(lèi)

3.2.2機(jī)器人軌跡掌握過(guò)程

3.3機(jī)器人軌跡插值計(jì)算

3.3.1直線(xiàn)插補(bǔ)

3.3.2圓弧插補(bǔ)

3.3.3定時(shí)插補(bǔ)與定距插補(bǔ)

3.3.

4.關(guān)節(jié)空間插補(bǔ)

3.4機(jī)器人手部路徑的軌跡規(guī)劃

3.4.1操作對(duì)象的描述

3.4.2作業(yè)的描述

第四章機(jī)器人本體基本結(jié)構(gòu)

4.1概述

4.1.1機(jī)器人本體的基本結(jié)構(gòu)形式

4.1.2機(jī)器人本體材料的選擇

4.2機(jī)身及臂部結(jié)構(gòu)

4.2.1機(jī)器人機(jī)身結(jié)構(gòu)基本形式和特點(diǎn)

4.2.2機(jī)器人臂部結(jié)構(gòu)基本形式和特點(diǎn)

4.2.3機(jī)器人的平穩(wěn)性和臂桿平衡方法

4.3腕部及手部結(jié)構(gòu)

4.3.1機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)基本形式和特點(diǎn)

4.3.2機(jī)器人手部結(jié)構(gòu)基本形式和特點(diǎn)

4.4傳動(dòng)及行走機(jī)構(gòu)

4.4.1機(jī)器人傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)基本形式和特點(diǎn)

4.4.2機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)基本形式和特點(diǎn)

第五章機(jī)器人掌握系統(tǒng)

5.1機(jī)器人傳感器

5.2驅(qū)動(dòng)與運(yùn)動(dòng)掌握系統(tǒng)

5.3掌握理論與算法

第六章機(jī)器人編程語(yǔ)言與離線(xiàn)編程

第七章工業(yè)機(jī)器人工作站及生產(chǎn)線(xiàn)

7.1焊接機(jī)器人

7.2搬運(yùn)碼垛機(jī)器人

7.3噴涂機(jī)器人

7.4裝配機(jī)器人

第八章操縱型機(jī)器人簡(jiǎn)介

第九章智能機(jī)器人簡(jiǎn)介

四、實(shí)踐環(huán)節(jié)

（一）課內(nèi)試驗(yàn)

工業(yè)機(jī)器人試驗(yàn)支配在課程內(nèi)，開(kāi)設(shè)3個(gè)試驗(yàn)：

1．慧魚(yú)機(jī)器人模型組裝綜合試驗(yàn)2學(xué)時(shí)

2．MOTOMAN機(jī)器人認(rèn)知試驗(yàn)2學(xué)時(shí)

3．MOTOMAN機(jī)器人焊槍動(dòng)作與編程試驗(yàn)4學(xué)時(shí)

（二）選作試驗(yàn)

1．機(jī)器人關(guān)節(jié)掌握與循環(huán)試驗(yàn)；

2．慧魚(yú)機(jī)器人創(chuàng)新試驗(yàn)。

五、課外習(xí)題及課程爭(zhēng)論

為達(dá)到本課程的教學(xué)基本要求，課外習(xí)題不應(yīng)少于8題。

六、教學(xué)方法與手段

本課程采納板書(shū)與多媒體課件結(jié)合的方式進(jìn)行課堂教學(xué)。

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(xué)的課程總評(píng)成果由平常成果（占10%）、試驗(yàn)成果占（占20%）和期末考試成果（占70%）三部分構(gòu)成，平常成果為出勤、作業(yè)、課堂測(cè)驗(yàn)、學(xué)習(xí)主動(dòng)性等。

九、推舉教材和教學(xué)參考書(shū)

教材：《機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》，劉極峰主編，高等訓(xùn)練出版社，2024

參考書(shū)：

1.《機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》.熊有倫編.武漢：華中理工高校出版社,1996

2.《工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用工程》，余達(dá)太，馬香峰等著.北京：冶金工業(yè)出版社,1999

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

十、說(shuō)明

任課老師應(yīng)依據(jù)教學(xué)大綱的要求，仔細(xì)討論和精選教學(xué)內(nèi)容，組織好課堂教學(xué)及實(shí)

踐環(huán)節(jié),確保教學(xué)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(jī)器人》課程試驗(yàn)教學(xué)大綱

一、試驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)與基本要求

《工業(yè)機(jī)器人》課程試驗(yàn)是《工業(yè)機(jī)器人》課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)。它涉及自動(dòng)掌握、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能、電子技術(shù)和機(jī)械工程等多種學(xué)科的內(nèi)容，是機(jī)電專(zhuān)業(yè)本科生的一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課程。通過(guò)該試驗(yàn)課程使同學(xué)能更好地理解機(jī)器人運(yùn)動(dòng)掌握的過(guò)程，對(duì)計(jì)算機(jī)掌握系統(tǒng)和機(jī)器人技術(shù)系統(tǒng)有完整的理解。旨在培育同學(xué)在工業(yè)機(jī)器人方面分析與解決問(wèn)題的力量及同學(xué)在工業(yè)掌握領(lǐng)域應(yīng)用機(jī)器人的力量。

二、本試驗(yàn)課程的基本理論與試驗(yàn)技術(shù)學(xué)問(wèn)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)講解機(jī)器人的動(dòng)力,傳動(dòng),機(jī)械結(jié)構(gòu),傳感器,伺服機(jī)構(gòu)的部分的作用,進(jìn)行機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)系及直角坐標(biāo)系下的運(yùn)動(dòng)演示。

通過(guò)使用MOTOMAN-UP6型機(jī)器人的示教編程把握機(jī)器人焊接和搬運(yùn)的應(yīng)用。在編程處理機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,分析機(jī)器人按預(yù)定的軌跡行走的掌握原理。

三、試驗(yàn)方法、特點(diǎn)與基本要求

在MOTOMAN-UP6型工業(yè)機(jī)器人上進(jìn)行機(jī)器人的結(jié)構(gòu)的了解，利用所學(xué)學(xué)問(wèn)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及軌跡掌握，把握工業(yè)機(jī)器人的示教編程方法。

四、試驗(yàn)主要儀器設(shè)備

MOTOMAM-UP6機(jī)器人、慧魚(yú)機(jī)器人

六、試驗(yàn)報(bào)告要求

試驗(yàn)報(bào)告中要求寫(xiě)出完整的操作步驟

七、考核方式與成果評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

每次試驗(yàn)成果依據(jù)同學(xué)預(yù)習(xí)、試驗(yàn)操作、試驗(yàn)報(bào)告的完成狀況進(jìn)行評(píng)定。

試驗(yàn)成果：預(yù)習(xí)與考勤20%、操作40%、原始記錄與試驗(yàn)報(bào)告40%。

八、教