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

“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)”課程標(biāo)準(zhǔn)課程名稱(chēng)：工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)課程編碼：*****課程類(lèi)型：****開(kāi)課部門(mén)：****規(guī)定課時(shí)：**課時(shí)一、前言1．課程性質(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(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課，是工業(yè)機(jī)器人控制領(lǐng)域的入門(mén)課程，包括工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)等簡(jiǎn)介及典型工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的介紹。2．課程定位《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(zhuān)業(yè)一門(mén)專(zhuān)業(yè)基本能力課程。學(xué)習(xí)本課程之前，學(xué)生已經(jīng)具備了電路分析能力，掌握了機(jī)械樣圖的識(shí)讀與繪制的能力。在本課程中，通過(guò)學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人定義、種類(lèi)及發(fā)展趨勢(shì)，運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，建立工業(yè)機(jī)器人的基本概念；掌握常見(jiàn)工業(yè)機(jī)器人的坐標(biāo)系概念，了解編程方式為后續(xù)《工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程》等課程做知識(shí)準(zhǔn)備；學(xué)習(xí)典型的機(jī)構(gòu)類(lèi)型、技術(shù)參數(shù)與常用的傳動(dòng)元件為后續(xù)《工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)維護(hù)》等課程服務(wù)；認(rèn)識(shí)傳感技術(shù)與控制技術(shù)，了解工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用，為后續(xù)《工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成》等課程中技術(shù)的綜合應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。先修課程：《機(jī)械工程技術(shù)基礎(chǔ)》、《工程制圖》。后續(xù)課程：《工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程》、《工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成》、《工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)維護(hù)》。3．課程設(shè)計(jì)思路本課程根據(jù)人才培養(yǎng)方案的職業(yè)崗位及職業(yè)能力分析表中的“能正確認(rèn)識(shí)和掌握工業(yè)機(jī)器人基本類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、工作原理”展開(kāi)內(nèi)容安排，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程，由淺入深組織課程內(nèi)容。圍繞工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成，詳細(xì)介紹其機(jī)構(gòu)類(lèi)型、機(jī)構(gòu)組成、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、感覺(jué)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和編程等，并對(duì)典型的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行此方面的分析。依據(jù)人才培養(yǎng)方案要求，組織學(xué)生完成機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)圖與系統(tǒng)組成圖的識(shí)讀，培養(yǎng)學(xué)生選用末端執(zhí)行器、常用檢測(cè)元件和驅(qū)動(dòng)裝置等硬件設(shè)備的能力，以及用軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單建模、編程與仿真的能力。本課程對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)64課時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)32課時(shí)。二、課程目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)掌握工業(yè)機(jī)器人的定義；了解工業(yè)機(jī)器人的種類(lèi)及發(fā)展趨勢(shì)；掌握工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系的建立與變換知識(shí)；掌握工業(yè)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)類(lèi)型與特點(diǎn)；掌握工業(yè)機(jī)器人中常用傳感器類(lèi)型與結(jié)構(gòu)；掌握工業(yè)機(jī)器人常用的控制方式；了解工業(yè)機(jī)器人編程方式；全面、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)；2.能力目標(biāo)具有看懂工業(yè)機(jī)器人技術(shù)參數(shù)的能力；具有繪制工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的能力；具有按坐標(biāo)系計(jì)算工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的能力；具有識(shí)別與應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的能力；具有識(shí)別與應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人常用傳感器的能力；3．素質(zhì)目標(biāo)提高分析與解決問(wèn)題的能力；提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；提高組織管理能力；培養(yǎng)學(xué)生具備相應(yīng)崗位職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)。三、課程內(nèi)容及參考學(xué)時(shí)教學(xué)單元教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)目標(biāo)參考學(xué)時(shí)1．工業(yè)機(jī)器人概述機(jī)器人的由來(lái)與定義1．了解機(jī)器人的由來(lái)、定義1工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展概況1．了解國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展史、趨勢(shì)12．工業(yè)機(jī)器人的分類(lèi)根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類(lèi)1．熟悉并聯(lián)機(jī)器人與串聯(lián)機(jī)器人的特點(diǎn)2根據(jù)坐標(biāo)系的分類(lèi)與根據(jù)控制方式的分類(lèi)1.熟悉不同坐標(biāo)系機(jī)器人的特點(diǎn)2．熟悉伺服控制機(jī)器人與非伺服控制機(jī)器人的特點(diǎn)23.工業(yè)機(jī)器人的組成和技術(shù)參數(shù)工業(yè)機(jī)器人的組成1．熟悉工業(yè)機(jī)器人的各組成部分2工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)1．熟悉各類(lèi)專(zhuān)用詞匯及性能參數(shù)的意思24．工業(yè)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)工業(yè)機(jī)器人末端操作器與腕部1．熟悉末端操作器分類(lèi)及特點(diǎn)2．熟悉手腕自由度及其結(jié)構(gòu)2工業(yè)機(jī)器人手臂、腰部和機(jī)座1．熟悉手臂分類(lèi)、特點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)2．熟悉腰部特點(diǎn)3．熟悉機(jī)座分類(lèi)及特點(diǎn)2工業(yè)機(jī)器人傳動(dòng)裝置1．熟悉工業(yè)機(jī)器人的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)軸承介紹；齒輪傳動(dòng)；行星齒輪；RV減速器、諧波減速器、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和絲杠傳動(dòng)4工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1．掌握運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制25．工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)工業(yè)機(jī)器人的軸與坐標(biāo)系1．掌握工業(yè)機(jī)器人的軸、直角坐標(biāo)系與絕對(duì)坐標(biāo)系2工業(yè)機(jī)器人的位姿描述與坐標(biāo)變換1．了解直角坐標(biāo)與坐標(biāo)變換、齊次坐標(biāo)與齊次變換、旋轉(zhuǎn)變換通式、機(jī)器人姿態(tài)自他表示方法4工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算1．了解DH建模方法、機(jī)器人的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)2工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃1．了解關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃和操作空間的軌跡規(guī)劃26．工業(yè)機(jī)器人感覺(jué)系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人傳感器概述1．了解工業(yè)機(jī)器人用傳感器的定義、分類(lèi)及性能指標(biāo)2位置、位移傳感器與角速度傳感器1．了解電位器式位移傳感器、光電編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器2．熟悉相對(duì)式編碼器、測(cè)速發(fā)電機(jī)2接近覺(jué)傳感器1．熟悉電感式與電容式傳感器、光電式、霍爾式、超聲波傳感器、氣壓接近傳感器和激光距離測(cè)定器2觸覺(jué)傳感器、力/扭矩傳感器1．了解接觸覺(jué)傳感器和滑覺(jué)傳感器2．了解力傳感器及扭矩傳感器2視覺(jué)傳感器1．了解視覺(jué)系統(tǒng)組成、圖像處理、視覺(jué)伺服系統(tǒng)及視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用2其他外部傳感器及傳感器的綜合應(yīng)用1．了解其它新型傳感器2．了解多種傳感器的綜合應(yīng)用27．工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的功能與特點(diǎn)1．熟悉工業(yè)人控制系統(tǒng)的功能2．熟悉工業(yè)人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)2工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成1．熟悉工業(yè)人控制系統(tǒng)的組成2工業(yè)機(jī)器人控制方式1．了解運(yùn)動(dòng)控制與力控制28．工業(yè)機(jī)器人編程技術(shù)工業(yè)機(jī)器人編程概述1．了解工業(yè)機(jī)器人編程要求2．熟悉編程方式分類(lèi)2工業(yè)機(jī)器人的在線編程1．熟悉示教編程及示教時(shí)各類(lèi)坐標(biāo)系2工業(yè)機(jī)器人的離線編程與語(yǔ)言1．熟悉離線編程系統(tǒng)概述、基本流程和現(xiàn)狀2．熟悉常用機(jī)器人編程語(yǔ)言2工業(yè)機(jī)器人離線編程實(shí)例1．熟悉在仿真軟件中離線編程仿真模擬29．工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人的外圍設(shè)備1．了解外圍設(shè)備2各種類(lèi)型工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用1．了解噴涂機(jī)器人、焊接機(jī)器人、裝機(jī)器人配、搬運(yùn)機(jī)器人、輪式移動(dòng)機(jī)器人等的應(yīng)用61．參考教材及教學(xué)參考書(shū)建議教材：1、《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》許文稼、張飛主編教材參考書(shū)：1、《機(jī)器人引論》張濤主編2、《機(jī)器人概論》李云江主編2．教學(xué)方法建議1）本課程教學(xué)宜在多媒體教室上，部分課程在實(shí)訓(xùn)中心實(shí)施教學(xué)。2）在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)立足于加強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，理性思維，動(dòng)手設(shè)計(jì)、編程、觀察現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行效果，最終達(dá)到真正聽(tīng)得懂，學(xué)得會(huì)，切實(shí)提高動(dòng)手能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合素質(zhì)。3）在教學(xué)過(guò)程中，要盡量應(yīng)用多媒體、投影等教學(xué)資源輔助教學(xué)，幫助學(xué)生理解相關(guān)結(jié)構(gòu)和控制方式的執(zhí)行過(guò)程。4）根據(jù)機(jī)器人技術(shù)最新發(fā)展情況，在平時(shí)授課中經(jīng)常介紹一些相關(guān)的新技術(shù)、新知識(shí)，讓學(xué)生及時(shí)了解最新的科技動(dòng)態(tài)。5）部分教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施可采用小組合作學(xué)習(xí)的方法，強(qiáng)化學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。3．教學(xué)評(píng)價(jià)建議本課程采用多元性的評(píng)價(jià)，結(jié)合課堂提問(wèn)、課程作業(yè)、期中考核、期末考核的方式，對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。課程總成績(jī)=平時(shí)成績(jī)（30%）+期中測(cè)試（20%）+期末教學(xué)總成績(jī)（50%）?？己隧?xiàng)目考核方式比例過(guò)程考核學(xué)習(xí)態(tài)度根據(jù)作業(yè)完成情況、課堂回答問(wèn)題、學(xué)生出勤情況，由教師綜合評(píng)定學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度得分。10%課程作業(yè)根據(jù)所有課程作業(yè)完成情況評(píng)定成績(jī)。10%實(shí)驗(yàn)成績(jī)根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況評(píng)定成績(jī)10%結(jié)果考核期中測(cè)試由教師評(píng)定測(cè)試成績(jī)20%期末考試由教師評(píng)定筆試成績(jī)50%合計(jì)100%五、課程教學(xué)資源1．教學(xué)條件建議序號(hào)主要實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目名稱(chēng)所需主要設(shè)備名稱(chēng)1機(jī)器人的認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用系統(tǒng)2機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)認(rèn)知工業(yè)機(jī)器人典型結(jié)構(gòu)模型3機(jī)器人示教編程與再現(xiàn)控制帶有示教功能的機(jī)器人系統(tǒng)4機(jī)器人的離線編程仿真離線編程軟件、計(jì)算機(jī)2．師資條件擔(dān)任本課程的主講教師需要對(duì)工業(yè)機(jī)器人的種類(lèi)、應(yīng)用、發(fā)展、基本結(jié)構(gòu)與傳感系