《機器人工程綜合設(shè)計》教學大綱

《機器人工程綜合設(shè)計》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：22160033課程性質(zhì)：集中實踐課學分：2學分周數(shù)：2周先修課程：機器人工程學、電氣控制與PLC(A)、機器人檢測技術(shù)與傳感器、機器人工業(yè)總線技術(shù)、機器視覺及圖像處理等并修課程：機器人綜合創(chuàng)新與應(yīng)用適用專業(yè)：機器人工程專業(yè)開課單位：智能工程學院一、課程說明《機器人工程綜合設(shè)計》是機器人工程專業(yè)的綜合設(shè)計與實踐課程，其任務(wù)主要是機器人的綜合技術(shù)應(yīng)用。通過本實踐教學環(huán)節(jié)的學習，使學生基本掌握工業(yè)機器人與PLC控制系統(tǒng)的綜合應(yīng)用技術(shù)、上位機或觸摸屏與工業(yè)機器人的聯(lián)合應(yīng)用技術(shù)、機器人與工業(yè)視覺系統(tǒng)的綜合應(yīng)用技術(shù)等，同時通過工業(yè)機器人典型應(yīng)用案例的學習，使學生具有設(shè)計和調(diào)試工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線系統(tǒng)集成的設(shè)計與應(yīng)用能力，提高分析問題、解決問題的能力。二、課程目標通過實習（訓練），使學生達到如下目標：課程目標1：能針對實際復雜工程問題，綜合運用所學知識和技能，并通過文獻檢索等方法，設(shè)計合理的解決方案。課程目標2：在學會機器人的基礎(chǔ)知識和編程方法的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學生在工業(yè)機器人與PLC控制系統(tǒng)的綜合應(yīng)用技術(shù)、上位機或觸摸屏與工業(yè)機器人的聯(lián)合應(yīng)用技術(shù)、機器人與工業(yè)視覺系統(tǒng)的綜合應(yīng)用技術(shù)等方面分析與解決問題的能力。課程目標3：引導學生利用科學辯證法看待和解決問題，鼓勵小組間交流合作，發(fā)表不同看法；激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維；樹立正確的勞動觀念，形成良好的勞動習慣，具有勞動精神和勞動能力。三、課程目標與畢業(yè)要求《機器人工程綜合設(shè)計》課程教學目標對機器人工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度2.問題分析2.3通過文獻研究與分析，求解機器人工程領(lǐng)域復雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。課程目標1：能針對實際復雜工程問題，綜合運用所學知識和技能，并通過文獻檢索等方法，設(shè)計合理的解決方案。M3.設(shè)計/開發(fā)解決方案3.3能夠通過單元集成和優(yōu)化，進行機械電子結(jié)構(gòu)、智能算法、系統(tǒng)集成等部件的應(yīng)用與設(shè)計。課程目標2：在學會機器人的基礎(chǔ)知識和編程方法的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學生在工業(yè)機器人與PLC控制系統(tǒng)的綜合應(yīng)用技術(shù)、上位機或觸摸屏與工業(yè)機器人的聯(lián)合應(yīng)用技術(shù)、機器人與工業(yè)視覺系統(tǒng)的綜合應(yīng)用技術(shù)等方面分析與解決問題的能力。H9.個人和團隊9.1能夠主動與其他成員開展合作，傾聽他人意見，能夠在團隊中承擔個人角色。課程目標3：引導學生利用科學辯證法看待和解決問題，鼓勵小組間交流合作，發(fā)表不同看法；激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維；樹立正確的勞動觀念，形成良好的勞動習慣，具有勞動精神和勞動能力。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學內(nèi)容、基本要求與學時分配教學內(nèi)容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內(nèi)容、基本要求與學時分配教學內(nèi)容教學要求，教學重點難點教學方式課時安排對應(yīng)的課程目標項目一：機器人視覺與機械臂的協(xié)同控制1.12D機械手實驗教學要求：熟悉機械手的控制；了解相機坐標系和機械手坐標系的差異；清楚手眼標定的原理；熟悉物體形狀檢測、顏色分類以及QR二維碼識別原理。重點：手眼標定的原理；物體形狀檢測、顏色分類以及QR二維碼識別。難點：手眼標定的原理。講授實踐2天1、2、31.23D雙目機械手實驗教學要求：熟悉雙目系統(tǒng)的測量原理；清楚雙目手眼標定的原理；清楚拆跺和碼垛、不等高積木分類的原理。重點：雙目系統(tǒng)的測量原理；雙目手眼標定的原理；拆跺和碼垛、不等高積木分類的原理。難點：雙目系統(tǒng)的測量原理。講授實踐2天1、2、31.3答辯與報告撰寫教學要求：系統(tǒng)實現(xiàn)驗證，得到有效的結(jié)論，按要求進行答辯，獨立撰寫嚴謹?shù)摹⒂欣碚摳鶕?jù)的、邏輯性較強的訓練報告。重點：系統(tǒng)實現(xiàn)驗證，得到有效的結(jié)論，按要求進行答辯。難點：撰寫嚴謹?shù)摹⒂欣碚摳鶕?jù)的、邏輯性較強的訓練報告。面試考核與自學1天2、3項目二：工業(yè)機器人組態(tài)監(jiān)控設(shè)計2.1工業(yè)機器人預約程序控制教學要求：掌握虛擬示教器與機器人的通信設(shè)置方法；掌握工業(yè)機器人的示教編程方法；掌握工業(yè)機器人的預約程序控制設(shè)置方法。重點：工業(yè)機器人的預約程序控制設(shè)置方法。難點：工業(yè)機器人的預約程序控制設(shè)置方法。講授實踐2天1、2、32.2工業(yè)機器人組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)教學要求：熟悉組態(tài)軟件的設(shè)計方法；掌握組態(tài)軟件與工業(yè)機器人的ModbusTCP通信；掌握工業(yè)機器人的組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。重點：工業(yè)機器人的組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。難點：工業(yè)機器人的組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。講授實踐2天1、2、32.3答辯與報告撰寫教學要求：系統(tǒng)實現(xiàn)驗證，得到有效的結(jié)論，按要求進行答辯，獨立撰寫嚴謹?shù)摹⒂欣碚摳鶕?jù)的、邏輯性較強的訓練報告。重點：系統(tǒng)實現(xiàn)驗證，得到有效的結(jié)論，按要求進行答辯。難點：撰寫嚴謹?shù)摹⒂欣碚摳鶕?jù)的、邏輯性較強的訓練報告。面試考核與自學1天2、3合計10天（2周）五、教學方法及手段由于課程內(nèi)容與生產(chǎn)實踐緊密結(jié)合，學習者應(yīng)根據(jù)實習指導書或機器人綜合設(shè)計相關(guān)設(shè)備技術(shù)手冊，以自學為主、教師講授為輔，學會機器人綜合設(shè)計技術(shù)相關(guān)設(shè)備的綜合應(yīng)用方法，并養(yǎng)成自覺遵守國家標準的習慣。實習開始時，實習指導老師向?qū)W生做室安全教育。實習期間，學生按實習計劃在指定實驗、實訓室進行實習，通過觀察分析，查閱有關(guān)資料，向指導老師請教等方式，完成規(guī)定的實習內(nèi)容；在指導老師的指導下，學生分組討論、辯論，搞通弄懂實習過程中的一些問題，并在實驗、實訓設(shè)備上進行有針對性的、深入的實踐和觀察。通過討論、辯論形式，使學生們在實習過程中帶有任務(wù)、有目的、針對性強，從而激發(fā)了學生的學習的主動性和積極性，培養(yǎng)了學生的團隊精神，鍛煉了學生的才干，激發(fā)學生的創(chuàng)新能力。六、課程考核對課程目標的支撐課程成績由：實習態(tài)度、工作能力及工作量完成情況、實習報告和答辯情況四部分構(gòu)成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)分值考核/評價細則課程目標123實習態(tài)度10遵守規(guī)章制度；無遲到早退；服從工作安排；積極主動，敬業(yè)愛崗；尊敬師長，勤奮好學?！獭?5工作能力及工作量完成情況50主要考核設(shè)計方案及程序設(shè)計的正確合理性，教師根據(jù)設(shè)計方案及程序設(shè)計合理性與否以及學生獨立完成實習任務(wù)情況評分?！獭獭?52015實習報告30主要考核實習報告結(jié)構(gòu)合理，格式規(guī)范；內(nèi)容詳實，有總結(jié)與反思?！獭?515答辯情況10回答問題準確，基本概念清楚，有理有據(jù)。√√55合計：100304525七、考核與成績評定1.考核方式及成績評定實習（訓練）采用優(yōu)、良、中、及格、不及格五級評分制。即90分以上為優(yōu)，80~89分為良，70~79分為中，60~69分為及格，60分以下為不及格?？偝煽兎炙牟糠郑簩嵙晳B(tài)度、工作能力及工作量完成情況、實習報告和答辯情況。其中：(1)實習態(tài)度占10%，無故曠課達3次取消總成績；(2)工作能力及工作量完成情況占50%；(3)實習報告占30%；(4)答辯情況占10%。2.成績評定標準考核內(nèi)容、評價標準、所占比重見表4。表4考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100>x≥90（優(yōu)秀）90>x≥80（良好）80>x≥70（中等）70>x≥60（及格）x<60（不及格）實習態(tài)度10遵守規(guī)章制度；無遲到早退；服從工作安排；積極主動，敬業(yè)愛崗；尊敬師長，勤奮好學。遵守規(guī)章制度；有個別無遲到早退；服從工作安排；積極主動，敬業(yè)愛崗；尊敬師長，勤奮好學。遵守規(guī)章制度；有稍多無遲到早退；服從工作安排?；咀袷匾?guī)章制度；有較多遲到早退；不太服從工作安排。不遵守規(guī)章制度；遲到早退頻繁；不服從工作安排。工作能力及工作量完成情況50綜合運用理論知識、計算機技能較強，能夠較好地處理工程實際問題且獨立完成實習任務(wù)的90%以上。綜合運用理論知識、計算機技能較好，能夠處理工程實際問題且獨立完成實習任務(wù)的80%以上。綜合運用理論知識、計算機技能一般，基本能夠處理工程實際問題且獨立完成實習任務(wù)的70%以上。綜合運用理論知識、計算機技能一般，不能處理工程實際問題且獨立完成實習任務(wù)的60%以上。綜合運用理論知識、計算機技能較差，不能處理工程實際問題且獨立完成實習任務(wù)的60%以下。實習報告30實習報告結(jié)構(gòu)合理，格式規(guī)范；內(nèi)容詳實，有總結(jié)與反思。實習報告結(jié)構(gòu)合理，格式較為規(guī)范；內(nèi)容較為詳實，有總結(jié)與反思。實習報告結(jié)構(gòu)一般合理，格式一般規(guī)范；內(nèi)容不太詳實，有總結(jié)與反思。實習報告結(jié)構(gòu)基本合理，格式基本規(guī)范；內(nèi)容基本