工業(yè)機器人現(xiàn)場編程課程教學大綱

工業(yè)機器人現(xiàn)場編程課程教學大綱一、課程基本信息課程代碼：20051931005

課程學分：2學分課程學時：51學時（理論學時：17；實驗學時：34）課程類別：專業(yè)選修先修課程：機器人學、自動控制原理、C語言程序設(shè)計適用專業(yè)（方向）：機器人工程二、課程簡介

工業(yè)機器人現(xiàn)場編程是機器人工程專業(yè)的一門選修專業(yè)主干課，也是機器人工程專業(yè)重要的實踐教學環(huán)節(jié)，是理論教學的補充、繼續(xù)和深化。實訓課程的主要目的是教授學生進行工業(yè)機器人基本操作、工業(yè)機器人編程、工具坐標系標定、工業(yè)機器人碼垛、焊接、搬運等實驗的基本方法，培養(yǎng)實際操作技能，提高學生動手能力、分析問題和解決實際問題能力。通過實驗使學生進一步鞏固和加深對所學機器人運動控制系統(tǒng)基礎(chǔ)理論知識的理解，為后續(xù)其他專業(yè)課以及工作打下堅實基礎(chǔ)。三、課程目標

通過本課程的學習，具體要求達到的特定實驗教學目標包括：1.教學目標1：了解做出重要貢獻的科學家的生平事跡，學習科學家追求真理、百折不撓的科學精神，樹立正確的人生觀、價值觀，培養(yǎng)學生辯證唯物主義世界觀和方法論。使學生初步掌握基本的、較系統(tǒng)的工業(yè)機器人現(xiàn)場編程知識，了解工業(yè)機器人現(xiàn)場編程發(fā)展的歷史、前沿和最新研究成果，了解工業(yè)機器人現(xiàn)場編程與工業(yè)機器人高級編程、機器人運動控制系統(tǒng)等機器人工程其他學科分支的邏輯聯(lián)系以及工業(yè)機器人現(xiàn)場在科研、生產(chǎn)和實踐中的具體應(yīng)用。（支撐畢業(yè)要求3.1）2.

教學目標2：提高獨立獲取知識能力、定性分析和定量計算的能力，能夠綜合運用工業(yè)機器人現(xiàn)場編程基本理論和方法分析和處理機器人工程教學中的相關(guān)問題，具有較強的獨立思維方式，具有系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)硬件搭建的能力，懂得將工業(yè)機器人現(xiàn)場中的理論知識應(yīng)用于解決實際問題的基本規(guī)律。（支撐畢業(yè)要求4.3）3.

教學目標3：激發(fā)探索熱情、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神，掌握科學思維方法，初步掌握反思方法和技能，并獲得較強的邏輯推理能力和抽象思維能力。（支撐畢業(yè)要求5.2）四、課程支撐的畢業(yè)要求1.

本課程支撐的畢業(yè)要求：畢業(yè)要求3、4、5。

畢業(yè)要求3：設(shè)計/開發(fā)解決方案

能夠設(shè)計針對機器人與智能控制領(lǐng)域復雜工程問題的解決方案，設(shè)計滿足特定需求的機器人控制系統(tǒng)、信息傳輸及處理單元（部件），并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化及環(huán)境因素。

畢業(yè)要求4：研究

能夠基于科學原理并采用科學方法對機器人與智能控制領(lǐng)域復雜工程問題進行研究，包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。

畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具

能夠針對機器人控制系統(tǒng)設(shè)計和信息傳輸及處理等過程中的復雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對復雜工程問題的預測與模擬，并能夠理解其局限性。2.

本課程支撐的指標點：指標點3.1、4.3、5.2。

指標點3.1：能針對機器人控制系統(tǒng)、信息傳輸及處理問題進行分析，明確相關(guān)約束條件和需求。

指標點4.3：能夠根據(jù)實驗方案構(gòu)建實驗系統(tǒng)，對實驗結(jié)果進行分析和解釋，通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。

指標點5.2：能恰當使用計算機軟、硬件技術(shù)，機器人工程專業(yè)仿真工具，完成機器人工程項目的模擬與仿真分析，能理解其局限性。課程教學目標與畢業(yè)要求對應(yīng)表實驗?zāi)繕诉_成途徑評價依據(jù)支撐畢業(yè)要求課程目標1：了解做出重要貢獻的科學家的生平事跡，學習科學家追求真理、百折不撓的科學精神，樹立正確的人生觀、價值觀，培養(yǎng)學生辯證唯物主義世界觀和方法論。使學生初步掌握基本的、較系統(tǒng)的工業(yè)機器人現(xiàn)場編程知識，了解工業(yè)機器人現(xiàn)場編程發(fā)展的歷史、前沿和最新研究成果，了解工業(yè)機器人現(xiàn)場編程與激光原理工業(yè)機器人高級編程、機器人運動控制系統(tǒng)等機器人工程其他學科分支的邏輯聯(lián)系以及工業(yè)機器人現(xiàn)場在科研、生產(chǎn)和實踐中的具體應(yīng)用。

通過課堂講授、學生查閱資料等環(huán)節(jié)使學生了解做出重要貢獻的科學家的生平事跡，學習物理學家百折不撓的追求精神，培養(yǎng)學生辯證唯物主義世界觀和方法論。通過課堂講授以及實訓鍛煉等強化學習；通過網(wǎng)絡(luò)教學資源輔助學生進行課外自主學習；通過期末考試進行學習效果檢測和總結(jié)。綜合運用以上途徑提高學生軟件需求分析能力。期末考核、課堂考勤、期中測試

畢業(yè)要求指標點3.2課程目標2：提高獨立獲取知識能力、定性分析和定量計算的能力，能夠綜合運用工業(yè)機器人現(xiàn)場編程基本理論和方法分析和處理機器人工程教學中的相關(guān)問題，具有較強的獨立思維方式，具有系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)硬件搭建的能力，懂得將工業(yè)機器人現(xiàn)場中的理論知識應(yīng)用于解決實際問題的基本規(guī)律。

通過課堂講授以及實訓鍛煉等強化學習；通過網(wǎng)絡(luò)教學資源輔助學生進行課外自主學習；通過期末考試進行學習效果檢測和總結(jié)。綜合運用以上途徑提高學生軟件設(shè)計開發(fā)能力。期末考核、課堂考勤、期中測試

畢業(yè)要求指標點4.3課程目標3：激發(fā)探索熱情、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神，掌握科學思維方法，初步掌握反思方法和技能，并獲得較強的邏輯推理能力和抽象思維能力。

通過課堂講授和隨堂練習進行強化學習；通過網(wǎng)絡(luò)教學資源輔助學生進行課外自主學習；通過實訓環(huán)境使學生掌握ABB編程和系統(tǒng)設(shè)計方法。期末考核、課堂考勤、期中測試

畢業(yè)要求指標點5.2六、課程教學內(nèi)容與課程目標對應(yīng)表理論教學教學內(nèi)容學時教學目的和要求教學方法支撐課程目標第一章緒論1.1工業(yè)機器人的定義；1.2工業(yè)機器人的發(fā)展；1.3工業(yè)機器人的基本組成及技術(shù)參數(shù)；1.4

工業(yè)機器人的分類。重點和難點：重點：工業(yè)機器人的定義。難點：工業(yè)機器人的基本組成和技術(shù)參數(shù)。41.掌握工業(yè)機器人的定義；2.了解工業(yè)機器人的發(fā)展歷史和應(yīng)用領(lǐng)域；3.掌握工業(yè)機器人的基本組成和技術(shù)參數(shù)；4.了解工業(yè)機器人的分類；1.講授2.案例分析3.提問、討論課程目標1、2、3第二章工業(yè)機器人的機械系統(tǒng)2.1

工業(yè)機器人的手部結(jié)構(gòu)；2.2

工業(yè)機器人的腕部結(jié)構(gòu)；2.3

工業(yè)機器人的臂部結(jié)構(gòu)；2.4

工業(yè)機器人的機身結(jié)構(gòu)：2.5

工業(yè)機器人的行走結(jié)構(gòu)；2.6

工業(yè)機器人驅(qū)動裝置和傳動單元；重點和難點：重點：工業(yè)機器人的手部、腕部、臂部、行走、機身結(jié)構(gòu)。難點：工業(yè)機器人的驅(qū)動裝置和傳動單元。41.了解工業(yè)機器人的手部結(jié)構(gòu)；2.了解工業(yè)機器人的腕部結(jié)構(gòu)；3.了解機器人的臂部結(jié)構(gòu)；4.了解工業(yè)機器人的機身結(jié)構(gòu)；5.了解工業(yè)機器人的行走結(jié)構(gòu)；6.掌握工業(yè)機器人的驅(qū)動裝置和傳動單元。1.講授2.案例分析3.提問、討論課程目標2、3第三章

工業(yè)機器人控制系統(tǒng)3.1

工業(yè)機器人控制裝置；3.2

工業(yè)機器人驅(qū)動裝置；3.3

工業(yè)機器人檢測裝置；重點和難點：重點：工業(yè)機器人控制裝置。難點：工業(yè)機器人的檢測裝置。41.掌握工業(yè)機器人控制裝置的組成和功能；2.理解工業(yè)機器人驅(qū)動裝置的組成和功能；3.掌握工業(yè)機器人的檢測裝置。1.講授2.案例分析3.提問、討論課程目標2、3第四章工業(yè)機器人的編程4.1

工業(yè)機器人的編程方式;4.2

工業(yè)機器人的示教編程；4.3工業(yè)機器人的編程語言；4.4

工業(yè)機器人語言系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本功能；4.5

常用的工業(yè)機器人編程語言；重點和難點：重點：工業(yè)機器人的離線編程。難點：工業(yè)機器人的編程方式。51.掌握工業(yè)機器人的編程方式；2.掌握工業(yè)機器人的離線編程；3.了解工業(yè)機器人的編程語言；4.了解工業(yè)機器人語言系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本功能；1.講授2.案例分析3.提問、討論課程目標2、3注：教學內(nèi)容堅持課程思政，堅持專業(yè)教育與課程思政教育相融合。實驗教學（一）實驗項目基本情況序號實驗項目名稱學時實驗類型實驗類別分組人數(shù)主要實驗設(shè)備1ABB機器人基礎(chǔ)知識3

演示型

專業(yè)1ABB機器人2ABB機器人基本操作3

驗證型

專業(yè)1ABB機器人3ABB機器人坐標系3

驗證型

專業(yè)1ABB機器人4ABB機器人IO通信3

綜合型

專業(yè)1ABB機器人5ABB機器人程序基礎(chǔ)3

綜合型

專業(yè)1ABB機器人6ABB機器人初級編程3

演示型

專業(yè)1ABB機器人7ABB機器人高級編程3

設(shè)計研究型

專業(yè)1ABB機器人8ABB機器人示教編程3

設(shè)計研究型

專業(yè)1ABB機器人9ABB機器人畫軌跡3

設(shè)計研究型

專業(yè)1ABB機器人10ABB機器人搬運3

設(shè)計研究型

專業(yè)1ABB機器人11ABB機器人碼垛3

設(shè)計研究型

專業(yè)1ABB機器人12ABB機器人寫字3

設(shè)計研究型

專業(yè)1ABB機器人

注：實驗類型包括演示型、驗證型、綜合型、設(shè)計研究型、其他；實驗類別包括基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)、其他。（二）實驗內(nèi)容和基本要求1.實驗項目1：ABB機器人基礎(chǔ)知識

通過本實驗使學生掌握ABB機器人的基本知識以及ABB機器人的三種運動形式。1.1實驗內(nèi)容和要求(1)

工業(yè)機器人的基礎(chǔ)知識；(2)ABB機器人的基本知識；(3)ABB機器人的三種運動形式；(4)

掌握工業(yè)機器人的基礎(chǔ)知識；(5)

掌握ABB機器人的基本知識；(6)

掌握ABB機器人的三種運動形式。1.2

實驗重點難點(1)

實驗重點：ABB機器人控制柜的作用和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。(2)

實驗難點：ABB機器人的三種運動形式。2.實驗項目2：ABB機器人基本操作

通過本實驗使學生掌握ABB機器人基本操作：備份與恢復、開關(guān)機、語言設(shè)置、轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)器更新。1.1實驗內(nèi)容和要求(1)ABB機器人的備份與恢復；(2)ABB機器人的開關(guān)機；(3)ABB機器人的語言設(shè)置；(4)ABB機器人轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)器更新；(5)

掌握ABB機器人的備份與恢復；(6)

掌握ABB機器人的開關(guān)機；(7)

掌握ABB機器人的語言設(shè)置；(8)

掌握ABB機器人轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)器更新。1.2

實驗重點難點(1)

實驗重點：ABB機器人的備份與恢復。(2)

實驗難點：ABB機器人轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)器更新。3.實驗項目3：ABB機器人坐標系

通過本實驗使學生掌握ABB機器人D-H法求解正向運動學的過程以及ABB機器人常用的四種坐標系。1.1實驗內(nèi)容和要求(1)

ABB機器人D-H法求解正向運動學的過程；(2)

ABB機器人常用的四種坐標系；(3)

掌握ABB機器人D-H法求解正向運動學的過程；(4)

掌握ABB機器人常用的四種坐標系。1.2

實驗重點難點(1)

實驗重點：ABB機器人D-H法求解正向運動學的過程。(2)

實驗難點：ABB機器人常用的四種坐標系。4.實驗項目4：ABB機器人IO通信

通過本實驗使學生掌握ABB機器人常用的通信方式以及ABB機器人的IO端口。1.1實驗內(nèi)容和要求(1)

ABB機器人常用的通信方式；(2)

ABB機器人的IO端口；(3)

掌握ABB機器人常用的通信方式；(4)

掌握ABB機器人IO板的設(shè)置方式。(5)

掌握ABB機器人IO口的設(shè)置方式；1.2

實驗重點難點(1)

實驗重點：ABB機器人IO板的設(shè)置方式。(2)

實驗難點：ABB機器人IO口的設(shè)置方式。5.實驗項目5：ABB機器人程序基礎(chǔ)

通過本實驗使學生掌握RAPID語言的基本知識以及ABB機器人坐標系的標定。1.1實驗內(nèi)容和要求(1)

RAPID語言的基本知識；(2)

RAPID語言的程序數(shù)據(jù)；(3)

ABB機器人坐標系的標定；(4)

掌握RAPID語言程序數(shù)據(jù)的設(shè)定方法；(5)

掌握ABB機器人坐標系的標定過程。1.2

實驗重點難點(1)

實驗重點：RAPID語言程序數(shù)據(jù)的設(shè)定方法。(2)

實驗難點：ABB機器人坐標系的標定過程。6.實驗項目6：ABB機器人初級編程

通過本實驗使學生掌握ABB機器人常用的基本運動指令以及ABB機器人編程的基本步驟。1.1實驗內(nèi)容和要求(1)

ABB機器人常用的基本運動指令；(2)

ABB機器人編程的基本步驟；(3)

ABB機器人程序的調(diào)試步驟；(4)

掌握

ABB機器人常用的基本運動指令；(5)

掌握ABB機器人編程的基本步驟；(1)

掌握ABB機器人程序的調(diào)試步驟。1.2

實驗重點難點(1)

實驗重點：ABB機器人常用的基本運動指令。(2)

實驗難點：ABB機器人編程的基本步驟。7.實驗項目7：ABB機器人高級編程

通過本實驗使學生掌握ABB機器人常用的基本運動指令以及ABB機器人編程的基本步驟。1.1實驗內(nèi)容和要求(1)

ABB機器人常用的基本運動指令；(2)

ABB機器人編程的基本步驟；(3)

掌握ABB機器人常用的基本運動指令；(4)

掌握ABB機器人編程的基本步驟。1.2

實驗重點難點(1)

實驗重點：ABB機器人常用的基本運動指令。(2)

實驗難點：ABB機器人編程的基本步驟。8.實驗項目8：ABB機器人示教編程

通過本實驗使學生掌握ABB機器人示教編程的概念以及ABB機器人示教編程的步驟。1.1實驗內(nèi)容和要求(1)

ABB機器人示教編程的概念；(2)

ABB機器人示教編程的步驟；(3)

掌握ABB機器人示教編程的概念；(4)

掌握ABB機器人示教編程的步驟。1.2

實驗重點難點(1)

實驗重點：ABB機器人示教編程的步驟。(2)

實驗難點：ABB機器人程序的調(diào)試步驟。9.實驗項目9：ABB機器人畫軌跡

通過本實驗使學生掌握ABB機器人程序編寫的步驟以及ABB機器人軌跡規(guī)劃的方法。1.1實驗內(nèi)容和要求(1)

ABB機器人程序編寫的步驟；(2)

ABB機器人程序調(diào)試的步驟；(3)

ABB機器人軌跡規(guī)劃的方法；(4)

掌握ABB機器人程序編寫的步驟；(5)

掌握ABB機器人程序調(diào)試的步驟；(6)

掌握ABB機器人軌跡規(guī)劃的方法。1.2

實驗重點難點(1)

實驗重點：ABB機器人程序編寫的步驟。(2)

實驗難點：ABB機器人軌跡規(guī)劃的方法。10.實驗項目10：ABB機器人搬運

通過本實驗使學生掌握ABB機器人程序編寫的步驟以及ABB機器人搬運的實現(xiàn)方法。1.1實驗內(nèi)容和要求(1)

ABB機器人程序編寫的步驟；(2)

ABB機器人程序調(diào)試的步驟；(3)

ABB機器人搬運的實現(xiàn)方法；(4)

掌握ABB機器人程序編寫的步驟；(5)

掌握ABB機器人程序調(diào)試的步驟；(6)

掌握ABB機器人搬運的實現(xiàn)方法。1.2

實驗重點難點(1)

實驗重點：ABB機器人程序編寫的步驟。(2)

實驗難點：ABB機器人搬運的實現(xiàn)方法。11.實驗項目11：ABB機器人碼垛

通過本實驗使學生掌握ABB機器人程序編寫的步驟以及ABB機器人碼垛的實現(xiàn)方法。1.1實驗內(nèi)容和要求(1)

ABB機器人程序編寫的步驟；(2)

ABB機器人程序調(diào)試的步驟；(3)

ABB機器人碼垛的實現(xiàn)方法；(4)

掌握ABB機器人程序編寫的步驟；(5)

掌握ABB機器人程序調(diào)試的步驟；(6)

掌握ABB機器人碼垛的實現(xiàn)方法。1.2

實驗重點難點(1)

實驗重