工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)和安全機(jī)制 課程教學(xué)大綱

-4-【工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)和安全】【IndustrialRoboticTechnology】一、基本信息（必填項(xiàng)）課程代碼：【2080371】課程學(xué)分：【2】面向?qū)I(yè)：【機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化】、【汽車服務(wù)工程】課程性質(zhì)：【系級(jí)必修課】“◎”開課院系：機(jī)電學(xué)院機(jī)械工程系使用教材：主教材【機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用，張憲民主編機(jī)械工業(yè)出版社2018.6】參考教材【工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ),劉小波主編機(jī)械工業(yè)出版社2016.8】參考國(guó)標(biāo)【工業(yè)機(jī)器人安全實(shí)施規(guī)范】課程網(wǎng)站網(wǎng)址：先修課程：【高等數(shù)學(xué)（1）理2100013（6）】【高等數(shù)學(xué)（2）理2100061（4）】【線性代數(shù)2100025（2）】二、課程簡(jiǎn)介機(jī)器人學(xué)是一門高度交叉的前沿學(xué)科，機(jī)器人技術(shù)是集力學(xué)、機(jī)械學(xué)、人類學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、控制論與控制工程學(xué)、電子工程學(xué)、人工智能、社會(huì)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)之大成，是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的新技術(shù)。通過該課程的學(xué)習(xí)，使得學(xué)生基本熟悉這門技術(shù)以及其發(fā)展?fàn)顩r，為今后從事工業(yè)機(jī)器人的操作管理、維護(hù)維修、系統(tǒng)安裝調(diào)試和集成設(shè)計(jì)的工作打下基礎(chǔ)。三、選課建議本課程適合于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)、汽車服務(wù)工程專業(yè)二年級(jí)的本科生修學(xué)，要求學(xué)生具有高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、線性代數(shù)方面的基礎(chǔ)知識(shí)和技能，能掌握工業(yè)機(jī)器人的基本組成、動(dòng)力學(xué)方程、工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)以及編程語言的基本組成內(nèi)容。四、課程與專業(yè)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)性（必填項(xiàng)）專業(yè)畢業(yè)要求LO11：傾聽他人意見、尊重他人觀點(diǎn)、分析他人需求，應(yīng)用書面或口頭形式，闡釋自己的觀點(diǎn)，有效溝通LO21：學(xué)生能根據(jù)環(huán)境需要確定自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并主動(dòng)地通過搜集信息、分析信息、討論、實(shí)踐、質(zhì)疑、創(chuàng)造等方法來實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)LO31：掌握與機(jī)器人控制和電氣工程自動(dòng)化相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，具備利用各類設(shè)計(jì)選型手冊(cè)，并運(yùn)用電氣工程學(xué)科和機(jī)器人應(yīng)用知識(shí)，根據(jù)生產(chǎn)要求解決實(shí)際設(shè)計(jì)問題的能力；LO32：具備智能控制與工程自動(dòng)化設(shè)備及系統(tǒng)的使用，維護(hù)能力，能夠運(yùn)用智能控制工程學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際設(shè)計(jì)問題。具備單片機(jī)、可編程控制器的控制程序設(shè)計(jì)、編程、應(yīng)用能力LO33：具備電子線路的識(shí)圖分析、電子元器件的選型、電路板的故障分析、熟練使用各類電子測(cè)量?jī)x器的能力LO34：熟練掌握各類工業(yè)機(jī)器人編程語言，能根據(jù)自動(dòng)化生產(chǎn)線的要求編制對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行技術(shù)改造安裝和調(diào)試的能力.具備進(jìn)一步學(xué)習(xí)其它計(jì)算機(jī)邏輯控制語言的能力LO35：熟悉常見機(jī)械、電氣設(shè)備基本組成部分及功能，具備工業(yè)機(jī)器人機(jī)械電氣設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)、保養(yǎng)及簡(jiǎn)單故障的維修排除能力.LO41：遵守紀(jì)律、守信守責(zé)；具有耐挫折、抗壓力的能力LO51：在集體活動(dòng)中能主動(dòng)擔(dān)任自己的角色，與其他成員密切合作，共同完成任務(wù)。能有邏輯的分析與批判LO61：能夠根據(jù)需要進(jìn)行專業(yè)文獻(xiàn)檢索，能夠使用適合的工具來搜集信息，并對(duì)信息加以分析、鑒別、判斷與整合LO71：愿意服務(wù)他人、服務(wù)企業(yè)、服務(wù)社會(huì)；為人熱忱，富于愛心，懂得感恩（“感恩、回報(bào)、愛心”為我校校訓(xùn)內(nèi)容之一）LO81：具有基本的外語表達(dá)溝通能力與跨文化理解能力。五、課程目標(biāo)/課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果（必填項(xiàng)）（預(yù)期學(xué)習(xí)成果要可測(cè)量/能夠證明）此處簡(jiǎn)要寫明課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果（即本課程承載的專業(yè)畢業(yè)要求）的教與學(xué)方式、評(píng)價(jià)方式。序號(hào)課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果課程目標(biāo)（細(xì)化的預(yù)期學(xué)習(xí)成果）教與學(xué)方式評(píng)價(jià)方式1LO211能根據(jù)需要自己確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，并設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)計(jì)劃，課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)，通過有效的自主學(xué)習(xí)達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)教師提供參考文獻(xiàn)，學(xué)生自學(xué)為主課堂提問評(píng)價(jià)，作業(yè)評(píng)價(jià)2LO3111.了解機(jī)器人的基本組成單元以及分類狀況2.具備利用工業(yè)機(jī)器人的分類能夠進(jìn)行行業(yè)機(jī)器人的辨別教師教授為主，學(xué)生自學(xué)為輔作業(yè)評(píng)價(jià)，課堂提問，平時(shí)測(cè)驗(yàn)，期末考試LO3121.掌握矩陣的基本算法2.掌握用矩陣計(jì)算描述空間三維坐標(biāo)系3.掌握用矩陣的計(jì)算方法計(jì)算坐標(biāo)系的變換教師教授為主，學(xué)生自學(xué)為輔作業(yè)評(píng)價(jià)，平時(shí)測(cè)驗(yàn)，期末考試LO3131.掌握工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成部分課內(nèi)試驗(yàn)作業(yè)評(píng)價(jià)，平時(shí)測(cè)驗(yàn)，期末考試了解工業(yè)機(jī)器人編程語言類型掌握工業(yè)機(jī)器人的語言結(jié)構(gòu)教師教授為主，學(xué)生自學(xué)為輔;課內(nèi)試驗(yàn)平時(shí)測(cè)驗(yàn)，期末考試;實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)3LO411愛崗敬業(yè)：了解與專業(yè)相關(guān)的安全實(shí)施規(guī)范，充分認(rèn)識(shí)本專業(yè)就業(yè)崗位在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中的作用和地位，在學(xué)習(xí)和社會(huì)實(shí)踐中遵守職業(yè)規(guī)范，具備職業(yè)道德操守.學(xué)生自學(xué)為主，教師指導(dǎo)為輔課堂提問LO412身心健康，能承受學(xué)習(xí)和生活中的壓力學(xué)生自學(xué)為主，教師指導(dǎo)為輔平時(shí)測(cè)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)4LO711要做到愿意服務(wù)企業(yè)、服務(wù)社會(huì)學(xué)生自學(xué)為主，教師指導(dǎo)為輔實(shí)驗(yàn)操作,導(dǎo)師即時(shí)評(píng)價(jià)六、課程內(nèi)容（必填項(xiàng)）單元知識(shí)點(diǎn)能力要求教學(xué)難點(diǎn)1.工業(yè)機(jī)器人概論（2課時(shí)理論）1了解工業(yè)機(jī)器人。L12.了解工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史。L13.了解工業(yè)機(jī)器人研究?jī)?nèi)容與發(fā)展趨勢(shì)。L11.能夠清晰的認(rèn)知工業(yè)機(jī)器人以及發(fā)展趨勢(shì)。1.授課技巧。2.機(jī)器人的分類與技術(shù)參數(shù)（2課時(shí)理論）1.掌握機(jī)器人的組成和分類。L22.掌握機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)。L23.了解機(jī)器人的設(shè)計(jì)和選用準(zhǔn)則。L11.能夠根據(jù)機(jī)器人技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行機(jī)器人選型。1.機(jī)器人的技術(shù)指標(biāo)。3.機(jī)器人機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)裝置（4課時(shí)理論）1.了解機(jī)器人的機(jī)械機(jī)構(gòu)。L12.了解機(jī)器人驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu).L11.能夠了解機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)1.能夠了解機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方式1.機(jī)械結(jié)構(gòu)的掌握2.驅(qū)動(dòng)方式的分類4.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)（4課時(shí)理論）1.掌握機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本問題。L22.掌握機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正問題。L23.掌握機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問題。L24.掌握雅可比矩陣。L21.能夠根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正問題解決相關(guān)變量計(jì)算。2.能夠根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問題解決相關(guān)變量計(jì)算。機(jī)器人的正、逆學(xué)問題。雅可比矩陣5.機(jī)器人控制基礎(chǔ)（4課時(shí)理論）1.掌握控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。L22.了解機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。L13.了解機(jī)器人的控制方式。L14.掌握伺服電動(dòng)機(jī)的原理和特性。L21.能夠根據(jù)伺服電動(dòng)機(jī)原理和特性進(jìn)行參數(shù)計(jì)算和分析。2.能夠根據(jù)調(diào)速方法進(jìn)行電動(dòng)機(jī)調(diào)速設(shè)置。1.伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理。6.機(jī)器人的感覺（4課時(shí)理論）1.了解機(jī)器人傳感器的分類。L12.了解機(jī)器人內(nèi)部傳感器和外部傳感器。L13.了解工業(yè)機(jī)器人多傳感器的信息融合。L14.掌握機(jī)器人傳感器的要求。L21.能夠根據(jù)傳感器的原理特性識(shí)別機(jī)器人的內(nèi)部、外部傳感器。2.能夠?qū)C(jī)器人末端執(zhí)行器的位置、速度、姿態(tài)等進(jìn)行測(cè)量和控制。1.機(jī)器人的內(nèi)、外部觸感器。7.機(jī)器人的視覺及其應(yīng)用（4課時(shí)理論）1.了解機(jī)器人視覺系統(tǒng)的硬件組成部分。L12.了解CCD原理。L13.掌握視覺信息的處理過程。L24.掌握視覺系統(tǒng)模型建立。L21.能夠根據(jù)CCD原理進(jìn)行視覺建模。1.視覺建模。8.機(jī)器人示教與操作（2課時(shí)理論）1.了解機(jī)器人示教類別與基本特征。L12.了解機(jī)器人動(dòng)作級(jí)語言和對(duì)象級(jí)語言。L11.能夠使用動(dòng)作級(jí)語言和對(duì)象級(jí)語言進(jìn)行示教編程。1機(jī)器人語言類型七、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)名稱及基本要求（選填，適用于課內(nèi)實(shí)驗(yàn)）列出課程實(shí)驗(yàn)的名稱、學(xué)時(shí)數(shù)、實(shí)驗(yàn)類型（演示型、驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型、綜合型）及每個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容簡(jiǎn)述。序號(hào)實(shí)驗(yàn)名稱主要內(nèi)容實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)實(shí)驗(yàn)類型備注1FANUC工業(yè)機(jī)器人編程演示1.了解FANUC工業(yè)機(jī)器人在線編程。2.了解FANUC工業(yè)機(jī)器人離線編程。4演示型