工業(yè)機器人離線編程與仿真【項目二】教案

教案課程：工業(yè)機器人離線編程與仿真（ABB）授課班級：課題項目二任務(wù)1工業(yè)機器人模型的導入課堂類型理實一體化授課時長課時授課方式理實一體化授課日期教學工具多媒體、PPT、微課視頻、Robotstudio軟件一、教學內(nèi)容分析本次課的內(nèi)容：構(gòu)建工業(yè)機器人仿真工作站首要步驟是選擇工業(yè)機器人模型并導入軟件系統(tǒng)。正確選型是關(guān)鍵，要弄清選型的考慮因素。此任務(wù)是ABB工業(yè)機器人離線編程開篇項目，為后續(xù)學習打基礎(chǔ)。二、教學目標與要求（一）知識與能力：1．了解工業(yè)機器人模型的選擇和導入方法；2．會導入軟件中已有的工業(yè)機器人模型；3.學會工業(yè)機器人工具的安裝與拆除。（二）過程與方法：1.通過提問互動使學生積極參與課堂，促進思考。2.通過案例教學法展示更抽象地讓學生理解知識。3.通過課堂任務(wù)，講練結(jié)合調(diào)動學生的積極性，提高對工業(yè)機器人課程學習興趣。4.利用微視頻并結(jié)合實際工業(yè)應(yīng)用進行展示講解；（三）情感、態(tài)度與價值觀（含課程思政目標）：1.學會遵守公共秩序；2.運用實際案例進行知識講解，學生更好地理解知識，進一步激發(fā)學生對工業(yè)機器人應(yīng)用與編程的學習興趣。3．養(yǎng)成邊學邊記錄、邊做邊思考的習慣；4．養(yǎng)成規(guī)范操作良好習慣，提高安全操作意識；5．激發(fā)對本專業(yè)的熱愛，增強團隊合作意識并培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)。三、教學重點和難點（一）教學重點：工業(yè)機器人模型的選擇和導入方法。（二）教學難點：學生對軟件主要界面不熟悉。教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容說明導入新課（分鐘）1.考勤2.視頻與討論結(jié)合3.導入新課：任務(wù)描述：創(chuàng)建工業(yè)機器人基本仿真工作站，首先要選定與工作載荷匹配的機器人型號，然后在離線編程軟件中將工業(yè)機器人模型導入新建的工作站。（學生）課前登錄學習平臺，做好新知學習的準備學生課前預習，掃碼觀看微課“工業(yè)機器人模型的導入”。相關(guān)知識（分鐘）相關(guān)知識（分鐘）考核評價（分鐘）考核評價1.教師過程性評價2.學生自評3.學生互評【學生】學生邊操作邊記錄遇到的問題以及解決方法，自主探究解決。教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容說明課堂小結(jié)（分鐘）【學生】談學習收獲與體會。【教師】作最后的梳理歸納。啟發(fā)拓展思考：操作流程的規(guī)范性和高效性。五、作業(yè)布置書本作業(yè)。六、教學后記教案課程：工業(yè)機器人離線編程與仿真（ABB）授課班級：課題項目二任務(wù)2工業(yè)機器人周邊模型的放置課堂類型理論授課時長課時授課方式理論教學授課日期教學工具多媒體、PPT、微課視頻、Robotstudio軟件一、教學內(nèi)容分析本次課的內(nèi)容：為了提高機器人的穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率和安全性而配置的一些輔助設(shè)備、配件或組件，這些設(shè)備、配件或組件主要用于支持工業(yè)機器人工作。本任務(wù)包括：導入周邊模型、利用Freehand工具欄操作周邊模型、擺放周邊模型。此任務(wù)是ABB工業(yè)機器人離線編程必備項目，為后續(xù)學習打基礎(chǔ)。二、教學目標與要求（一）知識與能力：1．了解工業(yè)機器人周邊模型放置的方法；2．運用以上方法完成工業(yè)機器人周邊模型放置；3．完成拓展任務(wù)“用框架法放置周邊模型”。（二）過程與方法：1.通過提問互動使學生積極參與課堂，促進思考。2.通過案例教學法展示更抽象地讓學生理解知識。3.通過課堂任務(wù)，講練結(jié)合調(diào)動學生的積極性，提高對工業(yè)機器人課程學習興趣。4.利用微視頻并結(jié)合實際工業(yè)應(yīng)用進行展示講解；（三）情感、態(tài)度與價值觀（含課程思政目標）：1.學會遵守公共秩序；2.運用RobotStudio軟件展開主要功能進行知識講解，學生更好地理解知識。3養(yǎng)成邊學邊記錄、邊做邊思考的習慣；4養(yǎng)成規(guī)范操作良好習慣，提高安全操作意識；5.增強自動自發(fā)、精益求精的精神。三、教學重點和難點（一）教學重點：用“兩點法”完成工業(yè)機器人周邊模型的放置。（二）教學難點：用框架法放置周邊模型。教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容說明導入新課（分鐘）1.考勤

2.整理著裝，整理工位。3.導入新課：任務(wù)描述工業(yè)機器人周邊模型的放置是指在工業(yè)生產(chǎn)線上，為了提高機器人的穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率和安全性而配置的一些輔助設(shè)備、配件或組件。這些設(shè)備、配件或組件主要用于支持工業(yè)機器人工作，例如提供電源、數(shù)據(jù)傳輸、氣源、冷卻系統(tǒng)、工具夾持、監(jiān)控與控制等功能。本任務(wù)包括：導入周邊模型、利用Freehand工具欄操作周邊模型、擺放周邊模型。學生課前掃碼觀看微課視頻，做好新知學習的準備。相關(guān)知識（分鐘）

二、導入與操作周邊模型2.2.1導入機器人周邊模型。

【教師】操作演示“導入propellertable”，也就是一個帶螺旋槳的特殊桌子”?！緦W生】教師演示完后，學生練習。

2.2.2利用Freehand工具欄操作周邊模型

【教師】操作演示“顯示機器人工作區(qū)域”、“利用Freehand工具操作模型”。【學生】教師演示后，學生練習，教師巡回指導。教師對任務(wù)做簡要介紹。教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容說明相關(guān)知識（分鐘）考核評價（分鐘）考核評價1.教師過程性評價2.學生自評3.學生互評【學生】學生邊操作邊記錄遇到的問題以及解決方法，自主探究解決。學生可以掃碼觀看“微課5：任務(wù)2工業(yè)機器人周邊模型的導入”。教學小結(jié)（分鐘）五、作業(yè)布置書本作業(yè)。六、教學后記教案課程：工業(yè)機器人離線編程與仿真（ABB）授課班級：課題項目二任務(wù)3工業(yè)機器人系統(tǒng)建立與手動操作課堂類型理論授課時長課時授課方式理論教學授課日期教學工具多媒體、PPT、微課視頻、Robotstudio軟件一、教學內(nèi)容分析本次課的內(nèi)容：工業(yè)機器人系統(tǒng)是其控制器上運行的軟件。創(chuàng)建工業(yè)機器人基本仿真工作站必須為其建立系統(tǒng)。此外，利用手動操作方式將機器人末端工具調(diào)整到預定位置也是一項基本操作技能。此任務(wù)是ABB工業(yè)機器人離線編程的必備技能，為后續(xù)學習打基礎(chǔ)。二、教學目標與要求（一）知識與能力：1．了解工業(yè)機器人系統(tǒng)建立的方法和手動操作的方法；2．運用以上方法完成業(yè)機器人系統(tǒng)建立；3．實現(xiàn)機器人末端工具到達指定位置和姿態(tài)。（二）過程與方法：1.通過提問互動使學生積極參與課堂，促進思考。2.通過案例教學法展示更抽象地讓學生理解知識。3.通過課堂任務(wù)，講練結(jié)合調(diào)動學生的積極性，提高對工業(yè)機器人課程學習興趣。4.利用微視頻并結(jié)合實際工業(yè)應(yīng)用進行展示講解；（三）情感、態(tài)度與價值觀（含課程思政目標）：1.學會遵守公共秩序；2.邊演示邊講解，讓學生更好地理解知識、掌握技能；3養(yǎng)成邊學邊記錄、邊做邊思考的習慣；4.養(yǎng)成規(guī)范操作良好習慣，提高安全操作意識；5.增強自動自發(fā)、精益求精的精神。三、教學重點和難點（一）教學重點：完成工業(yè)機器人系統(tǒng)建立。（二）教學難點：實現(xiàn)機器人末端工具達到指定的姿態(tài)。教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容說明導入新課（分鐘）1.考勤

2.整理著裝，整理工位。3.導入新課：任務(wù)描述工業(yè)機器人系統(tǒng)是其控制器上運行的軟件，它由連接在計算機的機器人的特定RobotWare部分、配置文件和RAPID程序組成。工業(yè)機器人基本仿真工作站創(chuàng)建完成，相當于人有了軀體，為其建立系統(tǒng)相當于賦予其靈魂或思想。學生課前掃碼觀看課件和微課視頻7、8，做好新知學習的準備。相關(guān)知識（分鐘）

二、創(chuàng)建機器人系統(tǒng)

【教師】講解創(chuàng)建機器人系統(tǒng)的三種方法，操作演示“從布局”創(chuàng)建機器人系統(tǒng)的步驟。【學生】教師演示完后，學生練習，教師巡回指導。

三、工業(yè)機器人手動操作（知識介紹）

工業(yè)機器人手動操作方法主要有手動關(guān)節(jié)、手動線性、手動重定位三種運動模式，該模式也稱為直接拖動控制方式。相關(guān)的操作在“基本”功能選項卡“Freehand”中有快捷圖標。1.手動關(guān)節(jié)運動工作站中所使用的機器人是IRB2600型，該機器人擁有6個自由度。在手動關(guān)節(jié)運動模式下，可以獨立操控每個軸。首先選擇“基本”功能選項卡中Freehand的“手動關(guān)節(jié)運動模式”，然后選擇要運動的機器人軸，拖動鼠標即可手動操作機器人相應(yīng)的關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)。軸4~6的手動關(guān)節(jié)運動，讀者可自行操作練習。2.手動線性運動手動關(guān)節(jié)運動方式是對機器人的關(guān)節(jié)軸進行獨立操作，機器人末端工具教師對任務(wù)做簡要介紹。學生可掃碼觀看“微課7：任務(wù)3工業(yè)機器人系統(tǒng)建立”。教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容說明相關(guān)知識（分鐘）考核評價（分鐘）的運動軌跡不一定是直線軌跡。但是在實際的操作調(diào)整過程中，經(jīng)常需要機器人末端工具沿某條直線進行運動。手動線性運動與手動關(guān)節(jié)運動時機器人末端工具的運動軌跡是不同的，此時機器人末端軌跡是直線。3.手動重定位運動機器人重定位運動是指機器人第六軸法蘭盤上的工具TCP點在空間繞工具坐標系旋轉(zhuǎn)的運動，也可以理解為機器人繞工具TCP點做姿態(tài)調(diào)整的運動。對于手動線性、手動重定位坐標系的設(shè)置，根據(jù)需要亦可設(shè)為大地坐標或當前工具坐標等，讀者可變換坐標參數(shù)，觀察坐標框架的不同。考核評價1.教師過程性評價2.學生自評3.學生互評【學生】學生邊操作邊記錄遇到的問題以及解決方法，自主探究解決。學生可以掃碼觀看“微課8：任務(wù)3工業(yè)機器人手動操作”鞏固所學。教學小結(jié)（分鐘）五、作業(yè)布置書本作業(yè)。六、教學后記教案課程：工業(yè)機器人離線編程與仿真（ABB）授課班級：課題項目二任務(wù)4工作站系統(tǒng)模型創(chuàng)建課堂類型理論授課時長課時授課方式理論教學授課日期教學工具多媒體、PPT、微課視頻、Robotstudio軟件一、教學內(nèi)容分析本次課的內(nèi)容：工業(yè)機器人離線編程軟件具有建模功能，可利用離線編程軟件對工業(yè)機器人工作站創(chuàng)建各類固體、表面及曲線；創(chuàng)建Smart組件；實施交叉、減去、拉伸等CAD操作。本任務(wù)主要利用離線編程軟件創(chuàng)建三維模型并進行參數(shù)設(shè)置。此任務(wù)是ABB工業(yè)機器人離線編程的必備技能，為后續(xù)學習打基礎(chǔ)。二、教學目標與要求（一）知識與能力：1．了解工業(yè)機器人系統(tǒng)模型的創(chuàng)建方法；2．運用以上方法完成三維模型的創(chuàng)建和參數(shù)設(shè)置；3．運用以上方法完成三維模型的導出和第三方模型的導入。（二）過程與方法：1.通過提問互動使學生積極參與課堂，促進思考。2.通過案例教學法展示更抽象地讓學生理解知識。3.通過課堂任務(wù)，講練結(jié)合調(diào)動學生的積極性，提高對工業(yè)機器人課程學習興趣。4.利用微視頻并結(jié)合實際工業(yè)應(yīng)用進行展示講解；（三）情感、態(tài)度與價值觀（含課程思政目標）：1.學會遵守公共秩序；2.邊演示邊講解，讓學生更好地理解知識、掌握技能；3養(yǎng)成邊學邊記錄、邊做邊思考的習慣；4.養(yǎng)成規(guī)范操作良好習慣，提高安全操作意識；5.增強自動自發(fā)、精益求精的精神。三、教學重點和難點（一）教學重點：三維模型的創(chuàng)建和參數(shù)設(shè)置。（二）教學難點：完成三維模型組合體的創(chuàng)建。教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容說明導入新課（分鐘）1.考勤

2.整理著裝，整理工位。3.導入新課：任務(wù)描述工業(yè)機器人離線編程軟件具有建模功能，可以利用離線編程軟件對工業(yè)機器人工作站創(chuàng)建各類固體、表面及曲線；創(chuàng)建Smart組件；實施交叉、減去、拉伸等CAD操作。本任務(wù)主要利用離線編程軟件創(chuàng)建三維模型并進行參數(shù)設(shè)置。學生課前掃碼觀看課件和微課視頻9，做好新知學習的準備。相關(guān)知識（分鐘）

二、創(chuàng)建三維模型和導入導出三維模型

RobotStudio6.08建模功能主要可以實現(xiàn)：創(chuàng)建各類型固體、表面及曲線；創(chuàng)建Smart組件；交叉、減去、結(jié)合、拉伸等CAD操作。同時，為保證所建模型或工作站能夠完全滿足需求，建模功能還提供了模型測量功能。建模功能中的創(chuàng)建機械裝置、創(chuàng)建工具功能為創(chuàng)建復雜任務(wù)工作站并實現(xiàn)離線編程和仿真提供便捷。【教師】邊講解邊操作演示：1.創(chuàng)建矩形體；2.創(chuàng)建圓柱體；3.組合矩形體和圓柱體；【學生】教師依次演示完后，學生依次練習，教師巡回指導。

教師對任務(wù)做簡要介紹。學生可掃碼觀看“微課9：任務(wù)4工業(yè)機器人系統(tǒng)模型創(chuàng)建”。第3頁（共3頁）教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容說明相關(guān)知識（分鐘）考核評價（分鐘）考核評價1.教師過程性評價2.學生自評3.學生互評【學生】學生邊操作邊記錄遇到的問題以及解決方法，自主探究解決。先在學生用電腦上拷貝入第三方模型以便練習。教學小結(jié)（分鐘）五、作業(yè)布置書本作業(yè)。六、教學后記教案課程：工業(yè)機器人離線編程與仿真（ABB）授課班級：課題項目二任務(wù)5工作站系統(tǒng)工具的創(chuàng)建課堂類型理論授課時長課時授課方式理論教學授課日期教學工具多媒體、PPT、微課視頻、Robotstudio軟件一、教學內(nèi)容分析本次課的內(nèi)容：為了完成某項工作，需要將機器人的機械手臂與特定的工具進行綁定。這個任務(wù)涉及到在離線編程軟件中創(chuàng)建一個工具，并將工具與機器人綁定，使機器人能夠利用工具完成特定任務(wù)。將工具插件附加到機器人模型中的機械手臂上，需要考慮插件的位置、方向和朝向，并根據(jù)實際需求進行調(diào)整。本任務(wù)是創(chuàng)建稍復雜工業(yè)機器人工作站的基礎(chǔ)。二、教學目標與要求（一）知識與能力：1．了解工業(yè)機器人系統(tǒng)工具的創(chuàng)建方法；2．運用以上方法完成工業(yè)機器人系統(tǒng)工具的創(chuàng)建；3．運用以上方法完成工業(yè)機器人系統(tǒng)工具的驗證。（二）過程與方法：1.通過提問互動使學生積極參與課堂，促進思考。2.通過案例教學法展示更抽象地讓學生理解知識。3.通過課堂任務(wù)，講練結(jié)合調(diào)動學生的積極性，提高對工業(yè)機器人課程學習興趣。4.利用微視頻并結(jié)合實際工業(yè)應(yīng)用進行展示講解；（三）情感、態(tài)度與價值觀（含課程思政目標）：1.學會遵守公共秩序；2.邊演示邊講解，讓學生更好地理解知識、掌握技能；3養(yǎng)成邊學邊記錄、邊做邊思考的習慣；4.養(yǎng)成規(guī)范操作良好習慣，提高安全操作意識；5.增強自動自發(fā)、精益求精的精神。三、教學重點和難點（一）教學重點：設(shè)定工具的本地原點和創(chuàng)建工具坐標系框架。（二）教學難點：設(shè)定工具的本地原點和創(chuàng)建工具坐標系框架。教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容說明導入新課（分鐘）1.考勤

2.整理著裝，整理工位。3.導入新課：任務(wù)描述為了完成某項工作，需要將機器人的機械手臂與特定的工具進行綁定。這個任務(wù)涉及到在離線編