信息技術(shù)（拓展模塊）-信息終端操作與維護(hù)教學(xué)設(shè)計(jì) 專題8 項(xiàng)目 2　工業(yè)機(jī)器人仿真操作VIP

專題8機(jī)器人操作專題8機(jī)器人操作課程名稱信息技術(shù)（拓展模塊）課程性質(zhì)公共基礎(chǔ)課專題學(xué)時(shí)使用教材隨著科技的發(fā)展，機(jī)器人在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，機(jī)器人的應(yīng)用也從工業(yè)制造領(lǐng)域逐漸拓展到教育娛樂、醫(yī)療康復(fù)、安防救災(zāi)、政務(wù)服務(wù)、商業(yè)等諸多領(lǐng)域，已成為當(dāng)今社會(huì)不可或缺的人類助手。近年來，國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)加大了機(jī)器人的研發(fā)投入，在硬件基礎(chǔ)與技術(shù)水平上取得了顯著提升，但缺少現(xiàn)場調(diào)試、維護(hù)、操作與運(yùn)行管理等應(yīng)用型人才。本專題鼓勵(lì)學(xué)校利用現(xiàn)有設(shè)備，訓(xùn)練學(xué)生能夠簡單操作相關(guān)機(jī)器人完成任務(wù)，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)科學(xué)精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。本專題共設(shè)置四個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目，即簡易機(jī)器人組裝調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人仿真操作、無人機(jī)航拍、服務(wù)機(jī)器人配置。在教學(xué)實(shí)施時(shí)，可根據(jù)不同專業(yè)方向選擇具體教學(xué)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目的內(nèi)容要求簡要描述如下。1.簡易機(jī)器人組裝調(diào)試：了解簡易機(jī)器人的相關(guān)知識，掌握簡易機(jī)器人的構(gòu)成部件，能設(shè)計(jì)和組裝簡易機(jī)器人，能夠通過程序控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。2.工業(yè)機(jī)器人仿真操作：了解工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用和發(fā)展前景，了解工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)和分類，會(huì)利用仿真軟件對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行簡單操作。3.無人機(jī)航拍：能正確安裝無人機(jī)螺旋槳和電機(jī)槳座，能根據(jù)拍攝內(nèi)容規(guī)劃航拍路線并駕駛無人機(jī)進(jìn)行拍攝，對視頻進(jìn)行后期編輯。4.服務(wù)機(jī)器人配置：了解服務(wù)機(jī)器人運(yùn)行原理，能正確安裝、配置及調(diào)試服務(wù)機(jī)器人；了解智能在線客服機(jī)器人的工作原理，能簡單搭建智能客服機(jī)器人。

項(xiàng)目2工業(yè)機(jī)器人仿真操作工業(yè)機(jī)器人仿真操作教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)慎細(xì)實(shí)的職業(yè)素養(yǎng)，提升集體意識和團(tuán)隊(duì)合作意識。知識目標(biāo)：了解工業(yè)機(jī)器人的概念、分類，會(huì)利用仿真軟件對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行簡單操作。能力目標(biāo)：會(huì)使用仿真軟件對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行簡單操作。二、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：了解工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：能操作仿真軟件對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行操作。三、課時(shí)安排2課時(shí)四、教學(xué)策略教法：項(xiàng)目教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、講授法、演示法學(xué)法：自主探究學(xué)習(xí)法、討論法、小組合作學(xué)習(xí)法教學(xué)資源：多媒體教學(xué)設(shè)備、理實(shí)一體化機(jī)房、信息化教學(xué)平臺(tái)、配套教學(xué)課件教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)意圖課前學(xué)習(xí)1.學(xué)習(xí)教師布置的課前學(xué)習(xí)任務(wù)。2.查閱資料，了解工業(yè)機(jī)器人相關(guān)知識。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力任務(wù)導(dǎo)入創(chuàng)設(shè)情況，任務(wù)引入：小小觀看了中央電視臺(tái)的紀(jì)錄片——大國重器，對里面擁有核心自主智能產(chǎn)權(quán)的工業(yè)機(jī)器人印象深刻，很想親自操作工業(yè)機(jī)器人，但條件有限，通過多方了解可以使用機(jī)器人仿真軟件進(jìn)行體驗(yàn)。通過播放工業(yè)機(jī)器人的視頻，了解我國工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引入學(xué)習(xí)任務(wù)。任務(wù)準(zhǔn)備1.工業(yè)機(jī)器人引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識工業(yè)機(jī)器人：工業(yè)機(jī)器人即面向工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)器人，它是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的自動(dòng)化裝備，是智能制造業(yè)最具代表性的裝備，它被廣泛應(yīng)用于電子、物流、化工等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域之中。圖示講解：圖8-2-1工業(yè)機(jī)器人（1）碼垛機(jī)器人教師引導(dǎo)學(xué)生了解碼垛機(jī)器人應(yīng)用：碼垛機(jī)器人適用于箱裝、袋裝、桶裝等物料的碼垛和搬運(yùn)，廣泛應(yīng)用于飲料、瓶裝水、面粉、化肥和水泥等產(chǎn)品的生產(chǎn)。它一方面可以改善工人的勞動(dòng)條件，使工人從高強(qiáng)度的體力勞動(dòng)中解脫出來；另一方面，一臺(tái)碼垛機(jī)器人至少可以代替3~4個(gè)工人的工作量，大大削減了人工成本，提高了企業(yè)生產(chǎn)力。圖示講解：圖8-2-2碼垛機(jī)器人應(yīng)用（2）焊接機(jī)器人教師引導(dǎo)學(xué)生了解焊接機(jī)器人應(yīng)用：焊接機(jī)器人是從事焊接（包括切割與噴涂）的工業(yè)機(jī)器人，它響應(yīng)時(shí)間短，動(dòng)作迅速，工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于手工焊接，同時(shí)還能減少焊接對工人的傷害。焊接機(jī)器人在焊接難度、焊接數(shù)量、焊接質(zhì)量等方面有著人工焊接無法比擬的優(yōu)勢。圖示講解：圖8-2-3焊接機(jī)器人應(yīng)用（3）裝配機(jī)器人教師引導(dǎo)學(xué)生了解裝配機(jī)器人應(yīng)用：在工業(yè)生產(chǎn)中，零件的裝配是一件工程量極大的工作，需要大量的勞動(dòng)力，人力裝配出錯(cuò)率高、效率低，因而逐漸被工業(yè)機(jī)器人代替。裝配機(jī)器人具有精度高、靈活性大、工作范圍小、耐用程度高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車及其部件、電器制造、玩具、機(jī)電產(chǎn)品等的裝配。圖示講解：圖8-2-4裝配機(jī)器人應(yīng)用2.工業(yè)機(jī)器人仿真軟件教師引導(dǎo)學(xué)生從多個(gè)層面了解仿真軟件的應(yīng)用：工業(yè)機(jī)器人仿真軟件可以在制造單機(jī)和生產(chǎn)線產(chǎn)品之前模擬出實(shí)物，這不僅可以縮短生產(chǎn)的工期，還可以避免不必要的返工。（1）工業(yè)機(jī)器人示教教師引導(dǎo)學(xué)生了解工業(yè)機(jī)器人示教流程：使用工業(yè)機(jī)器人完成工作任務(wù)，需經(jīng)過5個(gè)工作環(huán)節(jié)，包括工藝分析、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、示教前準(zhǔn)備、示教編程、程序測試等。圖示講解：圖8-2-5工業(yè)機(jī)器人示教流程（2）工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系教師引導(dǎo)學(xué)生了解工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系：使工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系是為確定機(jī)器人的位置和姿態(tài)而在機(jī)器人或空間上進(jìn)行的位置指標(biāo)系統(tǒng)，坐標(biāo)系包含世界坐標(biāo)系、基坐標(biāo)系、工具坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系、關(guān)節(jié)坐標(biāo)系。圖示講解：圖8-2-6工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系（3）工具中心點(diǎn)教師引導(dǎo)學(xué)生了解工具中心點(diǎn)：初始狀態(tài)的工具中心點(diǎn)是工具坐標(biāo)系的原點(diǎn)。為完成各種作業(yè)任務(wù)，需要在工業(yè)機(jī)器人末端安裝各種不同的工具，如噴槍、抓手、焊槍等，這些工具的形狀、大小各不相同，在更換或調(diào)整之后，機(jī)器人的實(shí)際工作點(diǎn)相對于機(jī)器人末端的位置會(huì)發(fā)生變化。（4）工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸教師引導(dǎo)學(xué)生了解工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸：機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸是指操作本體的軸，形式從一軸到六軸均有。圖表比較：表8-2-1所示為常見工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸圖示并舉例了解工業(yè)機(jī)器人。圖示并結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)，了解碼垛機(jī)器人的應(yīng)用。圖示并結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)，了解焊接機(jī)器人的應(yīng)用。圖示并結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)，了解裝配機(jī)器人的應(yīng)用。圖示講解讓學(xué)生了解工業(yè)機(jī)器人的示教流程。圖示講解讓學(xué)生了解工業(yè)機(jī)器人的坐標(biāo)系。圖示講解讓學(xué)生了解工具中心點(diǎn)。圖示講解讓學(xué)生了解工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸。任務(wù)實(shí)施小組合作方式按照擬定的任務(wù)線路實(shí)施任務(wù)。1.下載安裝仿真軟件2.導(dǎo)入機(jī)器人3.選擇工具（夾具）4.操作機(jī)器人小組合作訓(xùn)練培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，通過體驗(yàn)式仿真操作，讓學(xué)生體會(huì)用仿真軟件操作工業(yè)機(jī)器人。任務(wù)分享1：各工作團(tuán)隊(duì)展示交流項(xiàng)目，談?wù)勛约旱男牡皿w會(huì)，并選派代表分享交流。2：由學(xué)生代表與指導(dǎo)教師組成項(xiàng)目評審組，各工作團(tuán)隊(duì)制作匯報(bào)材料并進(jìn)行