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学校教学大纲2019–2020学年第一学期课程名称：工业机器人技术基础及其应用教师姓名：所在单位：教学大纲课程代码ABC-001课程名称工业机器人技术基础及其应用FoundationofIndustrialRobotTechnologyanditsApplication课程简介作为机器人相关专业的本科通识类课程和职业院校的专业课程，兼顾了《工业机器人技术基础》和《工业机器人典型应用》这两门课程的内容。以具有最大影响的ABB工业机器人为主要对象，配合其他主流机型，系统介绍工业机器人技术与操作应用的基本知识和部分仿真、实训设备的使用方法。课程以工业机器人技术的基础知识为出发点，在机械、控制、驱动、基本操作、虚拟仿真和应用等方面分类介绍，能够使学生对工业机器人技术和实操应用有一个较为全面、清晰的认识。同时，利用ABB公司的机器人仿真软件RobotStudio，以机器人搬运、码垛、焊接、装配这4个典型应用为例，介绍在各个工作站中集成的夹具动作、物料搬运、周边设备动作等多种功能和动画效果。通过机器人工作站对真实工作任务与工作场景进行高度仿真，使学生全面掌握相关工业机器人应用的安装、配置与调试方法。学时建议全部150学时（1学时相当于一节课，即40～50分钟），包括讲课、实验和上机在内。也可以根据实际情况，将该教材分为两门课程，分别为《工业机器人技术基础》（60学时，教材第1-5章）和《工业机器人虚拟仿真及典型应用》（90学时，教材第6-10章）。开课学期第2学年第1学期适用专业本科院校的各个专业均可(该教材为通识类课程教材)职业院校的机器人、人工智能及其相关专业教学方式课堂讲解、演示文稿PPT、每章提交作业和总结报告、学生分小组进行仿真与实操、以小组形式开展知识竞赛和实操比赛先修课程建议学生有一定的自动化、电子方面的知识。如果没有，可以在课程的前几节加以介绍。后续课程无教材及参考书工业机器人技术基础及其应用，戴凤智等编，机械工业出版社1.请教师根据实际需要填写2.考核方式1.学生出勤、课上提问和小测验等，占总成绩20%2.每章完成后提交一份总结报告，占总成绩20%3.以小组为单位开展知识竞赛和实操比赛，占总成绩40%4.结课考试（开卷或闭卷），占总成绩20%课程内容及效果1.了解工业机器人的基本概念，包括机械、控制、驱动系统等2.熟悉ABB工业机器人的硬件和基本操作3.学会工业机器人虚拟仿真软件RobotStudio的使用方法4.利用机器人仿真软件完成工业机器人的几个典型应用5.培养一定的科研和团队组织管理能力，具有较强的工作适应能力本课程讲课时以该教材为主，但需要教师根据授课对象的实际情况给学生提供一些参考书和指导。具体授课内容如下。第1章工业机器人概述（讲课6学时/实验0学时/上机0学时）1.1机器人简介1.2工业机器人的定义介绍机器人的历史。通过PPT和各种图像、视频让学生获得听觉和视觉感受，进一步提高学习和参与的兴趣。介绍机器人的主要组成部分：机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统介绍工业机器人的基本特点1.3工业机器人的发展1.4工业机器人的基本组成和技术指标介绍工业机器人发展的三个阶段介绍工业机器人在各国的发展情况介绍国内外主要工业机器人的产品和发展趋势1.5工业机器人的分类和应用介绍工业机器人的分类和基本应用场景本章重点：让学生了解工业机器人的发展历史、基本结构，分类及其主要应用场景。课后工作：让学生分成小组，每组3-5人。以小组为单位利用书籍和网络查阅与本章相关的知识并完成本章课后思考练习题（教师可以选择其中的一部分留为作业），同时提交一份本章的总结报告（A4纸二到三页即可，要有图也有说明。可以手写也可以利用计算机进行编辑，但不能完全照抄参考的原文）。第2章工业机器人的机械系统（讲课6学时/实验2学时/上机0学时）2.1工业机器人机械结构系统介绍工业机器人的各个机械组成部件的结构和作用2.2工业机器人的驱动系统介绍工业机器人的不同驱动方式2.3工业机器人的常用工具介绍工业机器人的常用工具对本章内容进行总结本章重点：让学生熟悉工业机器人的机械系统及其不同的驱动方式。在教师的指导下让学生实际接触机器人并进行简单的操作以获得实感。课后工作：应使学生基本掌握本章的内容，同时提醒学生后面课程需要用到本章的知识。让学生完成课后思考练习题，并对本章进行总结、提交报告。第3章工业机器人的传感系统（讲课4学时/实验2学时/上机0学时）3.1工业机器人内部传感器3.2工业机器人外部传感器使学生了解工业机器人的各种内部和外部传感器的基本结构和主要作用。让学生接触工业机器人并进行简单的实验教学。3.3工业机器人传感器应用通过图像、视频等让学生对机器人的各种传感器有深入地认识对本章内容进行总结本章重点：让学生进一步熟悉工业机器人使用的各种传感器。课后工作：让学生（可以以小组为单位）完成课后思考练习题，并对本章进行总结、提交报告。第4章工业机器人的控制系统（讲课6学时/实验2学时/上机0学时）4.1工业机器人控制系统概述4.2工业机器人控制系统的结构让学生了解工业机器人控制系统的主要结构4.3工业机器人控制的示教再现4.4工业机器人的运动控制利用示教器，教师指导学生直接对工业机器人进行简单的动作控制本章重点：让学生直接接触和简单控制工业机器人。希望教师运用自己的经验与专业能力，给学生展现工业机器人的功能。让学生既不感到迷糊或者认为太难而退缩，又觉得机器人的控制确实需要大量的知识储备来做支持，以此进一步激发学生继续学习的干劲和潜力。课后工作：让学生完成课后思考练习题，并对本章进行总结、提交报告。第5章ABB工业机器人的硬件和基本操作（讲课10学时/实验12学时/上机10学时）5.1ABB工业机器人的分类和型号5.2ABB工业机器人的硬件连接介绍ABB工业机器人的各种类型和硬件连接让学生实际接触ABB工业机器人以加深理解5.3ABB工业机器人的基本操作在教师的指导下，学生利用示教器学习对工业机器人的控制本章重点：第5.3节是重点，需要让学生多次练习与调整。课后工作：让学生以小组为单位完成课后思考练习题。以小组为单位进行工业机器人的控制比赛，比赛成绩作为该课程成绩的组成部分之一。第6章工业机器人的虚拟仿真（讲课12学时/实验6学时/上机14学时）6.1工业机器人虚拟仿真软件6.2工业机器人仿真软件RobotStudio的安装介绍工业机器人仿真软件的作用指导学生安装仿真软件RobotStudio6.3构建仿真工业机器人工作站6.4工业机器人离线轨迹编程指导学生按照步骤建立工业机器人仿真工作站，逐步完成编程与仿真操作。6.5RobotStudio的在线使用在前面完成仿真的基础上，将编制的仿真程序下载到工业机器人本体并直接控制机器人的动作。本章重点：第6.3节和6.4节是仿真的基础，需要牢固掌握。第6.5节是将仿真结果应用到机器人本体的操作，一定要让学生以小组为单位多次确认仿真结果后再下载到机器人本体。同时，在机器人运动之前要确认操作环境的安全。课后工作：让学生设计并完成机器人的动作（从仿真到控制机器人实体）。以小组为单位进行比赛，比赛成绩作为该课程成绩的组成部分之一。第7章工业机器人应用1——搬运（讲课8学时/实验0学时/上机6学时）7.1认识搬运机器人7.2典型的搬运机器人了解搬运机器人的分类、功能、结构7.3搬运机器人的操作创建搬运工作站机器人搬运生产线及辅助设备本章重点：第7.3节是本章重点，需要牢固掌握。让学生以小组为单位进行仿真编程并确认结果。课后工作：完成课后思考练习。让学生以小组为单位提交报告，报告内容为本章的仿真及结果。第8章工业机器人应用2——码垛（讲课8学时/实验0学时/上机6学时）8.1认识码垛机器人8.2典型的码垛机器人了解码垛机器人的分类、功能、结构8.3码垛机器人的操作创建码垛工作站机器人码垛生产线及辅助设备本章重点：第8.3节是本章重点，需要牢固掌握。让学生以小组为单位进行仿真编程并确认结果。课后工作：完成课后思考练习。让学生以小组为单位提交报告，报告内容为本章的仿真及结果。第9章工业机器人应用3——焊接（讲课8学时/实验0学时/上机6学时）9.1认识焊接机器人9.2典型的焊接机器人了解焊接机器人的分类、功能、结构9.3焊接机器人的操作相关程序知识机器人焊接生产线及辅助设备本章重点：让学生了解焊接机器人的基本功能及编程知识。课后工作：完成课后思考练习。让学生以小组为单位提交报告，报告内容为本章总结和焊接机器人的仿真。第10章工业机器人应用4——装配（讲课8学时/实验4学时/上机4学时）10.1认识装配机器人10.2典型的装配机器人了解装配机器人的分类、功能、结构10.3装配机器人的操作介绍典型作业任务学习程序的编写机器人装配生产线及辅助设备本章重点：第10.3节是本章重点，需要牢固掌握。让学生以小组为单位进行仿真编程。课后工作：完成课后思考练习。让学生以小组为单位提交报告，内容为本章的仿真程序及解释。审核人：审核时间：年月日