《工業(yè)機器人典型應(yīng)用》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：22159041課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時：32學(xué)時（理論24學(xué)時，實驗8學(xué)時）先修課程：大學(xué)物理、機器人工程學(xué)、機器人編程與操作等后續(xù)課程：機器人系統(tǒng)集成技術(shù)適用專業(yè)：自動化開課單位：智能工程學(xué)院一、課程說明《工業(yè)機器人典型應(yīng)用》是自動化專業(yè)的一門專業(yè)選修課。本課程是一門多學(xué)科的綜合性技術(shù)，使學(xué)生對工業(yè)機器人典型應(yīng)用系統(tǒng)有一個完整的理解，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解工業(yè)機器人的基本結(jié)構(gòu)，了解和掌握工業(yè)機器人的行業(yè)應(yīng)用特點，培養(yǎng)學(xué)生在工業(yè)機器人技術(shù)方面分析與解決問題的能力，使學(xué)生在工業(yè)機器人技術(shù)方面具有一定的動手能力，同時對各類工業(yè)機器人應(yīng)用有較系統(tǒng)的認識，為畢業(yè)后從事相關(guān)工作打下必要的基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：了解機器人工作站相關(guān)基本技術(shù)，掌握機器人的基本編程。課程目標(biāo)2：掌握機器人工作站典型應(yīng)用中的配置及相關(guān)編程指令。課程目標(biāo)3：掌握機器人工作站中系統(tǒng)構(gòu)成單元及相關(guān)輔助設(shè)備控制技術(shù)，了解機器人工作站的行業(yè)應(yīng)用特點。了解學(xué)科方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、重要新技術(shù)成就及學(xué)科的發(fā)展趨向，能提出多種技術(shù)方案，并對其進行對比、論證和優(yōu)化。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《工業(yè)機器人典型應(yīng)用》課程教學(xué)目標(biāo)對自動化專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)支撐強度1.工程知識1.1掌掌握機器人工程領(lǐng)域所需的數(shù)學(xué)（高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)與積分變換）、大學(xué)物理等科學(xué)知識，具備理解和表述復(fù)雜工程的計算和分析能力。課程目標(biāo)1：了解機器人工作站相關(guān)基本技術(shù)，掌握機器人的基本編程。M2.問題分析2.1應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理、計算機、機電控制等基本原理，正確識別表述機器人工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。課程目標(biāo)2：掌握機器人工作站典型應(yīng)用中的配置及相關(guān)編程指令。H3.設(shè)計/開發(fā)解決方案3.2能夠通過單元集成和優(yōu)化，進行機械電子結(jié)構(gòu)、智能算法、系統(tǒng)集成等部件的應(yīng)用與設(shè)計。課程目標(biāo)3：掌握機器人工作站中系統(tǒng)構(gòu)成單元及相關(guān)輔助設(shè)備控制技術(shù)，了解機器人工作站的行業(yè)應(yīng)用特點。了解學(xué)科方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、重要新技術(shù)成就及學(xué)科的發(fā)展趨向，能提出多種技術(shù)方案，并對其進行對比、論證和優(yōu)化。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點難點理論學(xué)時實驗學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.工業(yè)機器人基礎(chǔ)操作知識1.1工業(yè)機器人典型應(yīng)用工作站，工業(yè)機器人軟件；1.2工業(yè)機器人現(xiàn)場通信總線和PC端的串口通信；1.3工業(yè)機器人通信方式。教學(xué)要求：熟練掌握工業(yè)機器人常用功能使用技能；熟練掌握工業(yè)機器人現(xiàn)場通信總線和串口通信。重點:工業(yè)機器人軟件知識，工業(yè)機器人通信串口參數(shù)設(shè)置。難點：工業(yè)機器人通信串口參數(shù)設(shè)置。223工業(yè)機器人典型應(yīng)用——弧焊2.1弧焊機器人工作站主要單元組成；2.2機器人焊接指令，弧焊機器人的特點；2.3焊接中的常見故障，編程技巧，應(yīng)用中存在的問題和解決措施。教學(xué)要求：了解弧焊機器人工作站單元組成；學(xué)會使用機器人焊接指令；掌握通過機器人編寫弧焊程序的技巧，掌握處理弧焊過程中出現(xiàn)問題的方法。重點：焊接系統(tǒng)的參數(shù)與硬件接口，焊接工藝包軟件及其配置，焊接指令。難點：焊接工藝包軟件及其配置，焊接指令及焊接系統(tǒng)連接。21、33.工業(yè)機器人典型應(yīng)用——分揀插件3.1分揀插件機器人工作站的主要組成單元，分揀機器人相關(guān)指令、I/O配置；3.2創(chuàng)建工具數(shù)據(jù)、基坐標(biāo)數(shù)據(jù)和有效載荷；3.3獨立完成程序編寫。教學(xué)要求：了解工業(yè)機器人分揀插件，了解分揀插件工作站的主要組成單元；創(chuàng)建分揀插件所需的工具數(shù)據(jù)、基坐標(biāo)數(shù)據(jù)；了解機器人常用運動指令、I/O控制指令、邏輯控制指令，學(xué)會使用WorkVisual編寫分揀插件程序完成調(diào)試。。重點:常用運動指令與邏輯控制指令，分揀程序。難點:分揀機器人運動指令、I/O控制指令和邏輯控制指令運用。221、34.工業(yè)機器人典型應(yīng)用——搬運碼垛4.1搬運碼垛機器人工作站主要組成單元；4.2搬運碼垛機器人復(fù)雜程序數(shù)據(jù)賦值、安全門安全圍欄設(shè)定；4.3搬運碼垛機器人通信，機器人中斷程序；教學(xué)要求：理解并掌握搬運碼垛機器人工作站的主要組成單元；機器人I/O配置方法；機器人中斷程序的使用和通信。重點:搬運碼垛機器人I/O配置方法，機器人安全門安全圍欄設(shè)定。難點:搬運碼垛機器人程序賦值及I/O配置方法。421、35.工業(yè)機器人典型應(yīng)用——自動鎖螺絲5.1機器人自動鎖螺絲；電批工具的使用、工具坐標(biāo)的建立、I/O配置；機器人自動鎖螺絲視覺識別；通過NIVisionforLabVIEW軟件編程實現(xiàn)螺絲孔位置、數(shù)量識別。教學(xué)要求:掌握機器人自動鎖螺絲的應(yīng)用方法；掌握工業(yè)機器人自動鎖螺絲的程序編寫技巧。重點:機器人自動鎖螺絲視覺識別，機器人自動鎖螺絲常用指令。難點:機器視覺系統(tǒng)在自動鎖螺絲中螺絲孔位置、數(shù)量編程。22、36.工業(yè)機器人典型應(yīng)用——拋光打磨6.1拋光打磨的行業(yè)應(yīng)用，拋光打磨的工藝，拋光打磨的工具，拋光打磨機器人的相關(guān)指令，機器人工具坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系的建立。教學(xué)要求:了解工業(yè)機器人拋光打磨的應(yīng)用，了解拋光打磨的工藝，了解拋光打磨工作站的主要組成單元，創(chuàng)建拋光打磨所需的工具數(shù)據(jù)、工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)，編寫拋光打磨程序并完成調(diào)試。重點:拋光打磨的工藝特點，工具數(shù)據(jù)和工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)。難點:拋光打磨所需的工具數(shù)據(jù)和工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)。21、2、37.工業(yè)機器人典型應(yīng)用——銑削加工7.1機器人離線編程軟件的應(yīng)用場合；7.2機器人離線編程軟件、機器人安全接口；7.3機器人工具坐標(biāo)的測量。教學(xué)要求：了解機器人銑削加工中的工作流程；掌握使用千分表和尋邊器這兩種測量儀器的方法；了解機器人離線編程軟件SpurCam。重點:機器人離線編程軟件，對刀系統(tǒng)。難點:機器人離線編程軟件，對刀系統(tǒng)。21、2、38.工業(yè)機器人典型應(yīng)用——綜合應(yīng)用8.1多功能機器人工作站的自動分揀、自動碼垛功能；8.2吸嘴工具的使用、工具坐標(biāo)的建立，I/O配置。教學(xué)要求：熟悉機器人自動分揀、機器人自動碼垛；掌握工業(yè)機器人程序編寫技巧。重點：機器人智能碼垛工藝，機器人智能分揀工藝。難點：碼垛與分揀程序編寫與調(diào)試。821、2、3合計2482.實驗部分實驗部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表3。表3實驗項目、實驗內(nèi)容與學(xué)時實驗項目實驗內(nèi)容和要求實驗學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.工業(yè)機器人認知實驗內(nèi)容：介紹機器人的組成，各種運動的實現(xiàn)、機器人的機械結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)。實驗要求：了解介紹機器人的組成，各種運動的實現(xiàn)、機器人的機械結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)。222.工業(yè)機器人分揀插件實驗內(nèi)容：利用工業(yè)機器人實現(xiàn)對輸送線上的工件的分揀。實驗要求：熟練掌握編程技巧。223.工業(yè)機器人搬運碼垛實驗內(nèi)容：利用工業(yè)機器人實現(xiàn)對流水線上工件進行搬運碼垛。實驗要求：熟練掌握編程技巧。22.、34.工業(yè)機器人綜合應(yīng)用實驗內(nèi)容：將工業(yè)機器人的分揀與搬運碼垛結(jié)合實現(xiàn)對工件進行自動分揀、自動碼垛等操作。實驗要求：熟練掌握編程技巧。22.、3合計8五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，采用啟發(fā)式、討論式教學(xué)和案例教學(xué)等，促進學(xué)生積極思考，開發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力；以“少而精”為原則，精選常用工業(yè)機器人工作站作為教學(xué)內(nèi)容，精講多練；安排習(xí)題課，鞏固課堂所學(xué)知識；提供靈活的自主學(xué)習(xí)平臺。實驗教學(xué)著重講授如何用科學(xué)的手段來完成理論的驗證；采用教師講授和學(xué)生動手操作的方法；在實驗前學(xué)生應(yīng)復(fù)習(xí)和掌握與本實驗有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容、認真閱讀實驗指導(dǎo)書；在實驗中要嚴格遵守實驗紀(jì)律，按操作規(guī)程使用儀器；實驗結(jié)束后，按規(guī)定對儀器進行維護保養(yǎng)；每完成一項實驗，要認真完成一份實驗報告。六、課程資源庫1.推薦教材：（1）張宏立.《工業(yè)機器人典型應(yīng)用》[M].北京：北京理工大學(xué)出版社.2017.（2）葉暉.《工業(yè)機器人典型應(yīng)用案例精析》[M].北京：機械工業(yè)出版社.2015.2.參考書：（1）李良軍.《工業(yè)機器人技術(shù)》[M].北京：高等教育出版社.2020.（2）宋寶玉.《工業(yè)機器人應(yīng)用基礎(chǔ)》[M].北京：高等教育出版社.20173.期刊：（1）機器人[J].（2）AdvancedRobotics.UnitedKingdom.（3）IEEETransactionsonRobotics.UnitedStates.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）工業(yè)機器人現(xiàn)場編程./course/CZMEC-1001755275.（2）工業(yè)機器人編程與調(diào)試./course/CZILI-1001755311.七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表4。表4課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標(biāo)123過程性考核課堂表現(xiàn)5（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?21實驗15（1）根據(jù)每個實驗的實驗操作完成情況和實驗報告質(zhì)量單獨評分，滿分100分；（2）每次實驗單獨評分，取各次實驗成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以實驗成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭?55作業(yè)20（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?082期末考核60（1）實操成績100分，以實操成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核常用工作站操作編程經(jīng)驗；常用工業(yè)機器人工作站構(gòu)成部分。（3）考試題型為：任務(wù)實操?！獭獭?52510合計：100分424018八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以作業(yè)評價、課內(nèi)實驗、課堂討論、期末實操考核等方式對學(xué)生進行考核評價。考核基本要求：考核總成績由期末實操考核成績和過程性考核評價成績組成。其中作業(yè)評價、課內(nèi)實驗、課堂討論等過程性評價成績?yōu)?00分（權(quán)重40%），期末實操考核100分（權(quán)重60%）。過程性評價和考試試題分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表5。表5過程性考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)12.5積極參與教學(xué)活動，踴躍回答問題，到課率大于90%。認真參與教學(xué)活動，回答問題，到課率大于80%。偶爾參與教學(xué)活動，回答問題，到課率大于80%。上課不認真，偶爾參與教學(xué)活動，到課率大于80%。上課不認真，不參與教學(xué)活動，到課率大于80%。作業(yè)37.5作業(yè)完整，思路清晰，準(zhǔn)確率大于90%，字跡工整。作業(yè)完整，準(zhǔn)確率大于80%，字跡工整。不交作業(yè)2次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于70%.不交作業(yè)4次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于60%.不交作業(yè)5次以上，準(zhǔn)