《工業(yè)機(jī)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(shí)：32學(xué)時(shí)（理論24學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）

先修課程：大學(xué)物理、機(jī)器人工程學(xué)、機(jī)器人編程與操作等

后續(xù)課程：機(jī)器人系統(tǒng)集成技術(shù)

適用專業(yè)：自動(dòng)化

開課單位：智能工程學(xué)院

一、課程說(shuō)明

《工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用》是自動(dòng)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(duì)工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用系統(tǒng)有一個(gè)完整的理解，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生

了解工業(yè)機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)，了解和掌握工業(yè)機(jī)器人的行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生在工業(yè)機(jī)器

人技術(shù)方面分析與解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)方面具有一定的動(dòng)手能力，同

時(shí)對(duì)各類工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用有較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，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(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：

課程目標(biāo)1：了解機(jī)器人工作站相關(guān)基本技術(shù)，掌握機(jī)器人的基本編程。

課程H標(biāo)2：掌握機(jī)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(jī)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(jī)器人

工作站的行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)。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(duì)其進(jìn)行對(duì)比、論證和優(yōu)化.

三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求

《工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見(jiàn)表io

表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系

支撐

畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)

強(qiáng)度

1.1掌掌握機(jī)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)

課程目標(biāo)1:了解機(jī)器人

計(jì)、線性代數(shù)、復(fù)變函工作站相關(guān)基本技術(shù)，

1.工程知識(shí)數(shù)與積分變換）、大學(xué)M

掌握機(jī)器人的基本編

物理等科學(xué)知識(shí)，具備程。

理解和表述復(fù)雜工程的

計(jì)算和分析能力。

2.1應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理、計(jì)

算機(jī)、機(jī)電控制等基本

課程目標(biāo)2：掌握機(jī)器人

2.問(wèn)題分析原理，正確識(shí)別表述機(jī)工作站典型應(yīng)用中的配H

器人工程領(lǐng)域的復(fù)雜工置及相關(guān)編程指令。

程問(wèn)題。

課程目標(biāo)3：掌握機(jī)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

3.2能夠通過(guò)單元集成術(shù)，了解機(jī)器人工作站

和優(yōu)化，進(jìn)行機(jī)械電子的行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)。了解

3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案

結(jié)構(gòu)、智能算法、系統(tǒng)學(xué)科方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體M

集成等部件的應(yīng)用與設(shè)系、重要新技術(shù)成就及

計(jì)。學(xué)科的發(fā)展趨向，能提

出多種技術(shù)方案，并對(duì)

其進(jìn)行對(duì)比、論證和優(yōu)

化。

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(shí)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(shí)分配見(jiàn)表2。

表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配

實(shí)

理

驗(yàn)

論對(duì)應(yīng)的

學(xué)

教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)學(xué)課程目

時(shí)

時(shí)標(biāo)

1.工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)操作知識(shí)教學(xué)要求：熟練掌握工業(yè)機(jī)器人常用功

I」工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用工作能使用技能：熟練掌握工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)

站，工業(yè)機(jī)器人軟件；通信總線和串口通信。

3

1.2工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)通信總線重點(diǎn)：工業(yè)機(jī)器人軟件知識(shí)，工業(yè)機(jī)器人22

和PC端的串口通信;通信串口參數(shù)設(shè)置。

1.3工業(yè)機(jī)器人通信方式。難點(diǎn)：工業(yè)機(jī)器人通信串口參數(shù)設(shè)置。

2.工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用——

弧焊教學(xué)要求：了解弧焊機(jī)器人工作站單元

2.1弧焊機(jī)器人工作站主要單組成；學(xué)會(huì)使用機(jī)器人焊接指令；掌握

元組成；通過(guò)機(jī)器人編寫弧焊程序的技巧，掌握

2.2機(jī)器人焊接指令，弧焊機(jī)處理弧焊過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的方法。

1、3

器人的特點(diǎn)；重點(diǎn)：焊接系統(tǒng)的參數(shù)與硬件接口，焊2

2.3焊接中的常見(jiàn)故障，編程接工藝包軟件及其配置，焊接指令。

技巧，應(yīng)用中存在的問(wèn)題和解難點(diǎn)：焊接工藝包軟件及其配置，焊接

決措施。指令及焊接系統(tǒng)連接。

3.工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用——教學(xué)要求：了解工業(yè)機(jī)器人分揀插件，

了解分揀插件工作站的主要組成單元；

分揀插件

創(chuàng)建分揀插件所需的工具數(shù)據(jù)、基坐標(biāo)21、3

3.1分揀插件機(jī)器人工作站的2

主要組成單元，分揀機(jī)器人相數(shù)據(jù)；了解機(jī)器人常用運(yùn)動(dòng)指令、I/O控

關(guān)指令、I/O配置.：制指令、邏輯控制指令，學(xué)會(huì)使用

3.2創(chuàng)建工具數(shù)據(jù)、基坐標(biāo)數(shù)WorkVisual編寫分揀插件程序完成調(diào)

據(jù)和有效載荷；試。O

3.3獨(dú)立完成程序編寫。重點(diǎn)：常用運(yùn)動(dòng)指令與邏輯控制指令，分

揀程序。

難點(diǎn)：分揀機(jī)器人運(yùn)動(dòng)指令、I/O控制指

令和邏輯控制指令運(yùn)用。

4.工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用——

搬運(yùn)碼垛教學(xué)要求：理解并掌握搬運(yùn)碼垛機(jī)器人

4.1搬運(yùn)碼垛機(jī)器人工作站主工作站的主要組成單元;機(jī)器人I/O配置

要組成單元；方法；機(jī)器人中斷程序的使用和通信。

4.2搬運(yùn)碼垛機(jī)器人復(fù)雜程序重點(diǎn)：搬運(yùn)碼垛機(jī)器人I/O配置方法，機(jī)421、3

數(shù)據(jù)賦值、安全門安全圍欄設(shè)器人安全門安全圍欄設(shè)定。

定；難點(diǎn)：搬運(yùn)碼垛機(jī)器人程序賦值及I/O

4.3搬運(yùn)碼垛機(jī)器人通信，機(jī)配置方法。

器人中斷程序；

5.工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用——

自動(dòng)鎖螺絲教學(xué)要求：掌握機(jī)器人自動(dòng)鎖螺絲的應(yīng)

用方法：掌握工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)鎖螺絲的

5.1機(jī)器人自動(dòng)鎖螺絲：電批

程序編寫技巧。

工具的使用、工具坐標(biāo)的建

重點(diǎn):機(jī)器人自動(dòng)鎖螺絲視覺(jué)識(shí)別，機(jī)器1、2、3

立、I/O配置.；機(jī)器人自動(dòng)鎖2

人自動(dòng)鎖螺絲常用指令。

螺絲視覺(jué)識(shí)別;通過(guò)NIVision

難點(diǎn)：機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)在自動(dòng)鎖螺絲中螺

forLabVIEW軟件編程實(shí)現(xiàn)螺

絲孔位置、數(shù)量編程。

絲孔位置、數(shù)量識(shí)別。

教學(xué)要求：了解工業(yè)機(jī)器人拋光打磨的

6.工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用——應(yīng)用，了解拋光打磨的工藝，了解拋光

拋光打磨打磨工作站的主要組成單元，創(chuàng)建拋光

拋光打磨的行業(yè)應(yīng)用，拋

6.1打磨所需的工具數(shù)據(jù)、工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)，

光打磨的工藝，拋光打磨的工

編寫拋光打磨程序并完成調(diào)試。21、2、3

具，拋光打磨機(jī)器人的相關(guān)指重點(diǎn)：拋光打磨的工藝特點(diǎn)，工具數(shù)據(jù)和

令，機(jī)器人工具坐標(biāo)系、工件工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

坐標(biāo)系的建立。難點(diǎn)：拋光打磨所需的工具數(shù)據(jù)和工件

坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

7.工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用一

銃削加工教學(xué)要求：了解機(jī)器人銃削加工中的工

作流程；掌握使用千分表和尋邊器這兩

7.1機(jī)器人離線編程軟件的應(yīng)

種測(cè)量?jī)x器的方法；了解機(jī)器人離線編

用場(chǎng)合；、、

程軟件SpurCamv2123

機(jī)器人離線編程軟件、機(jī)

7.2重點(diǎn)：機(jī)器人離線編程軟件，對(duì)刀系統(tǒng)。

器人安全接口；

難點(diǎn)：機(jī)器人離線編程軟件，對(duì)刀系統(tǒng)。

7.3機(jī)器人工具坐標(biāo)的測(cè)量。

8.工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用——教學(xué)要求：熟悉機(jī)器人自動(dòng)分揀、機(jī)器

綜合應(yīng)用人自動(dòng)碼垛；掌握工業(yè)機(jī)器人程序編寫

8.1多功能機(jī)器人工作站的自技巧。

21、2、3

動(dòng)分揀、自動(dòng)碼垛功能；重點(diǎn)：機(jī)器人智能碼垛工藝，機(jī)器人智8

8.2吸嘴工具的使用、工具坐能分揀工藝。

標(biāo)的建立，I/O配置。難點(diǎn)：碼垛與分揀程序編寫與調(diào)試。

合計(jì)248

2.實(shí)驗(yàn)部分

實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表3。

表3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的課

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求

學(xué)時(shí)程目標(biāo)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：介紹機(jī)器人的組成，各種運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)、機(jī)器

1.工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)。

22

人認(rèn)知實(shí)驗(yàn)要求：了解介紹機(jī)器人的組成，各種運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)、

機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：利用工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送線上的工件的分

2.工業(yè)機(jī)器

揀。22

人分揀插件

實(shí)驗(yàn)要求：熟練掌握編程技巧。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：利用工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)對(duì)流水線上工件進(jìn)行搬

3.工業(yè)機(jī)器

運(yùn)碼垛。22.、3

人搬運(yùn)碼垛

實(shí)驗(yàn)要求：熟練掌握編程技巧。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：將工業(yè)機(jī)器人的分揀與搬運(yùn)碼垛結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)

4.工業(yè)機(jī)器

工件進(jìn)行自動(dòng)分揀、自動(dòng)碼垛等操作。22.、3

人綜合應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)要求：熟練掌握編程技巧。

合計(jì)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(jìn)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(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；以“少而精”為原則，精

選常用工業(yè)機(jī)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(shí)；提供

靈活的自主學(xué)習(xí)平臺(tái)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)著重講授如何用科學(xué)的手段來(lái)完成理論的驗(yàn)證;采用教師講授和學(xué)生動(dòng)手操作

的方法；在實(shí)驗(yàn)前學(xué)生應(yīng)復(fù)習(xí)和掌握與本實(shí)驗(yàn)有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容、認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書；在實(shí)

驗(yàn)中要嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律，按操作規(guī)程使用儀器;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，按規(guī)定對(duì)儀器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)；

每完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，要認(rèn)真完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

六、課程資源庫(kù)

1.推薦教材：

(1)張宏立.《工業(yè)機(jī)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(jī)器人典型應(yīng)用案例精析》[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2015.

2.參考書：

(1)李良軍.《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)》[M].北京：高等教育出版社.2020.

(2)宋寶玉.《工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用基礎(chǔ)》[M].北京：高等教育出版社.2017

3期刊：

(1)機(jī)器人[J].

(2)AdvancedRobotics.UnitedKingdom.

（3）IEEETransactionsonRobotics.UnitedStates.

4.網(wǎng)絡(luò)資源：

（1）工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程.hi（ps:///course/CZMEC-1001755275.

（2）工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試./coursc/CZILI-1001755311.

七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐

課程成績(jī)由過(guò)程性考核成績(jī)和期末考核成績(jī)兩部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)

課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見(jiàn)表4。

表4課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐

考核占課程目標(biāo)

考核/評(píng)價(jià)細(xì)則

環(huán)節(jié)比123

課

（I）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問(wèn)題情況進(jìn)行考核，滿分1007寸7

堂

分。

表5

（）以平時(shí)考核成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程22

現(xiàn)21

總評(píng)成績(jī)。

（1）根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作完成情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量單獨(dú)評(píng)7\

過(guò)分，滿分1C0分；

程實(shí)（2）每次實(shí)驗(yàn)單獨(dú)評(píng)分，取各次實(shí)驗(yàn)成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)

15

性驗(yàn)的最終成績(jī)，555

考（3）以實(shí)驗(yàn)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)

核成績(jī)。

（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，\

滿分100分；

作

（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最

業(yè)201

終成績(jī)。82

0

（3）以作業(yè)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)

成績(jī)。

（1）實(shí)操成績(jī)10（）分，以實(shí)操成績(jī)乘以具在總評(píng)成績(jī)中所占的Q

比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。

期末

60（2）主要考核常用工作站操作編程經(jīng)驗(yàn)；常用工業(yè)機(jī)器人工作21

考核25

站構(gòu)成部分，50

（3）考試題型為：任務(wù)實(shí)操。

41

合計(jì)：100分40

28

八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定

1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定

考核方式：本課程主要以作業(yè)評(píng)價(jià)、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課堂討論、期末實(shí)操考核等方式對(duì)

學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。

考核基本要求：考核總成績(jī)由期末實(shí)操考核成績(jī)加過(guò)程性考核評(píng)價(jià)成績(jī)組成。其中

作業(yè)評(píng)價(jià)、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課堂討論等過(guò)程性評(píng)價(jià)成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重40%）,期末實(shí)操考

核100分（權(quán)重60%）o過(guò)程性評(píng)價(jià)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(shí)基

本成比例。

2.過(guò)程性考核成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)

過(guò)程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見(jiàn)表5。

表5過(guò)程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

所占

考核方式比重100>x>9090>x>8080>x>7070>x>60x<60

(%)

積極參與教認(rèn)真參與教偶爾參與教上課不認(rèn)上課不認(rèn)

學(xué)活動(dòng)，踴躍學(xué)活動(dòng)，回學(xué)活動(dòng)，回真，偶爾參真，不參與

課堂表現(xiàn)12.5回答問(wèn)題，到答問(wèn)題，至IJ答問(wèn)題，到與教學(xué)活教學(xué)活動(dòng)，

課率大于課率大于課率大于動(dòng)，到課率到課率大于

90%,80%o80%。大于80%。80%o

作業(yè)完整，思作業(yè)完整，不交作業(yè)2不交作業(yè)4不交作業(yè)5

路清晰，準(zhǔn)確準(zhǔn)確率大于次以內(nèi)，準(zhǔn)次以內(nèi)，準(zhǔn)次以上，準(zhǔn)

作業(yè)37.5

率大于90%,80%,字跡確率大于確率大于確率小于

字跡工整。工整。70%.60%.60%o

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)認(rèn)