《工業(yè)機器人技術(shù)》課程標準人才培養(yǎng)方案

工業(yè)機器人應用課程標準開發(fā)與課程基本信息(人才培養(yǎng)方案)課程編碼：SJ-0030課程名稱：工業(yè)機器人技術(shù)課程類型：A類課程屬類：職業(yè)必修課課程學分：參考課時：64課程性質(zhì)：選修課開課部門：智能制造中心適用專業(yè)（層次）：工業(yè)機器人技術(shù)、機電一體化先修課程：電工電子技術(shù)、PLC等課程后續(xù)課程：頂崗實習、畢業(yè)設計等職業(yè)資格：機器人智能工程師（初級）、工業(yè)機器人應用于操作（中級）制 訂：工業(yè)機器人技術(shù)課程開發(fā)團隊批 準 人：丁浩課程負責人：杜連娣二、課程詳細信息（1） 課程簡介工業(yè)機器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器裝置，它能自動執(zhí)行工作，是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。本課程的任務是使學生主要了解機器人的分類與應用、機器人運動與動力學基本概念、機器人本體基本結(jié)構(gòu)、機器人軌跡規(guī)劃、機器人控制系統(tǒng)的構(gòu)成及編程語言、典型工業(yè)機器人自動線的基本組成及特點等內(nèi)容，對機器人及其控制系統(tǒng)有一個完整的理解。培養(yǎng)學生在機器人技術(shù)方面分析與解決問題的能力，培養(yǎng)學生在機器人技術(shù)方面具有一定的動手能力，為畢業(yè)后從事“工業(yè)機器人”及“服務機器人”系統(tǒng)的模擬、編程、調(diào)試、操作、銷售及自動化生產(chǎn)系統(tǒng)維護維修與管理、生產(chǎn)管理等專業(yè)工作打下必要的機器人技術(shù)基礎。（2） 課程性質(zhì)與定位本課程是電子信息工程技術(shù)專業(yè)選修的一門專業(yè)技能課程。工業(yè)機器人課程應定位于為企業(yè)培養(yǎng)能夠完成工業(yè)機器人編程、操作、維保的應用型人才。其前修課程有電工基礎、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電機控制技術(shù)、可編程序控制器等，后續(xù)課程有頂崗實習、畢業(yè)設計等課程。（3） 課程設計思路 本課程按照職業(yè)能力發(fā)展的階段確定相應的典型工作任務按照從初級工到專家的發(fā)展順序，來設置相應的課程內(nèi)容，從單一機器人的操作，到機器人工作站的整體把握。全部課程都安排在機器人實訓室上課，每一個項目都有實踐環(huán)節(jié)，每一次的學習過程就是工作的過程，并且在實踐操作中注意培養(yǎng)學生的安全生產(chǎn)、規(guī)范操作意識、團隊合作意識，每一次的考核評價都有相關(guān)內(nèi)容，這種職業(yè)素質(zhì)是在任何企業(yè)工作都應具備的。采用行為引導型教學法根據(jù)項目任務通過視頻、圖像、實訓設備等，使學生了解工業(yè)機器人在各種場合的應用。對于機器人的工業(yè)應用著重講解其各種結(jié)構(gòu)形式及應用場合，通過該項目使學生對機器人學科有全面認識，提高學生的學習興趣，并結(jié)合RT-TOOLBOX2仿真軟件完成虛擬機器人的加載和控制。（4） 課程培養(yǎng)目標 1.知識目標（1）了解機器人的由來與發(fā)展、組成與技術(shù)參數(shù)，掌握機器人分類與應用，對各類機器人有較系統(tǒng)的完整認識；（2）了解機器人本體基本結(jié)構(gòu)，包括機身及臂部結(jié)構(gòu)、腕部及手部結(jié)構(gòu)、傳動及行走機構(gòu)等；（3）了解機器人軌跡規(guī)劃與關(guān)節(jié)插補的基本概念和特點；（4）掌握工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及操作方法；（5）掌握機器人語言的基本程序命令和編程方法；（6）熟悉工業(yè)機器人的自動線安裝與調(diào)試、維護技術(shù)；（7）熟悉噴漆、涂膠、焊接、裝配和包裝等工業(yè)機器人典型應用自動線； 2.能力目標 （1）能夠準確理解機器人本體的基本構(gòu)成和運動學、動力學基本原理； （2）學會正確操作工業(yè)機器人，能獨立或小組協(xié)作完成規(guī)定的實驗與實訓； （3）具備識圖和儀器儀表使用的基礎能力； （4）會觀察和分析實驗與實訓現(xiàn)象，編制、調(diào)試、運行程序，熟練掌握編程軟件的使用； （5）會查閱相關(guān)手冊和產(chǎn)品使用說明書，正確閱讀和分析實際應用程序； （6）能在自動線生產(chǎn)現(xiàn)場基本正確完成工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)程序編制或調(diào)試任務； （7）能在自動線生產(chǎn)現(xiàn)場基本正確完成工業(yè)機器人安裝與維護任務； （8）能對工業(yè)機器人出現(xiàn)的故障進行初步的診斷和處理。 3. 素質(zhì)目標（1） 具備搜集相關(guān)技術(shù)資料，盡快熟悉新接觸設備和新工作場景的能力； （2） 具備潛心鉆研的職業(yè)精神和必要的創(chuàng)新能力；（3） 具備獨立學習，靈活運用所學知識獨立分析問題并解決問題的能力；（4） 具備工作安全意識與自我保護能力；（5） 能自覺遵守單位的規(guī)章制度和職業(yè)道德，有強烈的工作責任感。（5） 課程內(nèi)容和要求序號教學項目教學內(nèi)容與教學要求教學活動設計建議參考學時1概述1. 了解機器人的由來與發(fā)展，機器人的定義，機器人技術(shù)的研究領(lǐng)域與學科范圍；2. 正確理解機器人的主要分類形式；3. 了解機器人的主要應用領(lǐng)域及其特點；4. 準確把握機器人的組成與主要技術(shù)參數(shù)。通過生產(chǎn)實際案例分析、實物圖片以及多媒體演示等方法強化對知識點的深刻理解。12（4）2機器人基本構(gòu)成1. 掌握工業(yè)機器人機械結(jié)構(gòu)的自由度和工作空間；2對機器人的位姿分析有初步的了解；3. 掌握工業(yè)機器人傳感器的分類等基本概念；4初步掌握工業(yè)機器人控制系統(tǒng)與伺服驅(qū)動系統(tǒng)的主要構(gòu)成?；跈C器人圖片和實物，以及多媒體演示，結(jié)合必要的原理闡述和公式推導，強化對基本概念的深刻理解。20（6）3機器人編程語言與離線編程1. 全面準確理解MELFA-BASIC V的規(guī)格；2. 熟練掌握常用的程序命令；3. 能夠獨立創(chuàng)建程序和調(diào)試程序；4. 熟練掌握程序的輸入操作；5. 熟練掌握示教單元的主要內(nèi)容。6、熟悉機械手RT-TOOLBOX2仿真軟件課堂講授結(jié)合編程實訓，具體按照規(guī)范要求指導學生進行編程與調(diào)試練習。20（6）4工業(yè)機器人工作站及生產(chǎn)線1. 結(jié)合典型生產(chǎn)線熟悉焊接機器人的實際應用；2. 結(jié)合典型生產(chǎn)線熟悉搬運碼垛機器人的實際應用；3. 結(jié)合典型生產(chǎn)線熟悉噴涂機器人的實際應用；4. 結(jié)合典型生產(chǎn)線熟悉裝配機器人的實際應用?；谄髽I(yè)實際生產(chǎn)線與實訓工業(yè)機器人，著力提高學生對工業(yè)機器人相關(guān)技術(shù)的全面認識。12（4）合 計64（6） 教師任職要求專任教師兼職教師教學能力要求專業(yè)能力要求專業(yè)能力要求精通工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)和工作原理原理，掌握PLC編程和機器人編程語言。能開發(fā)案例、專注于工業(yè)自動化產(chǎn)品的研究與開發(fā)，不斷學習新技術(shù)、熟悉新工藝。熟悉工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握PLC編程和機器人編程語言。能開發(fā)案例、專注于工業(yè)自動化產(chǎn)品的研究與開發(fā)，不斷學習新技術(shù)、熟悉新工藝。能進行課程設計、案例開發(fā)，責任心強，善于溝通，熱愛學生、獻身教育事業(yè)。（7） 教學條件與設施要求1.多媒體教學設施本課程的教學是在多媒體教室進行，多媒體教學能將抽象、生澀、陌生的知識直觀化、形象化，激發(fā)學生學習興趣，調(diào)動其主動學習的積極性，增大教學信息量，有效擴展課時容量，提高教學效率。運用形式多樣的課件教學，能活躍課堂氣氛，加深鞏固教學內(nèi)容，使學生感受到學習的喜悅，寓學于樂。2.教學條件教師應采用實物教學，讓學生在實際的實訓或生產(chǎn)環(huán)境中學習。要重視現(xiàn)代教育技術(shù)與課程的整合，充分發(fā)揮計算機、互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代媒體技術(shù)的優(yōu)勢，提高教學的效率和效果 。（1）建立工業(yè)機器人一體化教室，充分利用實驗與實訓教學，以提高學生學習的興趣和課堂教學效率。（2）建立仿真實訓室，通過仿真熟悉相關(guān)知識、技能，提高學習效果和效率。 （3）產(chǎn)學合作開發(fā)實驗實訓課程資源，充分利用工業(yè)機器人相關(guān)行業(yè)典型的企業(yè)資源，加強產(chǎn)學合作，建立實習基地，實踐工學交替，滿足學生的實習實訓需求。（8） 實施建議1.教學方法（1）在教學中要加強基本操作技術(shù)和技能的訓練，掌握好組織教學、講解、示范和講評等各個教學環(huán)節(jié)。貫徹講解與示范相結(jié)合、集體指導與個別指導相結(jié)合的教學方法。（2）在基本技能操作訓練中，教師要注意激發(fā)學生的學習積極性和克服困難的信心，勤學苦練，扎扎實實地練好基本功。（3）在技能訓練的整個教學過程中，要注意培養(yǎng)學生愛護工具和設備的習慣。（4）在技能訓練的過程中，必須加強安全教育，嚴格執(zhí)行工業(yè)機器人安全操作規(guī)程。（5）在技能訓練的整個教學過程中，滲入企業(yè)的6S管理理念，提高學生的職業(yè)素養(yǎng)。2.評價方法注重對學生動手能力和在實踐中分析問題、解決問題能力的考核，加強日常實訓過程環(huán)節(jié)的考核，結(jié)合期末綜合考試完成情況，從總體上評定學生的成績。（1）重視學生平時的表現(xiàn)，課題完成情況、安全文明生產(chǎn)情況等對學生進行綜合評定。（2）注重學生動手能力和實踐中獨立分析問題、解決問題能力的考核，對學習和應用上有創(chuàng)新能力的學生應給予特別鼓勵。（3）本課程考核內(nèi)容包括工業(yè)機器人綜合技能實訓操作，編程實訓與知識應用考核，根據(jù)學生完成的情況得分，最后綜合，折合分為100分。（4）課程總成績?yōu)?00分，配分為：期末綜合考核為50分，項目完成情況為30分，實訓報告為10分，過程表現(xiàn)為10分。（5）本課程按百分制考核，60分為合格，80分以上為良好，90分以上為優(yōu)秀。3.教材編寫建議教材編寫應以本課程標準為依據(jù)，合理安排必修和選修內(nèi)容。教材內(nèi)容應體現(xiàn)以就業(yè)為導向、以學生為主體的原則，將知識與生產(chǎn)中的實際應用相結(jié)合。（1）以項目（課題）為中心，突出實踐動手能力，可以將課程分解成若干個項目（課題），按項目（課題）編寫教材。（2）不依據(jù)某種教材組織教學，鼓勵按照人才培養(yǎng)目標對教學內(nèi)容重新進行設計。（3）教材應充分體現(xiàn)任務驅(qū)動、實踐導向的教學思路，以完成典型工作任務來驅(qū)動，通過實際案例、情境模擬、資訊單、實施單、檢查單、評價單等和課后拓展作業(yè)等多種手段，根據(jù)工業(yè)機器人工作過程的工作順序和所需相應知識的深度及廣度來組織編寫，使學生在教學活動任務中感受到各知識點之間的連貫性和完整性。（4）教材應突出實用性、開放性和專業(yè)定向性，應避免把專業(yè)能力理解為純粹的技能操作，應該注重理論與實用技術(shù)的兼顧，同時要具有前瞻性，把握本專業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，將工業(yè)機器人領(lǐng)域的新技術(shù)、新方法和新理論及時補充進教材中。（5）教材應以學生為本，文字表述要簡明扼要，內(nèi)容展現(xiàn)應圖文并茂，突出重點，重在提高學生學習的主動性和積極性。（6）教材編排要求取材新穎，充分考慮到高職學生的特點，內(nèi)容表述深入淺出，重點突出。九、附錄 1.常用術(shù)語解釋1.自由度：描述物體運動所需要的獨立坐標數(shù)，手指的開合以及手指關(guān)節(jié)的自由度一般不包括在內(nèi)。2.工作空間：機器人手腕參考點或末端操作器安裝點所能到達的所有空間區(qū)域，一般不包括末端操作器本身所能到達的區(qū)域。3.工作速度：指機器人各個方向的移動速度或轉(zhuǎn)動速度。4.承載能力：機器人在工作范圍內(nèi)的任何位姿上所能承受的最大質(zhì)量。5.重復性：機器人重復到達某一目標位置的差異程度。6.定位精度：機器人末端參考點實際到達的位置與所需要到達的理想位置的差距。7.示教器：進行機器人的手動操縱、程序編寫、參數(shù)設置以及監(jiān)控用的手持裝置。8.機器人線性運動：安裝在機器人第六軸法蘭盤上的工具在空間中做線性運動。9.人機交互系統(tǒng)：使操作人員參與機器人控制并與機器人進行聯(lián)系的裝置。 2. 常用專業(yè)英語單詞Industrial robot：工業(yè)機器人Teaching apparatus ：示教器Coordinate system ：坐標系Sensor：傳感器Interface：接口Module：模塊Automation：自動化Field：現(xiàn)場Bus：總線Function：功能Input：輸入Output：輸出Controller：控制器Automation：自動化 制定：智能制造中心日期：2015年9月15日