工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ) 課程標準

“工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)”課程標準課程名稱：工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)課程編碼：*****課程類型：****開課部門：****規(guī)定課時：**課時一、前言1．課程性質(zhì)《工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)》是工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)的專業(yè)必修課，是工業(yè)機器人控制領(lǐng)域的入門課程，包括工業(yè)機器人的機械結(jié)構(gòu)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)等簡介及典型工業(yè)機器人系統(tǒng)的介紹。2．課程定位《工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)》是工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)一門專業(yè)基本能力課程。學習本課程之前，學生已經(jīng)具備了電路分析能力，掌握了機械樣圖的識讀與繪制的能力。在本課程中，通過學習工業(yè)機器人定義、種類及發(fā)展趨勢，運動簡圖，建立工業(yè)機器人的基本概念；掌握常見工業(yè)機器人的坐標系概念，了解編程方式為后續(xù)《工業(yè)機器人現(xiàn)場編程》等課程做知識準備；學習典型的機構(gòu)類型、技術(shù)參數(shù)與常用的傳動元件為后續(xù)《工業(yè)機器人系統(tǒng)維護》等課程服務(wù)；認識傳感技術(shù)與控制技術(shù)，了解工業(yè)機器人應(yīng)用，為后續(xù)《工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成》等課程中技術(shù)的綜合應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。先修課程：《機械工程技術(shù)基礎(chǔ)》、《工程制圖》。后續(xù)課程：《工業(yè)機器人現(xiàn)場編程》、《工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成》、《工業(yè)機器人系統(tǒng)維護》。3．課程設(shè)計思路本課程根據(jù)人才培養(yǎng)方案的職業(yè)崗位及職業(yè)能力分析表中的“能正確認識和掌握工業(yè)機器人基本類型、結(jié)構(gòu)、工作原理”展開內(nèi)容安排，根據(jù)學生的認知過程，由淺入深組織課程內(nèi)容。圍繞工業(yè)機器人的系統(tǒng)組成，詳細介紹其機構(gòu)類型、機構(gòu)組成、運動特點、感覺系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和編程等，并對典型的工業(yè)機器人系統(tǒng)進行此方面的分析。依據(jù)人才培養(yǎng)方案要求，組織學生完成機器人機械結(jié)構(gòu)圖與系統(tǒng)組成圖的識讀，培養(yǎng)學生選用末端執(zhí)行器、常用檢測元件和驅(qū)動裝置等硬件設(shè)備的能力，以及用軟件進行簡單建模、編程與仿真的能力。本課程對工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)開設(shè)64課時，現(xiàn)場教學32課時。二、課程目標1.知識目標掌握工業(yè)機器人的定義；了解工業(yè)機器人的種類及發(fā)展趨勢；掌握工業(yè)機器人坐標系的建立與變換知識；掌握工業(yè)機器人機械結(jié)構(gòu)類型與特點；掌握工業(yè)機器人中常用傳感器類型與結(jié)構(gòu)；掌握工業(yè)機器人常用的控制方式；了解工業(yè)機器人編程方式；全面、系統(tǒng)的認識工業(yè)機器人應(yīng)用系統(tǒng)；2.能力目標具有看懂工業(yè)機器人技術(shù)參數(shù)的能力；具有繪制工業(yè)機器人運動簡圖的能力；具有按坐標系計算工業(yè)機器人運動的能力；具有識別與應(yīng)用工業(yè)機器人常用傳動機構(gòu)的能力；具有識別與應(yīng)用工業(yè)機器人常用傳感器的能力；3．素質(zhì)目標提高分析與解決問題的能力；提高團隊協(xié)作能力；提高組織管理能力；培養(yǎng)學生具備相應(yīng)崗位職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識。三、課程內(nèi)容及參考學時教學單元教學內(nèi)容學習目標參考學時1．工業(yè)機器人概述機器人的由來與定義1．了解機器人的由來、定義1工業(yè)機器人的發(fā)展概況1．了解國內(nèi)外工業(yè)機器人的發(fā)展史、趨勢12．工業(yè)機器人的分類根據(jù)拓撲結(jié)構(gòu)的分類1．熟悉并聯(lián)機器人與串聯(lián)機器人的特點2根據(jù)坐標系的分類與根據(jù)控制方式的分類1.熟悉不同坐標系機器人的特點2．熟悉伺服控制機器人與非伺服控制機器人的特點23.工業(yè)機器人的組成和技術(shù)參數(shù)工業(yè)機器人的組成1．熟悉工業(yè)機器人的各組成部分2工業(yè)機器人的技術(shù)參數(shù)1．熟悉各類專用詞匯及性能參數(shù)的意思24．工業(yè)機器人機械結(jié)構(gòu)工業(yè)機器人末端操作器與腕部1．熟悉末端操作器分類及特點2．熟悉手腕自由度及其結(jié)構(gòu)2工業(yè)機器人手臂、腰部和機座1．熟悉手臂分類、特點及運動結(jié)構(gòu)2．熟悉腰部特點3．熟悉機座分類及特點2工業(yè)機器人傳動裝置1．熟悉工業(yè)機器人的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)軸承介紹；齒輪傳動；行星齒輪；RV減速器、諧波減速器、帶傳動、鏈傳動和絲杠傳動4工業(yè)機器人運動簡圖1．掌握運動簡圖繪制25．工業(yè)機器人運動學基礎(chǔ)工業(yè)機器人的軸與坐標系1．掌握工業(yè)機器人的軸、直角坐標系與絕對坐標系2工業(yè)機器人的位姿描述與坐標變換1．了解直角坐標與坐標變換、齊次坐標與齊次變換、旋轉(zhuǎn)變換通式、機器人姿態(tài)自他表示方法4工業(yè)機器人運動學計算1．了解DH建模方法、機器人的逆運動學2工業(yè)機器人軌跡規(guī)劃1．了解關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃和操作空間的軌跡規(guī)劃26．工業(yè)機器人感覺系統(tǒng)工業(yè)機器人傳感器概述1．了解工業(yè)機器人用傳感器的定義、分類及性能指標2位置、位移傳感器與角速度傳感器1．了解電位器式位移傳感器、光電編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器2．熟悉相對式編碼器、測速發(fā)電機2接近覺傳感器1．熟悉電感式與電容式傳感器、光電式、霍爾式、超聲波傳感器、氣壓接近傳感器和激光距離測定器2觸覺傳感器、力/扭矩傳感器1．了解接觸覺傳感器和滑覺傳感器2．了解力傳感器及扭矩傳感器2視覺傳感器1．了解視覺系統(tǒng)組成、圖像處理、視覺伺服系統(tǒng)及視覺技術(shù)的應(yīng)用2其他外部傳感器及傳感器的綜合應(yīng)用1．了解其它新型傳感器2．了解多種傳感器的綜合應(yīng)用27．工業(yè)機器人控制系統(tǒng)工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的功能與特點1．熟悉工業(yè)人控制系統(tǒng)的功能2．熟悉工業(yè)人控制系統(tǒng)的特點2工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的組成1．熟悉工業(yè)人控制系統(tǒng)的組成2工業(yè)機器人控制方式1．了解運動控制與力控制28．工業(yè)機器人編程技術(shù)工業(yè)機器人編程概述1．了解工業(yè)機器人編程要求2．熟悉編程方式分類2工業(yè)機器人的在線編程1．熟悉示教編程及示教時各類坐標系2工業(yè)機器人的離線編程與語言1．熟悉離線編程系統(tǒng)概述、基本流程和現(xiàn)狀2．熟悉常用機器人編程語言2工業(yè)機器人離線編程實例1．熟悉在仿真軟件中離線編程仿真模擬29．工業(yè)機器人典型應(yīng)用工業(yè)機器人的外圍設(shè)備1．了解外圍設(shè)備2各種類型工業(yè)機器人應(yīng)用1．了解噴涂機器人、焊接機器人、裝機器人配、搬運機器人、輪式移動機器人等的應(yīng)用61．參考教材及教學參考書建議教材：1、《工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)》許文稼、張飛主編教材參考書：1、《機器人引論》張濤主編2、《機器人概論》李云江主編2．教學方法建議1）本課程教學宜在多媒體教室上，部分課程在實訓中心實施教學。2）在教學過程中，應(yīng)立足于加強學生感性認識，理性思維，動手設(shè)計、編程、觀察現(xiàn)場運行效果，最終達到真正聽得懂，學得會，切實提高動手能力和分析問題、解決問題的綜合素質(zhì)。3）在教學過程中，要盡量應(yīng)用多媒體、投影等教學資源輔助教學，幫助學生理解相關(guān)結(jié)構(gòu)和控制方式的執(zhí)行過程。4）根據(jù)機器人技術(shù)最新發(fā)展情況，在平時授課中經(jīng)常介紹一些相關(guān)的新技術(shù)、新知識，讓學生及時了解最新的科技動態(tài)。5）部分教學活動的實施可采用小組合作學習的方法，強化學生的團隊協(xié)作精神。3．教學評價建議本課程采用多元性的評價，結(jié)合課堂提問、課程作業(yè)、期中考核、期末考核的方式，對學生進行考核。課程總成績=平時成績（30%）+期中測試（20%）+期末教學總成績（50%）?？己隧椖靠己朔绞奖壤^程考核學習態(tài)度根據(jù)作業(yè)完成情況、課堂回答問題、學生出勤情況，由教師綜合評定學生的學習態(tài)度得分。10%課程作業(yè)根據(jù)所有課程作業(yè)完成情況評定成績。10%實驗成績根據(jù)實驗報告完成情況評定成績10%結(jié)果考核期中測試由教師評定測試成績20%期末考試由教師評定筆試成績50%合計100%五、課程教學資源1．教學條件建議序號主要實驗實訓項目名稱所需主要設(shè)備名稱1機器人的認識工業(yè)機器人典型應(yīng)用系統(tǒng)2機器人的機械系統(tǒng)認知工業(yè)機器人典型結(jié)構(gòu)模型3機器人示教編程與再現(xiàn)控制帶有示教功能的機器人系統(tǒng)4機器人的離線編程仿真離線編程軟件、計算機2．師資條件擔任本課程的主講教師需要對工業(yè)機器人的種類、應(yīng)用、發(fā)展、基本結(jié)構(gòu)與傳感系