02-《工业机器人技术基础》课程标准(48学时)

《工业机器人技术基础》课程标准课程名称：工业机器人技术基础学时：48课程类型：专业必修课学分：3所属系部：机电学院授课对象：机电一体化2014级先修课程：高等数学后续课程：机械设计、机械课程设计制定时间：2016年8月20日审定人：谢光辉课程团队成员：刘小波、易文翠、谢光辉1．前言（1）本课程在相关专业中的定位《工业机器人技术基础》是高职机电一体化、机器人应用技术及自动化类等专业的必修课、核心课。它是一门技术性和工程性较强的课程，也是广大工程技术人员迫切需要掌握的与工业自动化有关的基础知识。高职高专机电一体化、机器人应用技术及自动化类各专业的学生在学完本课程后，能获得具有生产一线和运行人员所必须掌握的工业机器人技术应用的基本知识和基本技能。（2）本课程的基本教学理念根据高职教育的特点，按照学院“小学校、大课堂”的办学思路和“校企融合、同兴共赢”的办学模式，积极探索“校企合作、工学结合”的人才培养模式，积极探索以实践能力考核为主的课程评价方法，切实提高学生的职业能力和就业竞争力，具体措施体现在以下几个方面：①基于典型工作过程分析，构建课程体系；②职业能力培养为核心，设计教学内容；③以提高学生职业能力和职业素养为目标，重视实践教学；④融合职业资格标准，推行双证书制；⑤校企合作，共建新型实践教学基地；⑥校企合作，形成实践技能课主要由企业兼职教师讲授的机制。2.课程目标本课程的培养目标是培养高职机电一体化、机器人应用技术及自动化类等专业有关工程设计、智能制造和设备维护的应用性人才，其核心能力为工业机器人的生产、销售、使用、维护和保养及智能制造等能力构建。这要求学生熟练掌握工业机器人的基本知识，并通过实训学会灵活应用所学知识，为后续课程的学习，以及为将来走上社会成为应用型人才和高技能人才奠定基础。1)知识目标掌握工业机器人的基本概念；掌握工业机器人的数学基础；掌握工业机器人的机械系统；掌握工业机器人的动力系统；掌握工业机器人的感知系统；掌握工业机器人的控制系统；掌握工业机器人的编程与调试。2）素质目标培养良好的思想品德、心理素质；培养良好的职业道德，包括爱岗敬业、诚实守信、遵守相关的法律法规等；培养良好的团队协作、协调人际关系的能力；培养对新知识、新技能的学习能力与创新能力。3）能力目标能利用矩阵求解工业机器人运动学逆解和正解；能熟练掌握工业机器人的机械系统并进行维护；能熟练掌握工业机器人的动力系统并进行维护；能熟练掌握工业机器人内部/外部传感器维护互换；能熟练掌握工业机器人的动力系统并进行维护；能对工业机器人进行现场编程和离线编程并开展调试。3.内容描述第1章工业机器人概论教学要求：1.了解工业机器人定义及其发展。2.掌握工业机器人基本组成及技术参数。3.了解工业机器人的分类及典型应用。教学内容：1.工业机器人定义及其发展。2.工业机器人基本组成及技术参数。3.工业机器人的分类及典型应用。教学建议：结合工业机器人发展历程及不同时期的图片教学。第2章工业机器人的数学基础教学要求：1.理解矩阵及运算。2.理解坐标系及其关系描述。3.理解坐标变换。4.掌握机器人运动学逆解（含位置和姿态）的计算。5.掌握D-H法与正逆运动学方程。6.理解机器人微分运动与速度教学内容：1.矩阵及运算。2.坐标系及其关系描述、坐标变换。3.机器人运动学逆解（含位置和姿态）的计算。4.D-H法与正逆运动学方程5.机器人微分运动与速度教学建议：结合数据处理软件Matlab讲解矩阵及其计算。举例并请学生实际解答本章数学习题。强调本章学习的重要性。第3章工业机器人的机械系统教学要求：1.了解工业机器人的机座及其分类。2.了解工业机器人的臂部及其组成。3.了解工业机器人的腕部及其运动和驱动方式。4.了解工业机器人的手部即末端执行器。5.了解工业机器人的传动机构。教学内容：1.工业机器人的机座及其分类。2.工业机器人的臂部及其组成。3.工业机器人的腕部及其运动和驱动方式。4.工业机器人的手部即末端执行器5.工业机器人的传动机构。教学建议：结合大量图片讲解本章内容，并明确各自在工业机器人中的作用。第4章工业机器人的动力系统教学要求：1.了解工业机器人的动力系统组成。2.了解交流伺服动力系统。3.了解直流伺服动力系统。4.了解液压气动系统主要设备及特性。教学内容：1.工业机器人的动力系统组成。2.交流伺服动力系统。3.直流伺服动力系统。4.液压气动系统主要设备及特性。教学建议：结合大量图片讲解本章内容，并明确各自在工业机器人中的作用。第5章工业机器人的感知系统教学要求：1.了解工业机器人的感知技术。2.了解工业机器人传感器概述。3.掌握工业机器人的内部传感器。4.掌握工业机器人的外部传感器。5.了解工业机器人视觉技术。教学内容：1.工业机器人的感知技术。2.工业机器人传感器概述。3.工业机器人的内部传感器。4.工业机器人的外部传感器。5.工业机器人视觉技术。教学建议：结合大量图片讲解本章内容，并明确各自在工业机器人中的作用，并会选用主要的传感器。第6章工业机器人的控制系统教学要求：1.了解工业机器人控制系统的组成。2.掌握工业机器人控制系统的基本结构。3.掌握工业机器人常用的控制器。教学内容：1.工业机器人控制系统的组成。2.工业机器人控制系统的基本结构。3.工业机器人常用的控制器。教学建议：结合大量图片讲解本章内容，并明确各自在工业机器人中的作用。第7章工业机器人编程与调试教学要求：1.掌握机器人编程要求与语言类型。2.掌握机器人语言系统结构和基本功能。3.掌握一种常用的机器人编程语言。4.熟练操作机器人的示教编程与离线编程。教学内容：1.机器人编程要求与语言类型。2.机器人语言系统结构和基本功能。3.常用的机器人编程语言。4.机器人的示教编程与离线编程教学建议：结合机电工程中心现有机器人，讲解本章内容，并要求学生能熟练操作机器人的示教编程与离线编程。4.实施要求（1）教学方式积极探索综合使用多种教学手段（传统教学、多媒体教学），包括：充分利用现代教育技术，将传统的课堂授课、多媒体教学、计算机仿真技术结合起来，吸取各种教学手段的优点，形成多元化教学模式。制作和引进了多媒体（含动画）演示课件，将原来抽象、复杂的优化方法用生动的图像和动画表现出来，使学生可以更直观地理解教学内容，激发学生学习兴趣。开展一至两周的课内实践课，培养学生动手能力。（2）考核与评价方法期末采用书面开卷和实践操作两种考核方式。平时作业成绩占50%，包含出勤、作业；期末书面考核成绩占25％、实践操作25%。（3）教案编写在本课程完成整体教学设计，确定课程学习项目及各项目组成模块明确的基础上，对每一模块的教学内容按每一教学单元(原则上以2学时为宜)进行教学方案设计，包括本模块学习目标、工作任务、能力要求及学习内容等分解到本教学单元中的具体授课内容、课堂活动教学的组织方式与教学要求、课时建议等。（4）课程教学资源及教学保障依据本课程性质要求开发各种教学材料以及可以利用的各种教学资源、工具和场所，包括各种案例材料和信息，多媒体课件等。各种教学资源作为配合课程教学使用的助教、助学资源。