39-工业机器人应用技术课程标准

《工业机器人应用技术》课程标准课程名称：工业机器人应用技术课程性质：职业技术课学分：2计划学时：321前言《工业机器人应用技术》课程是机电一体化各专业方向的一门专业技术课，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容。其目的是使学生了解工业机器人的基本结构，了解和掌握工业机器人的基本知识，使学生对机器人及其控制系统有一个完整的理解，培养学生在机器人技术方面分析与解决问题的能力，培养学生在机器人技术方面具有一定的动手能力，为毕业后从事专业工作打下必要的机器人技术基础。1.1课程定位本课程的教学以高等职业教育培养目标为依据，遵循“结合理论联系实际，应知、应会”的原则，以拓展学生专业知识覆盖面为重点；注重培养学生的专业思维能力。重点通过对主流工业机器人产品的讲解，使学生对当前工业机器人的技术现状有较为全面的了解，对工业机器人技术的发展趋势有一个明确的认识，为学生进入社会做前导；把创新素质的培养贯穿于教学中。采用行之有效的教学方法，注重发展学生专业思维和专业应用能力，通过简单具体的实例深入浅出地讲解专业领域的知识。1.2设计思路以点带面，讲解授课为主的教学方式。课程主要可以分为机械、运动、控制、感觉等几个部分，内容较多。课堂教学上，我们使用重点突破的方法，讲解一个或者两个典型的实例，让学生触类旁通，举一反三，从而带动整个知识面的学习。我们让学生联系已学各门科目的知识点，达到温故知新的目的。由于涉及的已学课程较多，学生由于基础薄弱，前面课程的遗忘率不容忽视，所以在讲解的过程中，对一些重要的知识点，我们还要做一个较为详细的说明，从而可以加强学生的知识储备，为本课程的学习扫清障碍。传统的教学手段与现代教育技术手段灵活运用：板书、实物模型、多媒体课件等。尤其是在机械部分，考虑到学生的立体思维能力较为薄弱，多媒体和实物模型的使用能更好地帮助学生理解工业机器人各部分的工作原理。2课程目标2.1总体目标《工业机器人应用技术》是一门培养学生具有机器人设计和使用方面基础知识的专业课，本课程主要研究机器人的结构设计与基本理论。通过本课程的学习，使学生掌握工业机器人基本概念、机器人运动学理论、工业机器人机械系统设计、工业机器人控制等方面的知识。2.2具体目标2.2.1知识目标1．了解机器人的由来与发展、组成与技术参数，掌握机器人分类与应用，对各类机器人有较系统地完整认识。2．了解机器人运动学、动力学的基本概念，能进行简单机器人的位姿分析和运动分析。3．了解机器人本体基本结构，包括机身及臂部结构、腕部及手部结构、传动及行走机构等。4．了解机器人轨迹规划和关节插补的基本概念和特点。5．了解机器人控制系统的构成、编程语言与编程特点。6．了解工业机器人工作站及生产线的基本组成和特点。7．对操纵型机器人、智能机器人有一般的了解。2.2.2能力目标《工业机器人应用技术》是机电系专业课，通过本课程的学习，能使学生掌握机器人机构设计、运动分析、控制和使用的技术要点和基础理论。机器人是典型的机电一体化装置，它不是机械、电子的简单组合，而是机械、电子、控制、检测、通信和计算机的有机融合，通过这门课的学习，使学生对机器人有一个全面、深入的认识，培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力，并相应的掌握一些实用工业机器人控制及规划和编程方法。2.2.3素质目标本课程系统地介绍了机器人设计、控制、编程和使用的理论基础和技术要点，包括工业机器人的一般概论，机器人运动学，静力/动力学分析，工业机器人机械系统设计，工业机器人的控制和工业机器人的应用等内容。通过课程学习，使学生掌握工业机器人的基本原理、基础知识，对工业机器人机械系统的总体设计方法有初步了解。3课程内容与要求项目名称子项目名称教学模式学时1.工业机器人概述1.1理解工业机器人的由来和发展、定义、研究领域和学科范围；一体化教学41.2工业机器人的分类和应用以及主要技术参数；一体化教学2.机器人本体的机械结构2.1工业机器人的外形结构与运动；一体化教学62.2机身机构，臂部机构，驱动机构，手部机构和行走机构；一体化教学2.3工业机器人机械设计的基本要求；一体化教学3.工业机器人的驱动3.1工业机器人的液压驱动和气压驱动；一体化教学6方法3.2直流伺服电动机驱动；一体化教学3.3步进电机和交流伺服电机驱动；一体化教学4.工业机器人的位置姿态描述4.1齐次坐标、齐次变换；一体化教学44.2变换方程的建立；一体化教学5.工业机器人的运动学5.1连杆坐标系和连杆参数，简单的连杆坐标系变换矩阵；一体化教学45.2典型机器人运动学正问题解，机器人运动学逆解；一体化教学6.工业机器人的控制6.1工业机器人控制概述，单关节机器人控制建模与控制系统；一体化教学46.2多关节机器人的控制，机器人控制系统的硬件结构及接口；一体化教学7.工业机器人的感觉系统7.1机器人传感器的选择要求，位置和位移传感器一体化教学47.2机器人的视觉传感系统，机器人的接近觉传感器，机器人的触觉、力觉和压觉传感器。一体化教学总学时324课程考核方式考核方式包括平时考核和期末考核。其中平时考核为40%，包括学习态度、出勤、课堂提问、测验各占10%，期末考核为60%。特别强调的是阶段性考核，应该将其纳入到10%的考核中。本课程与同学们电工证的考试相联系，要求学生在学习完本课程后参加维修电工证的考试。同时，还应鼓励学生进厂实习，加强动手操作能力，此项可作为考试加分选项。