《工业机器人》课程标准

1《工业机器人技术》课程标准一、课程说明课程名称：工业机器人技术课程代码：PE121185课程管理系部：机电工程系参考学时：48适用专业：机电一体化学生应具备的基础：学生应掌握单片机、PLC、传感器相关知识，了解机械结构与机械原理。二、课程性质与作用（一）课程性质《工业机器人》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。（二）课程作用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。三、课程设计的理念与思路（一）课程设计理念以点带面，讲解授课为主的教学方式。课程主要分为机械、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。（二）课程设计思路由于涉及的已学课程较多，且学生基础薄弱，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。利用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。四、课程目标《工业机器人》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2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。《工业机器人》课程目标专业能力社会能力方法能力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。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。五、课程内容和要求课程教学内容、要求、方法及参考课时见表1。表1课程教学内容、教学要求、教学方法和参考学时序号项目名称学习内容学时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；42机器人本体的机械结构和运动1工业机器人的外形结构与运动；122机身机构，臂部机构，驱动机构，手部机构和行走机构；3工业机器人机械设计的基本要求；3搬运机器人及操作应用1.了解搬运机器人的特点；42.掌握搬运机器人的组成、示教。4码垛机器人及操作应用1.了解码垛机器人的特点；42.掌握码垛机器人的组成、示教。5焊接机器人及操作应用1.了解焊接机器人的特点；42.掌握焊接机器人的组成、示教。6工业机器人的控制编程实验1、机械手控制操作；2编程训练。87六轴机械手操作1、机械手控制操作；2编程训练。123实验六、教学条件（一）教学条件（见表2）表2完成本课程所需要的教学条件设备名称基本配置/功能实践项目投影仪基本配置平时授课实验室基本配置学生实践操作（二）场地要求（见表3）表3完成本课程所需要的场地条件场地名称基本配置实践项目多媒体教室计算机、投影仪、麦克风用于整门课程讲授实验室电脑、工业机器人模型用于实践操作（三）任课教师条件任课教师应积极推行改革、工作任劳任怨。具备高校教师资格证，具有丰富的机械结构及控制相关知识，具备基于行动导向教学法的设计应用能力。具备“机械电子工程师”资格的“双师型”教师为最佳。亦可邀请企业、行业上的一线工作人员、技术主管作为兼职教师。七、实施建议（一）教学方法针对课程特点，结合SMT组装质量检测与控制对学生的实际需求，积极探索新颖、先进的教学方法，改进教学手段，优化教学资源，提高教学质量和教学效率。本课程主要使用以下教学方法：（1）四步教学法将教学内容分四步进行。第一步：教师做好本次课的教学准备工作，学生提前预习，教师上课检查预习，布置本次课学习任务。第二步：对于布置给学生的任务，教师先做示范并讲解。第三步：学生分小组合作讨论交流完成学习任务，教师适时点拨。第四步：学生当堂训练，巩固所学知识。四步教学法突出了学生的主体性，让学生掌握学习的方法和技能，使其愿意学习。（2）项目教学法本课程以实际电路组装为切入点整合课程内容，以真实的电路裸板及生产线设备为教学载体，将软件应用、设备编程、程序导入与运行等课程主要内容贯穿在项目实施过程中。本课程共设置了4个项目，每个项目下又分解成了若干个任务，每个任务都提出了明确的要求。最后要求学生独立完成，提交整体项目成果，最终提升学生的应用技能。（3）一体化教学一体化教学就是将理论和实践捆绑在一起，教学方式机动灵活，淡化理论和实验环节的界限，将要讲授的内容通过教学设备、现场展示演示出来，理论通过实验取得理解，实践在理论的指导下得到领悟。课程上学生身临其境，教师讲解直观、详细，教学效果好。（二）教学实施建议4针对本课程特点，要求教师要主动学习先进技术并结合案例进行讲解，积极探索新颖、先进的教学方法，改进教学手段，优化教学资源，提高教学质量和教学效率。针对本课程主要实施：（1）本课程理论知识采用课堂教学结合实例讲解；教师应根据工作任务安排和组织教学活动（2）教师在理论知识讲授或实践操作演示教学中，应使用多媒体教学设备，配备丰富的课件、视频教学辅助设备和足够的教学设备。（3）评价方式以教师评价为主，学生自评为辅。教师要观察学生的学习过程，根据学生自我评价及其动手操作表现，给出总体评价和改善意见。八、考核评价（一）考核内容主要考查学生对机器人的由来与发展、机器人分类与应用、机器人的位姿分析和运动、机身及臂部结构、腕部及手部结构、传动及行走机构、机器人控制系统的构成、工业机器人工作站及生产线的基本组成和特点等相关知识的掌握程度。（二）考核方式考核方式包括平时考核、期中考核和期末考核。其中平时考核为30%，包括学习态度、出勤、课堂提问，各占10%，实验考核为30%，期末考核为40%。具体成绩构成：课程成绩（百分制）=平时考核（30分）+实验考核（40分）+期末考核（30分）九、其他说明（一）本课程考核方案可根据实际情况适当调整。（二）教学内容及课时作为主要参考，任课教师在完成课程标准要求的知识基础上可以根据授课进度适当增加辅助知识丰富教学内容。执笔人：刘福秀审核人：编写日期：2018.2.27审核日期：