39工业机器人应用技术课程标准

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《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:32

1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 4

1.2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 6 2.2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 4 4.2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 4 5.2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 4

6.2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 4 7.2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32

4 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。

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