工业机器人工程应用虚拟仿真教程教学提纲

工业机器人工程应用虚拟仿真教程教学提纲一、说明1．课程的性质和内容《工业机器人工程应用虚拟仿真教程》课程是高级技工学校工业机器人应用与维护专业的专业课。

主要内容包括：Robot Studio软件的操作、建模、Smart组建的使用、轨迹离线编程、动画效果的制作、模拟工作站的构建、仿真验证以及在线操作。

2．课程的任务和要求本课程的主要任务是培养学生熟练操作Robot Studio软件，并能通过Robot Studio软件对工业机器人进行应用开发、调试、现场维护，为学生从事工业机器人工程技术人员打下的必要的专业基础。

通过本课程的学习，学生应该达到以下几个方面的专业基础。

（1）了解Robot Studio工业机器人仿真软件的基础知识，掌握软件使用方法和技巧。

（2）掌握构建基本仿真工业机器人工作站的方法。

（3）能熟练在Robot Studio软件中创建工件、工具模型。

（4）掌握工业机器人离线轨迹编程方法。

（5）掌握Smart组建的应用。

（6）掌握带导轨和变位机的机器人系统创建于应用方法。

（7）了解ScreenMaker示教器用户自定义界面的操作。

（8）掌握Robot Studio软件的在线功能。

3．教学中注意的问题（1）本课程教学最好采用理论与实际相结合的一体化教学方式，借助多媒体网络教室，一人一机，使用多媒体课件讲解与软件操作相结合。

（2）理论教学中应帮助学生总结并灵活运用所学的相关知识，本着够用的原则讲授，切忌面面俱到。

对工业机器人仿真操作不作深入探讨，仅作一般性了解。

（3）实践教学环节中对工业机器人Robot Studio仿真软件常用功能作简单介绍，重点培养学生使用软件对工业机器人进行基本操作、功能设置、二次开发、在线监控与编程、方案设计和检验。

教师教学中多联系生产实际并选用一些工业上经典的工业机器人使用案例进行讲解，提高学生对工业机器人进行应用开发、调试、现场维护的能力。

二、学时分配表三、课程内容及要求项目一认识、安装工业机器人仿真软件教学要求1、了解什么是工业机器人仿真应用技术2、学会如何安装RobotStudio3、认识RobotStudio软件的操作界面教学内容任务一了解什么是工业机器人仿真应用技术任务二安装工业机器人仿真软件RobotStudio任务三RobotStudio的软件界面介绍教学建议本项目主要的教学目标是让学生了解工业机器人仿真应用这一方面的内容，讲授时注意多举仿真技术在工业中的应用，激起学生对工业机器人仿真应用技术的兴趣。

项目二构建基本仿真工业机器人工作站教学要求1、学会工业机器人工作站的基本布局方法2、学会加载工业机器人及周边的模型3、学会创建工件坐标4、学会手动操作机器人5、学会模拟仿真机器人运动轨迹6、学会录制视频和制作独立播放EXE文件教学内容任务一布局工业机器人基本工作站任务二建立工业机器人系统与手动操作任务三创建工业机器人工件坐标与轨迹程序任务四仿真运行机器人及录制视频教学建议本项目主要是让学生对工业机器人模拟仿真有个明确的认识，教学中要明确说明每一个工业机器人型号和模型的特点作用。

在教工件坐标的创建时要注意结合实际创建来讲授。

项目三 RobotStudio中的建构功能教学要求1．学会使用RobotStudio进行基本的建模2．学会RobotStudio中测量工具的使用3．学会创建机械装置并进行设置4．学会创建工具并进行设置教学内容任务一建模功能的使用任务二测量工具的使用任务三创建机械装置任务四创建机器人用工具教学建议本项目为本课程的重点，创建模型和工具在以后的教学中会很常用，教学中要把内容与实践操作结合紧密，因此在教学上要多让学生去自己设计模型和设计工具，使学生熟练创建模型和工具为后面教学打下基础。

项目四机器人离线轨迹编程教学要求1、学会创建工件的机器人轨迹曲线2、学会生成工件的机器人轨迹曲线路径3、学会机器人目标点的调整4、学会机器人轴配置参数调整5、了解离线轨迹编程的关键点6、学会机器人离线轨迹编程辅助工具的使用教学内容任务一创建机器人离线轨迹曲线及路线任务二机器人目标点调整及轴配置参数任务三机器人离线轨迹编程辅助工具教学建议本项目主要是要把轨迹曲线路径生成方法教授清楚，让学生在理解下加以练习。

因为本项目教学涉及到机器人的运动指令，在离线轨迹讲授时有必要解释运动指令的定义和作用，便于学生去理解。

项目五 Smart组建的应用教学要求1、了解什么是Smart组件2、学会用Smart组件创建动态输送链3、学会用Smart组件创建动态教学内容任务一用Smart组件创建动态输送链SC-InFeeder任务二用Smart组件创建动态夹具SC-Gripper任务三工作站逻辑设定任务四Smart组件——子组件概览教学建议本项目是本课程的重点内容，讲授时注意Smart组件的输送链动态效果的创建，因为动态效果创建的步奏较复杂，示范操作时注意讲清楚每一个步骤的作用和关联性，以便学生理解。

项目六带导轨和变位机器人系统创建与应用教学要求1、学会创建带导轨的机器人系统2、学会创建导轨运动轨迹并仿真运行3、学会创建带变位机的机器人系统4、学会创建变位机运动轨迹并仿真运行教学内容任务一创建带导轨的机器人系统任务二创建带变位机的机器人系统教学建议本项目主要是让学生创建带变位机的机器人系统和导轨系统，导轨系统在前几个项目中都有出现过也使用过，所以在本项目可以让学生自学和练习。

在讲授带变位机机器人系统是要把变位机的作用和特点讲授清楚，在讲授运动轨迹时注意把每个视觉和指令都讲清楚，以便学生理解学习。

项目七 ScreenMaker示教器用户自定义界面教学要求1、了解ScreenMaker的功能2、学会设定与示教器用户自定义界面关联的RAPID程序与数据3、学会使用ScreenMaker创建示教器用户自定义界面4、学会使用ScreenMaker中的控件构建示教器用户自定义界面5、学会使用ScreenMaker调试并修改示教器用户自定义界面教学内容任务一了解ScreenMaker及准备工作任务二创建注塑机取件机器人用户自定义界面任务三设置注塑机取件机器人用户信息界面任务四设置注塑机取件机器人用户状态界面任务五设置注塑机取件机器人用户维修界面教学建议本项目为本课程的重点内容，讲授时要多结合实际工业机器人在实际生产中的应用，操作示范时把每一个设置步骤仔细讲清楚，每讲完一个设置步骤就让学生练习。

项目八 RobotStudio的在线功能教学要求1、学会使用RobotStudio与机器人进行连接的操作2、学会使用RobotStudio在线备份与恢复的操作3、学会使用RobotStudio在线进行RAPID程序编辑的操作4、学会使用RobotStudio在线编辑I/O信号的操作5、学会使用RobotStudio在线进行文件传送的操作6、学会使用RobotStudio在线监控机器人及示教器动作状态7、学会使用RobotStudio进行用户权限的管理8、学会使用RobotStudio进行机器人系统的创建与安装教学内容任务一使用RobotStudio与机器人进行连接并获取权限的操作任务二使用RobotStudio进行备份与恢复的操作任务三使用RobotStudio在线编辑RAPID程序的操作任务四使用RobotStudio在线编辑I/O信号的操作任务五使用RobotStudio在线文件传送任务六使用RobotStudio在线监控机器人和示教器状态任务七使用RobotStudio在线设定示教器用户操作权限管理任务八使用RobotStudio在线创建与安装机器人系统教学建议本项目为本课程的重点内容，前7个项目都是在电脑上模拟应用，本项目与前7个项目不同的是，本项目使用RobotStudio软件的在线功能与机器人进行操作。

在讲授时注意把机器人的安全操作事项讲授清楚，避免学生误操作导致机器人系统数据丢失或者其他安全事故，讲授RAPID程序指令时要把指令和格式作用讲授清楚，让学生操作机器人系统数据是务必要做好机器人系统数据相关的备份。

最新机器人教学的意义把机器人教育引入校园，从发展的眼光来看，机器人肯定会越来越普及。

有专家预言，从信息产业的角度看，本世纪第一个十年将是智能机器人时代。

随着信息技术教育课程与教材改革的深入和人工智能技术的发展，在信息技术教育中渗透机器人学科知识与机器人应用前景方面的教育已势在必行。

机器人最早只是在工厂里使用，现在已经在娱乐、医院和家庭等日常生活中使用。

如韩国、日本将为将自己打造为一个高技术国家，他们预言说，到2015-2020年，每一个韩国家庭里都将拥有至少一个机器人。

将来机器人可能会像计算机、汽车一样家家都有，变成人类离不开的一个工具，那时人人都要进行机器人的学习，将来会有越来越多的中小学生接触到机器人。

机器人教育也会越来越普及，而且可以学到比计算机更全面的知识，除了能够学到编程语言、程序设计以外，同时还能学到机电方面的知识，所以机器人进入中小学教育是当今科技发展的一个必然趋势。

机器人融合了计算机、机械、电子、通讯、控制、声、光、电、磁等多个学科领域的知识。

在活动中，既教会学生去思考，又让学生通过动手、动脑，培养综合素质。

学生通过亲手组装机器人系统、检测调整传感器、编制调试控制程序等工作，能够使学生的综合知识水平得到提高，使学生的动手能力、逻辑思维能力、综合应用能力、创新能力等都能得到全方位训练和提升，对进行学科知识渗透、培养素质全面的创新型人才具有重要的作用。

机器人进课堂后学生的学习兴趣高涨、综合素质提高、创新思维活跃，这正是素质教育的重要内容。

因此，机器人教育引入校园，对学生至少有以下三个方面的获益。

其一，丰富学科生活，培养动手能力。

由于生活水平的提高,现在的青少年自己动手制作玩具及科学模具的能力日益降低，创造发明的意念也渐呈弱化趋势。

所有令他们爱不释手的玩具均是玩具商生产出来的，亦即是需用钱买来的。

长此以往，将使未来中国少年儿童的求生能力、自我创造能力不断减低、变弱，这对于一个民族的科学发展是十分不利的。

自我组装、制造机器人不但会提升青少年的科学兴趣，同时也会从小培养学生养成凡事自己动手的良好生活习惯。

其二，锻炼意志品质,培养团队精神。

机器人制作涉及相关领域多种门类的专门知识，青少年必须广泛涉猎，持之以恒，才能有所成就。

机器人的制作过程，正是锻炼意志、培养坚韧品质的过程。

机器人制作一般都以二人、三人或一个团队的形式进行，群策群力、共同作业，就像体育比赛中的接力赛一样，缺一不可，整体的实力远超出个人的能力的发挥。

其三，激发创新精神，培养科学兴趣。

人们一直在思考和探索如何开发青少年智力的问题。

参与机器人制作，能使学生自小就对科学产生兴趣，获得科普知识，同时也将激发他们的创新能力。