《工业机器人系统集成》课标

《工业机器人系统集成》课程标准
目录
一、课程信息 (1)
二、课程概述 (1)
（一）课程性质与功能定位 (1)
（二）课程设计理念与思路 (2)
三、课程目标 (2)
（一）总体目标 (2)
（二）具体目标 (3)
四、课程内容标准安排 (4)
（一）学习项目及工作任务 (4)
（二）工作任务及标准表 (5)
（三）课程教学安排 (9)
五、课程考核方案 (11)
六、教学实施建议 (15)
（一）授课教师基本要求 (15)
（二）教材选用与课程资源利用 (15)
（三）教学方法与策略 (16)
（四）实验实训设备配置建议 (16)
一、课程信息
表1 课程信息
表2 课程标准开发团队名单
二、课程概述
（一）课程性质与功能定位
《工业机器人系统集成》课程是我校自动化应用技术专业群中工业机器人技术专业的一门专业核心课程，在学习了《电工基础》、《机械制图与计算机绘图》、《机器人基础》、《工业机器人现场编程》、《工业机器人虚拟仿真》等课程后，具备常用电工电子设备、仪器仪表、机械图、电路图的识图和机器人相关基础知识基础上开设的一门综合性较强的理论与实践相结合课程。

该课程对接工业机器人技术专业人才培养目标，面向工业机器人操作编程、安装调试、系统维护等工作岗位，以机器人系统集成的认知为基础，对典型的工业机器人搬运
工作站系统集成、工业机器人码垛工作站系统集成和多机器人智能制造工作站系统集成进行分析和讲解，通过项目式教学方法，介绍典型工作站集成系统的组成、机器人及关键部件的选型、电气电路设计、外围系统构建和机器人与外围系统接口技术等，将相关的原理与实践有机结合，注重学生职业能力、职业素养和团队协作等综合素质的培养。

为后续教学顶岗实习等课程学习奠定基础。

（二）课程设计理念与思路
结合工业机器人技术专业人才培养目标和课程特点，本门课程以典型工业机器人集成系统为载体，构建基于“工作站认知→机器人及关键部件的选型→电气电路设计→外围系统构建→接口技术学习→操作调试”工作过程的课程内容，设计并开发了三个典型系统集成项目；课程采用基于项目化教学模式，以任务驱动为主线，以教师为主导，以学生为主体，注重理论与实践相结合的教学方式。

具体课程设计思路为：根据学生认知水平、学校实际情况以及企业工业机器人典型工作站岗位的需求，确定课程对接的职业岗位及能力要求，依托现有和规划的实训设备构建基于工作过程的项目内容，从而确定学习目标及工作任务，具体课程的学习项目及工作任务设置如图 1 所示。

图 1 学习项目及工作任务示意图
三、课程目标
（一）总体目标
通过本门课程的学习，使学生具备工业机器人系统集成分析、设计和实施的能力，
能够对集成过程中机器人及关键部件进行选型，能够完成电气电路设计、外围系统构建和机器人与外围系统接口通信等，能够根据不同实际需要给出不同的工业机器人系统集成解决方案，能够分析、解决系统集成中遇到的一般问题，将相关的原理与实践有机结合，注重学生职业能力、职业素养和团队协作等综合素质的培养，提高学生知识、技能和态度等综合素质。

（二）具体目标
1.职业知识目标
（1）能够准确描述典型工业机器人集成系统的基本结构、系统组成和各部分功能；
（2）能够正确归纳工业机器人系统集成技术要求解析和流程分析过程；
（3）能够准确描述工业机器人搬运工作站的系统组成和工作过程；
（4）能够正确设计出合理的搬运工作站集成系统技术方案；
（5）能够准确描述工业机器人码垛工作站的系统组成和工作过程；
（6）能够正确设计出合理的码垛工作站集成系统技术方案；
（7）能够准确描述多机器人智能制造工作站的系统组成和工作过程；
（8）能够正确设计出合理的多机器人智能制造集成系统技术方案。

2.职业能力目标
（1）能够识别不同类型工业机器人及其应用场合；
（2）能够进行典型工业机器人集成系统的规划；
（3）能够进行工业机器人搬运工作站集成系统关键部件选型和电气电路设计；
（4）能够独立设计工业机器人搬运工作站集成系统整机程序并完成调试；
（5）能够进行工业机器人码垛工作站集成系统关键部件选型和电气电路设计；
（6）能够独立设计工业机器人码垛工作站集成系统整机程序并完成调试；
（7）能够进行多机器人智能制造工作站集成系统关键部件选型和电气电路设计；
（8）能够独立设计多机器人智能制造工作站集成系统整机程序并完成调试。

3.职业素质目标
（1）具有良好的职业道德、行为操守及团队合作精神；
（2）具有良好的语言表达与社会沟通能力；
（3）具有科学的创新精神、决策能力和执行能力；
（4）具有从事专业工作安全生产、环保等意识；（5）具有节约资源、降低生产成本的社会责任感。

四、课程内容标准安排
（一）学习项目及工作任务
学习项目及工作任务一览表（如表 3 所示）。

表3 学习项目及工作任务一览表
（二）工作任务及标准表（如表 4 所示）
表4 工作任务及标准表
5
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7
8
辽宁装备制造职业技术学院工业机器人技术专业《工业机器人系统集成》课程标准
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（三）课程教学安排（如表 5 所示）
表5 课程教学安排
五、课程考核方案
1.课程考核分为终结性评价和过程性评价。

2.终结性评价包括标准化试题的闭卷考试及工作任务的考核。

设置一个完整的系统集成项目或部分典型的工作任务，该项目或任务以本课程能力目标所对应的操作技能为支撑，以此考核学生掌握的情况，如表6 所示。

表6 课程评价总表
3.过程性评价针对各学习环节进行考核。

对每个项目进行分段考核，通过上一个项目的考核后进行下一个项目的学习；对学生在完成任务过程中所表现的能力、素质分为为综合评价、教师评价和学生评价等，如表7 所示（表7-1~表7-4）。

表7-1 项目1 对应评价标准
表7-2 项目2 对应评价标准
表7-3 项目3 对应评价标准
表7-4 项目4 对应评价标准
六、教学实施建议
（一）授课教师基本要求
本课程授课教师须具有本科以上学历，讲师及以上职称，具备机器人基本操作技能，能够针对不同实际应用进行工业机器人系统集成方案规划，并能够完成系统的设计和调试，有企业工作经验或授课前经过专门的基本操作技能训练，取得机器人相关培训证书或职业资格证书。

（二）教材选用与课程资源利用
1.教材选用（见表8）
表8 教材选用表
2.课程资源开发与利用
（1）为提高学生参与度进而为后续实践学习做铺垫，借助学校现有智慧教学工具“雨课堂”进行线上线下交流。

（2）在讲述机器人机械结构、驱动与传动机构、传感系统等时，为增加学生认知度，需要开发设计相应的3D 人机交互动画演示、配套电子课件、案例库等。

（3）在讲解示教器的操作及编程时，为保证学生对实践操作有宏观了解，需使用视频及微课程资源。

（4）在设计相关工作站时，基于现有条件和学生认知程度要借用RobotStudio、博
图等软件进行仿真和模拟。

（三）教学方法与策略
1.教学方法
《工业机器人系统集成》课程主要采用任务驱动教学方法，按任务实施需要讲授所
需知识与技能，打破传统知识体系，结合“应用”需要组织内容；在任务或项目实施中，理
论讲解采用启发引导式教学，培养和提高学生独立思考和分析问题的能力，注重创新思维训练。

针对每个任务，采用任务书的形式，通过该任务的效果图或视频导入，提出任务目标，学生做出完整任务的工作计划，任务完成后进行评估和检查。

学生在制定工作计划前，教师对完成任务所用到的知识做出必要的讲解。

知识的讲解建立在学生对所学内容有感性
认识的基础之上，提出任务，引导学生主动思考、找寻答案，再通过知识讲解，然后完
成任务。

灵活应用讲授法、课堂讨论等教学方法，多采用图片、动画及虚拟等形象直观的教
学资源，提高学生的学习兴趣和积极性。

2.教学策略
教学过程建议采用多元化的现代教育技术手段，可采用智慧教学工具“雨课堂”和
现场教学相结合，实现混合式教学、引进行业、企业专家参与教学，利用“雨课堂”将理
论知识发送给学生预习，然后通过课堂讲解加以强化，扬长避短，提高教学效率。

在校外
实践学习方面，可以采用去企业实地教学，请企业专家来校授课等方式开展。

（四）实验实训设备配置建议
《工业机器人系统集成》课程主要以工业机器人虚拟仿真实训室RobotStudio 仿真
软件和ABB 机器人校企合作实训室相关工业机器人系统为学习设备，采用理论与实践
相结合的教学模式，利用信息化教学手段，因此实训室需保障多媒体设备和网络。

实验实训设备配置包括：校内实践条件（表9、10）、校外实践环境要求（表11）。

表9 《ABB 机器人校企合作实训室》
表10 《工业机器人虚拟仿真实训室》
表11 《工业机器人系统集成》课程校外实习基地。