《工業(yè)機器人技術》配套PPT課件,工業(yè)機器人技術,工業(yè),機器人,技術,配套,PPT,課件 [課程] 《工業(yè)機器人技術》課程標準 1 課程概述 1.1 課程名稱：工業(yè)機器人技術 1.2 課程性質：專業(yè)核心課 1.3 參考學時：56學時 1.4 參考學分：2.5學分 1.5 開設時間：第四學期 2 課程性質和任務 本課程是工業(yè)機器人技術專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，是必修課。其任務是：使學生掌握工業(yè)機器人系統(tǒng)構成、工業(yè)機器人編程等知識和進行機器工作站系統(tǒng)建模及仿真等技術，培養(yǎng)學生具備一定的工業(yè)機器人編程及仿真設計能力。內容包括工業(yè)機器人典型應用案例、離線編程基礎、機器人工作站系統(tǒng)模型、程序及軌跡設計、工業(yè)機器人現(xiàn)場編程基礎知識等。 3 課程目標 3.1 知識目標 （1）熟悉工業(yè)機器人離線編程應用領域； （2）掌握離線編程軟件安裝過程； （3）掌握離線編程軟件的工作界面使用方法； （4）掌握工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)外部設備模型構建方法； （5）掌握工業(yè)機器人仿真工作站的構建流程； （6）掌握工業(yè)機器人工作站的離線編程方法； （7）掌握工業(yè)機器人工作站的仿真測試方法； （8）掌握機器人工件及工作站設備的三維建模與設計分析。 （9）掌握工業(yè)機器人的現(xiàn)場手動操縱。 （10）掌握工業(yè)機器人的現(xiàn)場軌跡編程及設計。 3.2 能力目標 （1）能安裝工業(yè)機器人離線編程軟件； （2）能構建工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)模型； （3）能按要求在離線編程軟件下編寫工作站控制程序； （4）能對工業(yè)機器人工作站進行仿真測試。 （5）能對工業(yè)機器人進行現(xiàn)場操縱及編程操縱。 3.3 素質目標 （1）具有分析與決策能力； （2）具有發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力； （3）具有良好的心理素質、職業(yè)道德素質以及高度責任心和良好的團隊合作能力； （4）具有組織管理能力； （5）培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)和一定的創(chuàng)新意識； （6）養(yǎng)成“認真負責、精檢細修、文明生產(chǎn)、安全生產(chǎn)”等良好的職業(yè)道德； 4 課程設計思路 根據(jù)職業(yè)能力標準，以重點職業(yè)能力為依據(jù)確定課程目標，依據(jù)職業(yè)能力整合所需相關知識和技能，設計課程內容，以工作任務為載體構建“能力遞進”課程。 課程結構以就業(yè)崗位對就業(yè)人員知識、技能的需求取向，通過理實一體化教學、項目式技能訓練、綜合案例考核等活動，構建機器人工作站典型應用、軌跡設計及編程、機械及動態(tài)裝置、現(xiàn)場編程基礎等四大模塊的知識結構和能力結構，形成相應的職業(yè)能力。本課程的前續(xù)課程是《機電工程技術基礎》和《PLC控制系統(tǒng)的設計與維護》，并為后續(xù)課程《工業(yè)機器人工作站集成與維護》、《行業(yè)應用典型工作站維護》提供相應的理論及技術支持。 課程主要內容為ISO 10218-2-2011、IOS 15187:2000/GB/T 19399-2003、IEC 9506-3:1991、ISO/IEC 9506-3:1991、DIN7168-91、GB/T 33262-2016標準中的知識點和操作要求。 5 課程教學設計 表5.1 課程教學設計 序號 學習任務 職業(yè)能力 知識、技能、態(tài)度要求 教學活動設計 評價 學時 1 工業(yè)機器人簡介 3.2.1 3.2.2 3.4.1 ◆理解工業(yè)機器人背景 ◆理解工業(yè)機器人發(fā)展 ◆掌握工業(yè)機器人的機械組成及結構 ◆掌握工業(yè)機器人的電氣組成及結構 ◆理解工業(yè)機器人的示教器功能 ◆理解工業(yè)機器人控制柜功能 1.教學活動 ◆以ABB IRB120實訓工作站為典型案例進行教學 2.教學內容 ◆工業(yè)機器人背景 ◆工業(yè)機器人發(fā)展歷史 ◆工業(yè)機器人機械結構 ◆工業(yè)機器人電氣結構 ◆工業(yè)機器人的示教器 ◆工業(yè)機器人的控制柜 過程評價 作品考核 2 2 工業(yè)機器人離線典型應用案例 3.2.1 3.2.2 3.4.1 ◆理解工業(yè)機器人在汽車制造行業(yè)的應用分析 ◆理解工業(yè)機器人在食品加工行業(yè)的應用分析 ◆理解工業(yè)機器人在醫(yī)藥生產(chǎn)行業(yè)的應用分析 ◆理解工業(yè)機器人在機械鑄造行業(yè)的應用分析 ◆理解工業(yè)機器人在電子電氣行業(yè)的應用分析 ◆理解工業(yè)機器人在化工生產(chǎn)行業(yè)的應用分析 1.教學活動 ◆工業(yè)機器人典型工作站應用案例教學 ◆汽車制造行業(yè) ◆食品加工行業(yè) ◆醫(yī)藥生產(chǎn)行業(yè) ◆機械鑄造行業(yè) ◆電子電氣行業(yè) ◆化工生產(chǎn)行業(yè) 過程評價 作品考核 4 3 工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)模型構建 3.2.1 3.2.2 3.4.1 ◆熟練進行模型的選中和導入 ◆熟練進行工業(yè)機器人工作站外圍設備幾何模型構建 ◆熟練進行工業(yè)機器人第三方模型構建與導入 ◆熟練進行整體工業(yè)機器人工作站模型構建 ◆合理布局工業(yè)機器人工作站及設置布局 ◆熟練進行與SolidWorks軟件的匹配應用 1.教學活動 ◆工業(yè)機器人汽車前擋風玻璃切割工作站典型案例教學 2.教學內容 ◆導入模型 ◆選中模型庫 ◆配置工業(yè)機器人 ◆布局機器人工作站 ◆模型庫的位置設定 ◆工作站整體布局 ◆與SolidWorks組合 過程評價 作品考核 12 4 工業(yè)機器人編程基礎及軌跡設計 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.3.1 3.3.2 3.4.1 3.4.3 3.4.4 ◆熟練進行機器人手動控制及關節(jié)運動控制 ◆熟練進行機器人工件坐標系的設定 ◆熟練進行機器人工具坐標系的設定 ◆熟練理解機器人基本運動指令的應用 ◆熟練進行機器人運動軌跡路徑的規(guī)劃設計 ◆熟練進行工作站仿真 ◆熟練進行視頻的錄制 1.教學活動 ◆工業(yè)機器人汽車前擋風玻璃切割工作站典型案例教學 2.教學內容 ◆手動關節(jié)控制 ◆精確坐標關節(jié)控制 ◆工件坐標系設定 ◆工具坐標系設定 ◆基本運動指令 ◆基本邏輯指令 ◆運動軌跡及路徑設計 ◆工作站仿真與調試 ◆工作站視頻的錄制 過程評價 作品考核 12 5 工業(yè)機器人的現(xiàn)場操縱 3.2.3 3.3.1 3.3.2 3.4.1 3.4.3 3.4.4 ◆熟練掌握機器人使用安全 ◆熟練進行示教器的使用 ◆熟練掌握工業(yè)機器人坐標系 ◆熟練掌握工業(yè)機器人控制器結構 ◆熟練使用示教器對機器人進行手動操作 ◆熟練掌握控制柜常用操作 ◆熟練設置工具坐標系 ◆熟練設置用戶坐標系 ◆熟練操作示教器激活工具坐標系 1.教學活動 ◆規(guī)范啟動動工業(yè)機器人，并進行手動操作。 2.教學內容 ◆機器人使用安全環(huán)境、安全規(guī)程 ◆示教器操作界面的認識、各功能鍵的作用和使用方式 ◆針對工作任務要求合理選擇不同的坐標系 ◆控制柜常規(guī)型號與組成、控制器的組成、功能。和機器人本體的連接。 ◆工具坐標系機械接口坐標系及其設置方法 ◆激活工具坐標系 ◆檢驗工具坐標系 ◆用戶坐標及其設置方法 過程評價 作品考核 12 6 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.3.1 3.3.2 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 ◆熟練掌握編程相關功能 ◆熟練掌握基本指令的使用 ◆熟練掌握特殊指令的使用 ◆熟練掌握程序的創(chuàng)建、選擇、復制、執(zhí)行。 1.教學活動 ◆根據(jù)要求程序的創(chuàng)建、選擇、復制、執(zhí)行，根據(jù)運動要求，編程 2.教學內容 ◆程序的創(chuàng)建、選擇、復制、刪除、執(zhí)行 ◆學習機器人編程常用基本功能指令 ◆學習工業(yè)機器人編程特殊功能機器人 過程評價 作品考核 12 7 期末考試 操作考試 理論考試 2 說明：“職業(yè)能力”欄中編碼的對應內容參見“Ⅰ 職業(yè)能力標準” 6 教學實施 6.1 教學建議 （1）本課程部分內容考慮采用理實一體化教學，以典型工作任務為導向，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的實際操作能力。在教學過程中，教師示范和學生分組討論、訓練互動，學生提問與教師解答、指導有機結合，讓學生在“教”與“學”過程中，充分理解和掌握工業(yè)機器人離線編程及仿真技術。 （2）在教學過程中，由于設備和場地的限制，往往制約了學生實踐技能的培養(yǎng)，教學中可充分使用仿真、模擬軟件進行訓練，同時積極與企業(yè)建立密切的合作關系，充分挖掘企業(yè)的潛力，可把部分實訓項目安排在企業(yè)中進行，提高學生的崗位適應能力。 （3）在教學過程中，要重視本專業(yè)領域新技術、新工藝、新材料發(fā)展趨勢，貼近企業(yè)、貼近生產(chǎn)。為學生提供職業(yè)生涯發(fā)展的空間，努力培養(yǎng)學生參與社會實踐的創(chuàng)新精神和職業(yè)能力。 6.2 參考教材選用 選取原則：難易適中，應用性強，突出職教特色；結合各院校教學設計及實訓條件，設計個性化校本教材、實訓教材，以工業(yè)機器人系統(tǒng)集成企業(yè)或終端應用企業(yè)的真實案例，進行重新設計，轉化為教學資源，配套建設相應參考教材。 （1）吳海波.《工業(yè)機器人3D仿真與離線編程》（校本） （2）陳小艷.《工業(yè)機器人離線編程》.常州：常州機電職業(yè)技術學院 （3）蔣慶斌，陳小艷．《工業(yè)機器人現(xiàn)場編程》．北京：機械工業(yè)出版社，2014 （4）汪勵，陳小艷．《工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成》．北京：機械工業(yè)出版社，2014 （5）各公司仿真軟件使用手冊、工業(yè)機器人使用手冊等。 6.3 教學資源 表6.2 校內實訓資源 序號 主要實訓設備 型號規(guī)格 品牌 人數(shù) 備注 1 離線編程軟件 MotoSim、RobotStudio、RoboGuide等 50 按照每人一套配置 2 系統(tǒng)建模軟件 SolidWorks、PTC Creo、UG等 50 按照每人一套配置 3 電腦 處理器≥i5，內存≥4G，顯存≥2G 50 按照每人一套配置 4 輔助教學設備 投影儀、白板、廣播軟件等 2 表6.3 課程教學資源 序號 資源網(wǎng)站名稱 網(wǎng)址 主要內容 1 中國工控網(wǎng) www.gkyp.net 提供最新的工控行業(yè)資訊等時效性高的信息和技術交流平臺 2 國家精品課程資源網(wǎng) http://www.jingpinke.com/ 提供各種優(yōu)秀的教學資源 3 華信教育資源網(wǎng) http://www.hxedu.com.cn/ 提供與課程配套的教學和學習資源 4 中國機器人應用網(wǎng) http://www.robot-cn.net/ 提供工業(yè)機器人領域最前沿的科技發(fā)展方向 5 中國工業(yè)機器人網(wǎng) http://www.robot-china.net/ 工業(yè)機器人領域最新資訊 7.訓練項目設計： 7.1 訓練項目示例一： 7.1.1 項目描述 RobotStudio虛擬仿真軟件主要應用于ABB 工業(yè)機器人離線編程及虛擬仿真，是市場上主流的離線編程軟件之一。本項目主要針對RobotStudio6.0.1版本軟件為案例背景進行軟件應用分析、離線編程行業(yè)分析、軟件安裝與激活等內容。 7.1.2 訓練要求 表7.1 訓練要求及標準 序號 步驟 訓練內容 訓練標準 1 離線編程應用背景 離線編程發(fā)展、功能等 按照EN 10083標準 2 RobotStudio行業(yè)應用 典型行業(yè)應用案例等 按照JB/T 8430-2014標準 3 RobotStudio安裝配置 正確安裝、正確配置等 按照ISO 10218-2-2011標準 4 RobotStudio授權激活 正確版本號、授權激活等 按照ISO 10218-2-2011標準 7.2 訓練項目示例二： 7.2.1 項目描述 工業(yè)機器人汽車前擋風玻璃切割工作站主要應用于汽車制造生產(chǎn)行業(yè)中，汽車前擋風玻璃的邊緣切割機及其組裝是其中的眾多工序之一。本項目主要針對典型的汽車前擋風玻璃模型為案例背景進行工作站設計布局、機器人參數(shù)設置、機器人程序軌跡編程等內容。 7.2.2 訓練要求 表7.2 訓練要求及標準 序號 步驟 訓練內容 訓練標準 1 設計工作站外圍模型 圖紙幅面、格式、比例尺等 按照EN 10083標準 2 合理布局工作站 測量尺寸、合理布局等 按照ISO 10218-2-2011標準 3 布局機器人系統(tǒng) 生成機器人系統(tǒng)等 按照GB/T 33262-2016標準 4 配置機器人參數(shù) 參數(shù)配置、IO配置等 按照ISO 10218-2-2011標準 5 模型修訂 誤差測量、圖形修訂 按照ISO 12100-1:2003標準 7.3 訓練項目示例三： 7.3.1 項目描述 本項目在項目二的基礎上進一步進行工業(yè)機器人編程及軌跡設計。本項目主要針對典型的汽車前擋風玻璃模型為案例背景進行手動控制精確訓練、工件坐標系、工具坐標系、基本運動指令、程序編程及軌跡設計等內容。 7.3.2 訓練要求 表7.3 訓練要求及標準 序號 步驟 訓練內容 訓練標準 1 手動精確控制 六關節(jié)、精確控制、誤差 按照GB/T 33262-2016標準 2 工件坐標系設置 右手法則、精測、比例尺等 按照ISO 9787:1999標準 3 工具坐標系設置 三點法定義、精測、比例尺 按照ISO 9787:1999標準 4 編程及軌跡設計 手動路徑、自動路徑等 按照ISO 10218-2-2011標準 5 仿真及修訂 誤差測量、軌跡及精度修訂 按照IEC 62079:2001標準 7.4 訓練項目示例四： 7.4.1 項目描述 碼垛應用是工業(yè)機器人最典型的應用之一，廣泛應用于食品、化工、汽車、物流等各行業(yè)。本項目主要針對標準物料包裝盒為模型，在典型工業(yè)流水線輸送并下料碼垛為案例背景進行機械裝置、Smart動態(tài)組件、碼垛程序設計等內容。 7.4.2 訓練要求 表7.4 訓練要求及標準 序號 步驟 訓練內容 訓練標準 1 設計機械裝置 精度、誤差、比例尺、運動 按照GB/T 14665-1998標準 2 Smart動態(tài)組件 組件模型、邏輯塊等 按照ISO 10218-2-2011標準 3 Smart動態(tài)邏輯 IO塊、邏輯關聯(lián)等 按照ISO 10218-2-2011標準 4 碼垛程序 邏輯、運算、誤差、精度等 按照GB/T 33262-2016標準 5 仿真及修訂 誤差測量、軌跡及精度修訂 按照IEC 62079:2001標準 7.5 訓練項目示例五： 7.5.1 項目描述 多工業(yè)機器人協(xié)同作業(yè)是工業(yè)機器人應用中的最典型應用之一，廣泛應用于食品、化工、汽車、物流等各行業(yè)，隨著工業(yè)生產(chǎn)的自動化、智能化程度不斷提高，越來越多的工序均可由多臺工業(yè)機器人共同完成，能夠完成更為復雜的工序。本項目主要針對兩臺IRB 120型工業(yè)機器人進行鼠標的組裝為背景案例，進行多機協(xié)同、機器人通信、并行控制、組裝工藝邏輯控制等內容。 7.5.2 訓練要求 表7.5 訓練要求及標準 序號 步驟 訓練內容 訓練標準 1 多機器人系統(tǒng) 創(chuàng)建、布局、尺寸精度等 按照IEC 9506-3:1991標準 2 機器人通信 IO通信、Smart通信等 按照GB/T16720.3-1996標準 3 并行多機控制 Smart、多機器人系統(tǒng)并行 按照IEC 9506-3:1991標準 4 組裝工藝控制 邏輯、量測、精度、尺寸 按照IEC 9506-3:1991標準 5 仿真及修訂 誤差測量、軌跡及精度修訂 按照IEC 62079:2001標準 8.課程考核 8.1考核內容 本課程考核內容包括訓練項目考核、綜合實訓作品考核和理論考核三部分，前兩項考核為現(xiàn)場操作考核，理論考核為筆試。訓練項目考核，即對學生完成的每一個訓練項目進行評價；綜合實訓作品考核，即學生完成本課程學習和相關訓練項目后，科學設計組合項目，對學生進行本課程綜合實訓評價；理論考核，即學生完成本課學習各，對所學內容（主要是專業(yè)知識）進行綜合評價。 表8.1 考核內容 考核階段 考核內容 考核形式 成績比例 訓練項目考核 學習態(tài)度、課堂紀律、6S管理、團隊合作精神、單項實踐操作技能 課堂提問、平時作業(yè)、實驗報告、小論文、階段小考、小測驗等 10% 項目作品：標注規(guī)范、設計合理、功能齊全、達到任務要求、文檔制作規(guī)范等 項目（作品）考核、獨立檢查、提問、答辯、項目設計文檔等 30% 理論考核 理論知識內容、綜合知識、整體評價、應用技能、技術文檔等 期終理論考試、作業(yè)文檔考核，提問、答辯、階段測試、小測驗等 20% 綜合實訓作品考核 綜合技能、職業(yè)規(guī)范、創(chuàng)新能力等 期終考試、項目（作品）考核、綜合答辯、項目報告、大論文等 40% 8.2 成績評定表 表8.2成績評定表 訓練項目考核(40%) 綜合實訓作品考核(40%) 理論考核(20%) 總成績 項目 1 項目 2 項目 3 項目4 項目4 項目6 平均 8.3 評分要點與評分標準 8.3.1 訓練項目考核 包括學習紀律與學習態(tài)度、職業(yè)素養(yǎng)與規(guī)范、訓練項目作品質量等方面，分別占10%、占10%、占80%。評分標準如下： 表8.3 訓練項目考核評分標準 序號 考核項目 考核內容 分值 評分標準 檢測結果 得分 1 作品質量 （80分） 軟件版本號一致性 20 不合理每處扣2分 2 軟件正確安裝并配置正確 30 不合理每處扣2分 3 軟件獲得正版授權激活 到設計 30 不合理每處扣2分 6 職業(yè)素養(yǎng)與操作規(guī)范 （10分） 加工工藝方案 3 不合理每處扣1分 7 工量具、設備使用 2 不熟練酌情扣分 8 安全、規(guī)范操作 3 酌情扣分 9 愛護工量具、設備，工位清潔 2 酌情扣分 10 學習紀律與學習態(tài)度（10分） 學習紀律 4 酌情扣分 11 學習態(tài)度 3 酌情扣分 12 團隊精神 3 酌情扣分 總分 100 8.3.2 綜合實訓考核 包括職業(yè)素養(yǎng)與規(guī)范、作品質量，分別占20%、80%。評分標準如下表： 表8.4 綜合實訓考核評分標準 序號 考核項目 考核內容 分值 評分標準 檢測結果 得分 1 作品質量 （80分） 方案設計合理規(guī)范 10 不合理每處扣2分 2 文檔制作合理規(guī)范 10 不合理每處扣2分 3 作品標注符合規(guī)范并達到設計任務要求 到設計 10 不合理每處扣2分 4 作品功能設計合理并達到設計任務要求 40 不合理每處扣5分 功能缺失遺漏每項扣5分 5 作品程序設計合理規(guī)范并達到任務要求 10 不合理每處扣2分 材料缺失遺漏每項扣2分 6 職業(yè)素養(yǎng)與操作規(guī)范 （20分） 加工工藝方案 6 不合理每處扣1分 7 工量具、設備使用 4 不熟練酌情扣分 8 安全、規(guī)范操作 6 酌情扣分 9 愛護工量具、設備，工位清潔 4 酌情扣分 總分 100 9.其他 本課程標準在使用過程中，要根據(jù)教學情況進行不斷的完善與修訂。 教師應根據(jù)實際情況，制訂教學計劃，設計更加詳細、完善的單元教學方案。 訓練項目參考學時可以根據(jù)學校教學實際情況予以調整，以保證項目訓練的正常實施。