《工业机器人结构与控制系统》课程标准

PAGEPAGE3《工业机器人结构与控制系统》课程标准课程基本信息课程名称：《工业机器人结构与控制系统》课程学时：360开课时段：第三学年（第5学期）适用专业：适用于六年制预备技师工业机器人应用与维护授课对象：工业机器人应用与维护专业学生一、制订课程标准的依据本标准依据工业机器人应用与维护专业教学标准中的人才培养规格要求和对《工业机器人结构与控制系统》课程教学目标要求，对接工业机器人应用与维护专业服务的职业岗位群职业能力和相关技能标准而制订。用于指导《工业机器人结构与控制系统》课程建设与课程教学。三、课程性质与任务《工业机器人结构与控制系统》是工业机器人应用与维护专业的专业核心、课程，是工业机器人装调维护等人员必备的知识。通过本课程的学习，使学生了解工业机器人的机器人机械系统的组成，熟悉工业机器人的安装和调试方法，为后续课程学习奠定基础。本课程实践性较强，学习时应注意理论联系实际，培养实际应用能力，是集专业理论与技能训练于一体的专业核心课程，是工业机器人应用与维护专业核心课程，学生通过学习了解可编程控制器的基本构成、功能、工作原理和型号种类，掌握可编程控制器接线方法、编程方法，学会应用基本及功能指令完成梯形图编程，学会工业机器人系统的仿真搭建，建立工业机器人工具、工件坐标系及TCP点的测量，掌握工业机器人的示教方法、编程指令的应用安装和调试方法、输入输出的点位配置、控制器与PLC的联调，学会运用相关知识分析问题和解决问题，具有一定的创新思维能力、科学的工作方法和良好的职业道德意识，为职业能力发展奠定良好的基础。四、本课程与其它课程的关系序号前期课程名称为本课程支撑的主要能力1工业机器人认知认知工业机器人的机械结构的能力2转向臂机械系统装配与调试机械零件图的绘制、识图能力序号后续课程名称需要本课程支撑的主要能力1工业机器人机械系统仿真与装调工业机器人机械结构认知2工业机器人电气系统仿真与装调工业机器人电气结构认知3工业机器人电气系统安装与装调1.工业机器人示教操作技能2.工业机器人系统仿真搭建技能4工业机器人基础工作站系统安装与调试1.外围PLC安装接线技能；2.工业机器人的能力五、课程目标与要求通过本课程的学习和训练，使学生具备以下知识-能力-素质：1.了解可编程控制器的基本构成、功能、工作原理和型号种类2.掌握可编程控制器接线方法3.学会应用基本及功能指令完成梯形图编程4.掌握可编程控制器的编程方法5.学会工业机器人系统的仿真搭建6.学会建立工业机器人工具、工件坐标系及TCP点的测量7.掌握工业机器人的示教方法8.掌握工业机器人编程指令的应用9.掌握工业机器人输入输出的点位配置10.掌握工业机器人控制器与PLC的联调11.养成诚信、敬业、科学、严谨的工作态度和较强的法律法规、安全、质量、效率、保密及环保意识，具有良好的职业道德素质。12.培养自学能力、工具应用（如资料检索等）能力、技术文件写作表达能力、沟通与团队协作能力等方法能力与社会能力，具备较强的工作能力、知识迁移应用能力，具有终身学习的精神和和可持续发展能力。六、课程的主要内容与建议学时序号一级学习情境二级学习情境学时教学形式融入大赛要求1可编程序控制器的应用1.认识PLC结构与工作原理2.基本指令的应用3.程序设计方法应用4.功能指令的应用170通过视频、微课、PPT和实训室等专用设施等来实现2-2PLC基本编程技能2工业机器人仿真基础1.工业机器人仿真软件工作站的建立；2.工业机器人仿真软件的建模功能；3.工业机器人离线轨迹编程；4.mart组件的使用；90通过视频、微课、PPT和实训室等专用设施等来实现3工业机器人的应用1.认识工业机器人2.工业机器人基本操作3.工业机器人外围控制基础100通过视频、微课、PPT和实训室等专用设施等来实现1-1操纵机器人坐标系，用于机器人，组件和工具。1-2控制机器人运动。1-3控制机器人输入/输出（I/O）功能。1-5实现重新编程和调整。2-1工业机器人码垛操作与编程合计360PAGEPAGE7七、课程结构与内容学习情境名称教学目标学习的内容与训练的项目教学载体学时建议教学方法手段与资源利用建议教学环境说明考核评价认识PLC结构与工作原理1.了解PLC的工作原理2.掌握PLC的接线方法3.会使用编程软件4.会对PLC的外围进行接线1.PLC简介2.PLC的发展3.PLC的特点4.PLC的组成5.PLC的分类6.PLC的编程语言7.FX系列PLC的基本接线方式8.FX系列PLC编程元件介绍12教学方法：采用讲授法、引导文法、案例教学法、考察法等教学方法。媒介资源：教材、教案、多媒体课件、图片、视频、技术手册、规范、案例、软件、实物等。有多媒体教室、PLC实训室等。过程考核与终结考核相结合。本情景学习和训练内容，在总考核占5%。基本指令的应用1.熟悉触点线圈的使用，并能正确避免双线圈2.理解PLC的工作原理3.能理解线圈触点的使用方法4.掌握定时器、计数器以及辅助继电器的功能、分类及格式，并能在程序中正确使用5.掌握基本指令的格式、功能及使用方法1.PLC的等效电路图2.PLC的工作过程3.PLC的循环扫描工作方式4.定时器、计数器及辅助继电器的应用5.避免双线圈的方法6.置位和复位指令的应用7.主控移位和复位指令的应用8.上升沿和下降沿检测指令的应用56教学方法：采用讲授法、引导文法、案例教学法、考察法等教学方法。媒介资源：教材、教案、多媒体课件、图片、视频、技术手册、规范、案例、软件、实物等。有多媒体教室、PLC实训室等。过程考核与终结考核相结合。本情景学习和训练内容，在总考核占15%。程序设计方法应用1.能正确分析各点逻辑关系2.掌握逻辑设计法3.能理解时序设计法的设计原理，能运用时序设计法正确划分区间4.掌握时序设计法5.能正确理解顺序控制的步、动作及转移条件的概念6.掌握顺序控制设计法1.逻辑设计法2.时序设计法3.顺序控制设计法56教学方法：采用任务设计法、四步教学法、演示法、引导文法等教学方法。媒介资源：教材、教案、多媒体课件、图片、视频、技术手册、规范、案例、软件、实物等。电有多媒体教室、PLC实训室等。过程考核与终结考核相结合。本情景学习和训练内容，在总考核占10%。功能指令的应用1.功能指令的特点2.功能指令的格式、功能及使用方法MOVE等功能指令的应用46教学方法：采用讲授法、引导文法、案例教学法、考察法等教学方法。媒介资源：教材、教案、多媒体课件、图片、视频、虚拟仿真实训室等。有多媒体教室、PLC实训室等。过程考核与终结考核相结合。本情景学习和训练内容，在总考核占5%。工业机器人仿真软件工作站的建立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1.布局工业机器人基本工作站2.建立工业机器人系统与手动操纵3.创建工业机器人工件坐标与轨迹程序任务4.仿真运行机器人及录制视频12教学方法：采用讲授法、引导文法、案例教学法、考察法等教学方法。媒介资源：教材、教案、多媒体课件、图片、视频、虚拟仿真实训室等。有多媒体、电脑配有RobotStudio仿真软件过程考核与终结考核相结合。本情景学习和训练内容，在总考核占5%。工业机器人仿真软件的建模功能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。1.建模功能的使用2.测量工具的使用3.创建机械装置4.创建机器人用工具12教学方法：采用讲授法、引导文法、案例教学法、考察法等教学方法。媒介资源：教材、教案、多媒体课件、图片、视频、虚拟仿真实训室等。有多媒体、电脑配有RobotStudio仿真软件过程考核与终结考核相结合。本情景学习和训练内容，在总考核占5%。工业机器人离线轨迹编程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。1.创建机器人离线轨迹曲线及路径2.机器人目标点调整及轴配置参数3.机器人离线轨迹编程辅助工具38教学方法：采用讲授法、引导文法、案例教学法、考察法等教学方法。媒介资源：教材、教案、多媒体课件、图片、视频、虚拟仿真实训室等。有多媒体、电脑配有RobotStudio仿真软件过程考核与终结考核相结合。本情景学习和训练内容，在总考核占15%。Smart组件的使用1.会用Smart组件进行模拟动态运行。2.掌握用Smart组件设定夹具属性、检测传感器以及拾取放置动作。3.掌握设定工作站逻辑并会进行仿真运行。1.用smart组件创建动态输送链sc_infeeder2.用Smart组件创建动态夹具SC_Gripper3.工作站逻辑设定28教学方法：采用讲授法、引导文法、案例教学法、考察法等教学方法。媒介资源：教材、教案、多媒体课件、图片、视频、等。有多媒体、电脑配有RobotStudio仿真软件过程考核与终结考核相结合。本情景学习和训练内容，在总考核占5%。认识工业机器人及其系统1.了解工业机器人系统安全知识2.认识ABB工业机器人及其系统3.认识ABB控制面板操作控制元件1.工业机器人安全操作规范2.工业机器人现场安全措施3.ABB工业机器人系统硬件组成介绍：机械手、示教器、控制柜、外围18教学方法：采用讲授法、引导文法、案例教学法、考察法等教学方法。媒介资源：教材、教案、多媒体课件、图片、视频、等。有多媒体、ABB机器人实训室过程考核与终结考核相结合。本情景学习和训练内容，在总考核占5%。工业机器人基本操作1.掌握工业机器人基本操作方法2.掌握工业机器人零点标定方法3.掌握工业机器人坐标系1.摇杆的操作2.单轴运动操作3.X、Y、Z运动操作4.A、B、C运动操作5.工业机器人零点标定6.工业机器人零点标定方法54教学方法：采用讲授法、引导文法、案例教学法、考察法等教学方法。媒介资源：有多媒体、ABB机器人实训室过程考核与终结考核相结合。本情景学习和4.掌握工业机器人工具校正方法5.掌握工业机器人工件坐标系设定方法6.学会工业机器人运动编程方法和步骤7.工业机器人坐标系认识8.各类坐标系的特点9.不同坐标系下的机器人控制10.工业机器人工具定义方法11.工业机器人工具使用方法12.工业机器人基座坐标系定义方法13.工业机器人基座坐标系使义方法14.创建、编辑程序模块操作15.存档和还原机器人程序16.创建、编辑运动指令17.更改、读取程序信息教材、教案、多媒体课件、图片、视频、虚拟仿真软件等。训练内容，在总考核占20%。工业机器人外围控制基础1.认识工业机器人外部系统2.掌握工业机器人PLC外部控制与编程1.ABB工业机器人I/O板接线及配置2.ABB工业机器人系统信号映射3.编制PLC程序控制ABB机器人运动28教学方法：采用讲授法、引导文法、案例教学法、考察法等教学方法。媒介资源：教材、教案、多媒体课件、图片、视频、等。有多媒体、ABB机器人实训室过程考核与终结考核相结合。本情景学习和训练内容，在总考核占10%。PAGEPAGE9嵌入课程的学生职业技能比赛项目表序号比赛名称组织单位1世界技能大赛机器人系统集成赛项人社部2全国职业院校技能大赛机器人技术应用项目教育部八、课程评价与考核1.学生实训课程学习总成绩，由学习每个项目的过程考核成绩即平时成绩60％、期末40％成绩两部分组成。2.教师必须在实训课程教学开始时将课程成绩生成原则、考核方案和要求告知学生，并反映在教学进度表中。每项考核成绩应记录在案，且允许学生查询。3.命题要符合课程教学大纲和教学进度表要求，并覆盖主要教学内容。题型力求优化、题量恰当、难度适中、具有较强信度和良好的区分度。试题既要注重考核学生掌握基本知识、基本理论和基本技能的情况，又要注意考核学生分析问题、解决问题的能力，还应给学生发挥创造性留有空间，学生答题时间控制90分钟左右。同时要做好参考答案和评分标准。九、课程实施与保障1.教学团队的基本要求（1）团队规模：专兼职教师19人左右（含专业实训指导教师），其中，专职教师14人，兼职教师5人，职称和年龄结构合理，互补性强。（2）教师专业背景与能力要求：具备机电专业背景，掌握一定的教学方法与教学艺术。（3）“双师型”教师：“双师”比例应达到70%以上，承担理+虚+实一体化课程的专业教师应为“双师型”教师。通过校企共建方式建设专兼结合的“双师型”教师队伍。2.教学硬件环境基本要求实施《工业机器人与控制系统》课程教学，校内实验实训硬件环境应具备以下条件：序号名称基本配置要求场地大小/m2功能说明3.教学资源基本要求（1）基本的《PLC编程与应用技术》（三菱）、《工业机器人实操与应用技巧》教材。（2）《可编程控制器应用实训》网络教学视频。（3）来自企业合作伙伴提供的企业生产与管理规范、生产案例等企业生产软资源。九、其它说明1.学生学习基础要求（1）具备一定的逻辑能力；（2）基本的数学计算能力；（3）基本物理知识；（4）工业