《工业机器人系统维护》课程标准（含课程思政）

《工业机器人系统维护》课程标准课程代码：JD3678课程名称：工业机器人系统维护适用专业：工业机器人技术教学模式：“教、学、做”一体化教学计划学时：48学时一、课程性质与任务（一）课程性质本课程是本专业的一门综合核心必修课程，以《工业机器人操作与运维职业技能等级标准》为依据，围绕工业机器人的人才需求与岗位能力，结合工业机器人1+X证书制度，设计和开展教学，开设于三年制高职工业机器人技术专业的第四学期。（二）课程任务《工业机器人系统维护》课程在专业的课程体系中处于非常重要的地位，该课的先导课程为《工业机器人技术基础》、《工业机器人现场编程与调试》、《工业机器人离线编程与仿真》、《工业机器人系统维护》等工业机器人技术专业课程和《机械基础与制造技术》、《电机与电气控制技术》、《PLC应用与设计》等机电控制专业课程；经过这些课程的学习，学生已具备工业机器人操作与编程、机械部件拆装、机电设备电器控制、电子产品焊装调试、软件编程、机械制图和电器原理图的识读能力，己基木具备学习本课程的知识、技能基础。通过本课程的学习，培养具有良好的安全生产意识、节能环保意识，遵循工业安全操作规程和职业道德规范，精通工业机器人基本结构，能够依据工业机器人应用方案、机械装配图、电气原理图和工艺指导文件指导并完成工业机器人系统的安装、调试及标定，能够对工业机器人进行复杂程序（抛光打磨、焊接）的操作及调整，能够发现工业机器人的常规及异常故障并进行处理，能够进行预防性维护的技能型人才，为学生走向社会，担当工作岗位打下坚实的基础。本课程内容包括工业机器人安全操作，工业机器人机械拆装，工业机器人安装，工业机器人外围系统安装，工业机器人系统设置，工业机器人运动模式测试，工业机器人零点标定与调试，工业机器人坐标系标定，工业机器人程序备份与恢复，搬运码垛工作站操作与编程，装配工作站操作与编程，工业机器人常规检查，工业机器人本体及控制柜定期检查与维护，工业机器人本体及控制柜故障诊断与处理14个实训项目。实训内容重点运用了“工业机器人安全操作规范”“工业机器人技术基础”“工业机器人现场编程”“工业机器人维修维护”等核心知识。本课程以任务驱动的方式安排内容，选取工业机器人搬运码垛、装配典型应用作为教学案例。本课程突出案例教学，在全面、系统地介绍各项目内容的基础上，以实际工业生产中的现场典型工作任务为案例，将理论知识和案例结合起来。以项目式任务教学模式，以典型案例为载体，设计课程结构；以双证书标准和职业岗位能力要求为基础，改革课程内容；以职业素质培养为主线，提升学生职业能力，并配以课堂讨论、现场操作组织实施教学，让学生深刻了解企业中的工作过程，达到工作后可以学以致用的根本目的；并使学生养成善于观察、独立思考的习惯，同时通过教学过程中的案例分析强化学生的职业道德意识和职业素质养成意识以及创新思维的能力；培养学生团队合作意识，良好的职业习惯和安全意识。二、学科核心素养与课程目标（一）学科核心素养学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过课程学习与实践所掌握的相关知识和技能，以及逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力。高等职业教育专科工业机器人技术课程学科核心素养要求为：1.通过本门学习领域课程工作任务的完成，使学生熟悉工业机器人系统维护保养各方面知识，具备工业机器人的安装、调试、故障检测与维修，设备管理等解决实际问题的基本技能，使学生达到理论联系实际、活学活用的基本目标，提高其实际应用技能。并使学生养成善于观察、独立思考的习惯，同时通过教学过程中的案例分析强化学生的职业道德意识和职业素质养成意识以及创新思维的能力。2.通过知识教学的过程培养学生爱岗敬业与团队合作的基本素质，个体在文化修养，道德规范和行为自律等方面应尽到责任，遵守相关法律法规，遵守社会道德和伦理准则，能从社会发展，职业发展的视角进行理性的判断和负责的行动。（二）课程目标1.知识目标（1）具有良好的安全生产、节能环保意识；（2）能分析工业机器人基本结构；（3）能进行工业机器人的基本操作；（4）能读懂工业机器人应用方案、机械装配图、电气原理图及工艺指导文件；（5）能完成工业机器人系统的安装、调试及标定；（6）能进行工业机器人搬运码垛等复杂程序的编程调试；（7）能依据维护手册对工业机器人本体及控制柜进行定期保养与维护；（8）能发现分析处理工业机器人本体及控制柜常规故障。2.能力目标（1）具备安全生产、节能环保等意识，熟悉操作规程与规范；（2）能正确使用常用工具、量具、仪表及辅助设备；（3）能根据工业机器人应用方案、装配图、电气图、工艺文件要求，安装调试机器人系统；（4）能对工业机器人复杂程序（搬运码垛）进行编程调试；（5）能针对工业机器人机械及电气系统进行检查及故障分析、诊断与处理；（6）能对工业机器人系统进行日常维护；（7）能够进行工业机器人的零位校准、标定；（8）能使用测量设备采集工业机器人系统运行参数、工作状态等数据进行检测3.素质目标（1）培养学生安全生产、节能环保意识和规范操作习惯；（2）培养学生善于思考、钻研求实的科学态度；（3）培养学生理论联系实际，分析问题解决问题的能力；（4）培养学生团结合作能力；（5）培养学生具有对新知识、新技能的学习能力和创新能力。三、教学内容与学时分配根据高等职业教育专科信息技术课程目标，确定课程结构与学时安排，总学时48学时。表1教学内容与学时分配表学习项目学习目标学习内容教学建议与说明学时项目1工业机器人安全操作1、了解工业机器人系统中的安全风险及安全准备工作；2、识读工业机器人安全标识；了解熟悉工业机器人安全操作要求；掌握工业机器人本体的安全对策。任务1.1安全准备工作任务1.2通用安全操作要求多媒体教室教学图片及实际案例演示1项目2工业机器人机械拆装1、了解工业机器人系统外部拆包流程；2、认识和熟悉常用机械拆装工具、机械测量工具、电气测量工具。任务2.1工业机器人系统外部拆包任务2.2常用工具的认识多媒体教室教学图片、实际案例演示1项目3工业机器人安装1、了解工业机器人工作站的组成及各工艺单元的功能；2、了解机械装配图，安装地基固定装置；3、了解工业机器人吊装注意事项；4、熟悉掌握工业机器人本体的安装规范；5、认识熟悉工业机器人控制柜及安装环境；6、了解工业机器人控制柜的固定方式及要求；7、了解工业机器人本体与控制柜的连接形式；8、掌握搬运、安装工业机器人控制柜的安全操作；9、认识熟悉工业机器人示教器；10、了解工业机器人控制柜与示教器的连接，识读安装工艺卡；11、了解末端执行器的安装注意事项及方法；12、掌握工业机器人末端执行器的安装实操。任务3.1识读工业机器人工作站机械布局图任务3.2工业机器人本体的安装任务3.3工业机器人控制柜的安装任务3.4工业机器人示教器的安装任务3.5工业机器人末端执行器的安装实训室教学现场操作演示2项目4工业机器人外围系统安装1、了解电气布局图的设计原则；2、了解工作站电气系统的构成；3、掌握电气布局图识读实操；4、识读电气原理图；识读气动原理图；5、了解电缆的安装要求；6、掌握电气系统的连接与检测实操；7、搬运码垛单元的安装注意事项；8、掌握机械部件的安装、电气元件的安装、气动元件的安装及气动回路的搭建；9、掌握搬运码垛单元的安装实操。任务4.1识读工作站电气布局图任务4.2电气系统的连接与检测任务4.3搬运码垛单元的安装多媒体教室实训室教学实际案例演示2项目5工业机器人系统设置1、了解示教器的构成，示教器配置注意事项，示教器操作环境配置实操；2、了解工业机器人运行模式的应用；了解不同运行模式下的运行速度设定；3、了解工业机器人手动运行模式和自动运行模式的安全注意事项；4、掌握搬运码垛工作站自动运行实操；5、了解工业机器人示教器监控界面的作用；6、掌握工业机器人常用信息查看实操。任务5.1示教器操作环境配置任务5.2工业机器人的运行模式及运行速度设置任务5.3查看工业机器人的常用信息实训室教学现场操作演示2项目6工业机器人运动模式测试1、了解工业机器人限位及工作空间；了解工业机器人各轴的运动方向；2、掌握工业机器人单轴运动测试实操；3、了解线性运动和重定位运动，了解线性运动和重定位运动的不同；4、掌握工业机器人线性运动与重定位运动测试实操；5、了解工业机器人安全保护机制；6、掌握紧急停止恢复方法。任务6.1工业机器人的单轴运动测试任务6.2工业机器人的线性运动与重定位运动测试任务6.3工业机器人紧急停止及复位实训室教学现场操作演示2项目7工业机器人零点标定与调试1、了解工业机器人伺服电动机编码器的作用；2、了解工业机器人零点标定的情况；3、掌握工业机器人零点标定实操；4、了解工业机器人各轴的零点位置；5、了解工业机器人在运行前进行零点标定的意义；6、工业机器人调试实操。任务7.1零点标定任务7.2工业机器人调试实训室教学现场操作演示2项目8工业机器人坐标系标定1、了解工业机器人坐标系的分类；2、了解工具坐标系的应用；3、掌握工具坐标系标定实操；4、了解工件坐标系的应用；5、确定工件坐标系坐标轴的方向；6、掌握工件坐标系标定实操。任务8.1工具坐标系标定任务8.2工件坐标系标定实训室教学现场操作演示4项目9工业机器人程序备份与恢复1、了解工业机器人程序及数据的分类；2、了解工业机器人程序及数据导入的作用；3、掌握工业机器人程序及数据的导入实操；4、了解工业机器人操作权限等级划分；5、掌握工业机器人程序加密实操；6、了解备份的文件类型，了解工业机器人程序及数据备份的意义；7、确定工业机器人程序及数据备份的方法；8、掌握工业机器人程序及数据备份实操。任务9.1工业机器人程序及数据的导入任务9.2工业机器人程序加密任务9.3工业机器人程序及数据的备份实训室教学现场操作演示2项目10搬运码垛工作站操作与编程1、识读机械装配图；2、识读电气原理图；3、了解搬运码垛工作站电气接线注意事项；4、搬运码垛工作站安装实操；5、掌握PLC编程；6、搬运码垛工作站电气系统调试实操。任务10.1搬运码垛工作站系统安装任务10.2搬运码垛工作站电气系统调试实训室教学现场操作演示41、工业机器人编程语言系统结构；2、搬运码垛工作站的基本构成；3、工业机器人动作指令，工业机器人I/O指令，待命指令；4、搬运码垛工作站调试运行实操。任务10.3搬运码垛工作站编程与运行实训室教学现场操作演示41、掌握寄存器指令，条件比较指令，条件选择指令；2、多工位码垛工作站调试运行实操。任务10.4多工位码垛工作站编程与运行实训室教学现场操作演示2项目11装配工作站操作与编程1、了解装配工作站的构成；2、装配工作站系统安装实操；3、了解远程I/O模块；4、了解触摸屏控件；5、掌握装配工作站电气系统调试实操。任务11.1装配工作站系统安装任务11.2装配工作站电气系统调试实训室教学现场操作演示41、掌握手腕关节动作指令；2、掌握加减速倍率指令；3、掌握增量指令；4、掌握装配工作站调试运行实操。任务11.3装配工作站编程与运行实训室教学现场操作演示4项目12工业机器人常规检查1、了解日常安全检查项目；2、了解工业机器人本体状态检查项目及实施；3、了解控制柜常规检查项目，控制柜常规检查实操；4、了解工业机器人附件常规检查项目及实施；5、了解工业机器人常见运行参数；掌握工业机器人运行参数及运行状态检测实操。任务12.1工业机器人本体常规检查任务12.2工业机器人控制柜常规检查任务12.3工业机器人附件常规检查任务12.4工业机器人运行参数及运行状态检测实训室教学现场操作演示2项目13工业机器人本体及控制柜定期检查与维护1、了解更换工业机器人本体润滑油（脂）的注意事项；2、工业机器人本体润滑油（脂）的更换实操；3、更换电动机与减速机的注意事项；4、工业机器人本体电动机与减速机的更换步骤。任务13.1工业机器人本体润滑油（脂）的更换任务13.2工业机器人本体电动机与减速机的更换实训室教学现场操作演示21、了解控制柜定期检查与维护注意事项；2、了解控制柜定期检查与维护内容；3、工业机器人控制柜定期检查与维护实操；4、了解控制柜维护注意事项；5、识读工业机器人控制柜的控制原理图框架；6、工业机器人控制柜电路维护实操。任务13.3工业机器人控制柜的定期检查与维护任务13.4工业机器人控制柜控制原理图识读与电路检查实训室教学现场操作演示2项目14工业机器人本体及控制柜故障诊断与处理1、了解常见振动噪声的产生原因；2、常见振动噪声的故障说明；3、振动噪声故障诊断与处理实操；4、电动机过热的常见原因；5、电动机过热故障诊断与处理实操；6、工业机器人齿轮箱漏油的原因；7、工业机器人齿轮箱漏油故障诊断与处理实操；8、了解造成关节落下的原因；9、关节故障诊断与处理实操。任务14.1振动噪声故障诊断与处理任务14.2电动机过热故障诊断与处理任务14.3工业机器人齿轮箱漏油故障诊断与处理任务14.4关节故障诊断与处理实训室教学现场操作演示21、了解控制柜常见软故障及处理方法；2、控制柜软故障检测实操；3、了解控制柜各单元的常见故障；4、控制柜各单元故障诊断与处理实操。任务14.5控制柜软故障检测任务14.6控制柜各单元故障诊断与处理实训室教学现场操作演示21、了解外围设备的常见维护方法；2、外围设备故障诊断与处理实操；3、位置传感器的基本作用；4、位置传感器产生故障的原因；5、位置传感器故障诊断与处理实操。任务14.7外围设备故障诊断与处理任务14.8位置传感器故障诊断与处理实训室教学现场操作演示2四、学业质量（一）学业质量内涵学业质量是学生在完成本课程学习后的学业成就表现。高等职业教育专科学生学业质量标准是以本课程学科核心素养内涵及具体表现为主要维度（见表1），结合课程内容，对学生学业成就表现的总体刻画。表1学科核心素养及表现核心素养内涵具体表现技能意识通过本门学习领域课程工作任务的完成，使学生了解掌握工业机器人安全操作规范、工业机器人技术基础、工业机器人现场编程、工业机器人维修维护等核心知识，具备工业机器人项目中解决实际问题的基本技能，使学生达到理论联系实际、活学活用的基本目标，提高其实际应用技能，并使学生养成善于观察、独立思考的习惯，同时通过教学过程中的案例分析强化学生的职业道德意识和职业素质养成意识以及创新思维的能力。●具有良好的安全生产意识、节能环保意识，遵循工业安全操作规程和职业道德规范；●精通工业机器人基本结构，能够依据工业机器人应用方案、机械装配图、电气原理图和工艺指导文件指导并完成工业机器人系统的安装、调试及标定；●能够对工业机器人进行复杂程序（抛光打磨、焊接）的操作及调整；●能够发现工业机器人的常规及异常故障并进行处理，能够进行预防性维护。逻辑思维运算思维是指个体在问题求解、系统设计的过程中，运用工业机器人操作与运维综合应用一系列知识的思维活动。具备运算思维的学生，能采用公式、定理可以处理的方式界定问题、综合利用各种资源、方法解决问题，能将这种解决问题的思维方式迁移运用到职业岗位与生活情境的相关问题解决过程中。●掌握工业机器人典型项目安装、调试、应用编程；●能够正确使用工具对工业机器人系统故障进行分析、检查并排除故障；●结合所学专业知识，采取科学措施，预防工业机器人系统故障。创新发展创新与发展是指个体综合利用相关资源与工具，完成学习任务并具备创造性地解决问题的能力。具备创新与发展素养的学生，能理解学习环境的优势和局限，能从各个角度分析问题的解决路径，并将工业机器人系统维护与所学专业相融合，通过创新思维、具体实践使问题得以解决；能合理运用资源与工具，养成学习与实践创新的习惯，开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创业实践，形成可持续发展能力。●能进行学习环境创设；●能进行学习资源的获取、加工和处理；●能以多种化方式对电工电子技术知识进行展示交流；●能创造性地运用工业机器人系统维护知识和工具解决实际问题；●能清晰描述工业机器人系统维护在本专业领域的应用案例。社会责任社会责任是指在信息社会中，个体在文化修养、道德规范和行为自律等方面应尽的责任。具备社会责任的学生，在现实世界和虚拟空间中都能遵守相关法律法规，信守社会的道德与伦理准则；具备较强的安全意识与防护能力，能有效维护工作中个人、他人的人身安全；关注工业机器人系统维护创新所带来的社会问题，对工业机器人系统维护创新所产生的新观念和新事物，能从社会发展、职业发展的视角进行理性的判断和负责的行动。●了解相关法律法规并自觉遵守；●了解伦理道德准则，规范日常信息行为；●具备安全意识和相关防护能力。（二）学业质量水平高等职业教育专科工业机器人技术课程学业质量水平分为两级，每级水平主要表现为学生整合工业机器人系统维护学科核心素养，在不同复杂程度的情境中运用各种重要概念、定理、方法和技能解决问题的关键特征。具体表述见表2。工业机器人系统维护基本知识和基本技能，对新工业机器人系统维护发展与应用有一定的了解，能使用相关设备完成简单的工作站搭建任务。表2学业质量标准工业机器人系统维护水平1—1工业机器人系统维护认知●具有良好的安全生产意识、节能环保意识，遵循工业安全操作规程和职业道德规范；●精通工业机器人基本结构，能够依据工业机器人应用方案、机械装配图、电气原理图和工艺指导文件指导并完成工业机器人系统的安装、调试及标定；●能够对工业机器人进行复杂程序（抛光打磨、焊接）的操作及调整；●能够发现工业机器人的常规及异常故障并进行处理，能够进行预防性维护。1—2逻辑思维●掌握工业机器人典型项目安装、调试、应用编程；●能够正确使用工具对工业机器人系统故障进行分析、检查并排除故障；●结合所学专业知识，采取科学措施，预防工业机器人系统故障。1—3创新发展●能进行学习环境创设；●能进行学习资源的获取、加工和处理；●能以多种化方式对电工电子技术知识进行展示交流；●能创造性地运用工业机器人系统维护知识和工具解决实际问题；●能清晰描述工业机器人系统维护在本专业领域的应用案例。1—4社会责任●了解相关法律法规并自觉遵守；●了解伦理道德准则，规范日常信息行为；●具备安全意识和相关防护能力。五、课程实施（一）教学要求高等职业教育专科工业机器人系统维护课程教学要紧扣学科核心素养和课程目标，在全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务的基础上，突出职业教育特色，提升学生应用工业机器人系统维护素养，培养学生的自主学习能力和利用工业机器人综合知识解决实际问题的能力。1.立德树人，加强对学生的情感态度和社会责任的教育工业机器人系统维护课程教学要落实立德树人根本任务，贯彻课程思政要求，使学生在纷繁复杂的社会环境中能站稳立场、明辨是非、行为自律、知晓责任。各主题的教学要有意识地引导学生关注知识、发现知识的价值，提高技能的动手能力，培养学生的自主学习意识，形成健康的学习行为。教师在教学过程中要通过实际事例、教学案例培养学生的技能，通过具体教学任务使学生学会理论和技能知识的同时，并能规划解决问题的处理过程。本课程还要使学生对工业机器人系统维护的理论知识及其在生活、学习和工作中发挥的作用具有清晰的认识，了解新的典型案例促进经济社会现代化发展的作用。教师要引导学生直面问题，在思考、辨析、解决问题的过程中逐渐形成良好的学习生活习惯。教师可在教学过程中通过引入现实生活中软件应用实际案例，使学生认识相关法律法规的重要性和必要性，鼓励学生在面对困境时，能基于相关法律法规和伦理道德准则，做出理性的判断和负责的行动。2.突出技能，提升学生的工程应用技能和综合应用能力工业机器人系统维护课程要重点培养学生的实际操作能力。通过课程学习使学生理解工业机器人专业学习环境、资源和工具的特点，能熟练使用各种工具、技能对任务进行检测、处理和解决，为学生的工程应用技能与专业能力融合发展奠定基础。通过本课程学习，学生应具备在实际环境下解决生活、学习和工作中的实际问题的能力。在课堂教学中，教师要采用理论与实践相结合的教学方式，让学生在做中学、学中做，使学生通过完成具体任务熟练。掌握工程案例应用技能，并不断提高操作效率。工业机器人系统维护课程要培养学生的综合应用能力。教师在教学设计时，要以运算思维为内在线索，通过综合教学案例和项目实践，使学生反复亲历运算思维的全过程，将知识、技能、意识、经验等融会贯通，体会分析问题的方法和解决问题的具体路径，逐渐形成运用工业机器人系统维护，驱动技术解决问题的综合能力。3.创新发展，培养学生的学习能力和创新意识在教学过程中，教师要根据学生的学习基础，创设适合学生的学习环境与活动，引导学生开展自主学习、协作学习、探究学习，并进行分享和合作；使学生能够利用资源与工具，完成学习任务。教师要引导学生学会根据自身需要，自主选择学习平台，创设学习环境，形成自主开展学习的能力和习惯。教师要培养学生的创新意识，使学生能将工业机器人系统维护创新应用于日常生活、学习和工作中。（二）学业水平评价高等职业教育专科工业机器人系统维护课程的学业水平评价，应从情感态度与社会责任、学习能力、解决问题能力等方面考察学生的素养水平。通过评价激发学生的学习兴趣，促进学生素养的提升。情感态度与社会责任方面的评价主要包括对学生在工业机器人系统维护领域的思想认识和行为表现，对工业机器人系统维护相关法律法规和伦理道德准则的了解，对具有的安全意识和防护能力，对社会责任的认知等方面进行评价。学习能力方面的评价主要包括对学生运用资源和工具进行自主学习、协作学习、探究学习的能力，根据需要自主选择学习平台并创设学习环境的能力，掌握常用技术检索工具和方法开展学习的能力等方面进行评价。解决问题能力方面的评价主要包括对学生使用各种工具、技能的实际操作能力和熟练程度，解决生活、学习和工作中实际问题的能力，解决复杂问题时运用计算思维的能力，在本专业领域创造性地运用资源和工具解决问题的能力等方面进行评价。学业水平评价采用过程性评价与总结性评价相结合的方式，全面、客观地评价学生的学业状况。过程性评价应基于学科核心素养，在考查学生相关知识与技能掌握程度和应用能力的基础上，关注工业机器人系统维护，工业机器人系统维护知识、逻辑思维、创新与发展、社会责任四个学科核心素养的发展，评价要体现出学生在学习过程中各方面能力的提升情况。总结性评价应基于学生适应职业发展需要的学习能力和学习迁移能力的培养要求，创设基于职业情境的项目案例，考查学生工业机器人系统维护的综合运用能力和学科核心素养的发展水平，以及自我创新和团队协作等方面的表现。（三）教材编写要求教材编写要落实课程思政要求并突出职业教育特点，教材内容要优先选择适应我国经济发展需要、技术先进、应用广泛、自主可控的软硬件平台、工具和项目案例。教材设计要与高等职业教育专科的教学组织形式及教学方法相适应，突出理实一体、项目导向、任务驱动等有利于学生综合能力培养的教学模式。教材形式要落实职业教育改革要求，倡导开发新型活页式、工作手册式教材和新形态立体化教材。（四）课程资源开发与学习环境创设课程资源主要是指支持课程教学的数字化教学资源，学习环境主要是指教学设备设施，以及支持学生开展数字化学习的条件。在课程资源方面，有条件的学校可依据本课程标准，充分运用各种手段，开发工业机器人系统维护课程数字化教学资源库，实现优质数字化课程资源的共建共享，提升高等职业教育专科信息技术课程的教学效果。教师应通过互联网等途径广泛搜集与工业机器人系统维护课程相关的数字化教学资源，积极参与和课程教学相关的资源建设。在学习环境方面，学校要根据实际情况建设满足教学需