《机器人工程综合设计》教学大纲

《机器人工程综合设计》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：22160033课程性质：集中实践课学分：2学分周数：2周先修课程：机器人工程学、电气控制与PLC(A)、机器人检测技术与传感器、机器人工业总线技术、机器视觉及图像处理等并修课程：机器人综合创新与应用适用专业：机器人工程专业开课单位：智能工程学院一、课程说明《机器人工程综合设计》是机器人工程专业的综合设计与实践课程，其任务主要是机器人的综合技术应用。通过本实践教学环节的学习，使学生基本掌握工业机器人与PLC控制系统的综合应用技术、上位机或触摸屏与工业机器人的联合应用技术、机器人与工业视觉系统的综合应用技术等，同时通过工业机器人典型应用案例的学习，使学生具有设计和调试工业机器人自动化生产线系统集成的设计与应用能力，提高分析问题、解决问题的能力。二、课程目标通过实习（训练），使学生达到如下目标：课程目标1：能针对实际复杂工程问题，综合运用所学知识和技能，并通过文献检索等方法，设计合理的解决方案。课程目标2：在学会机器人的基础知识和编程方法的基础上，培养学生在工业机器人与PLC控制系统的综合应用技术、上位机或触摸屏与工业机器人的联合应用技术、机器人与工业视觉系统的综合应用技术等方面分析与解决问题的能力。课程目标3：引导学生利用科学辩证法看待和解决问题，鼓励小组间交流合作，发表不同看法；激发学生科技报国的家国情怀和使命担当，培养学生的团队协作能力及创新创业思维；树立正确的劳动观念，形成良好的劳动习惯，具有劳动精神和劳动能力。三、课程目标与毕业要求《机器人工程综合设计》课程教学目标对机器人工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度2.问题分析2.3通过文献研究与分析，求解机器人工程领域复杂工程问题，以获得有效结论。课程目标1：能针对实际复杂工程问题，综合运用所学知识和技能，并通过文献检索等方法，设计合理的解决方案。M3.设计/开发解决方案3.3能够通过单元集成和优化，进行机械电子结构、智能算法、系统集成等部件的应用与设计。课程目标2：在学会机器人的基础知识和编程方法的基础上，培养学生在工业机器人与PLC控制系统的综合应用技术、上位机或触摸屏与工业机器人的联合应用技术、机器人与工业视觉系统的综合应用技术等方面分析与解决问题的能力。H9.个人和团队9.1能够主动与其他成员开展合作，倾听他人意见，能够在团队中承担个人角色。课程目标3：引导学生利用科学辩证法看待和解决问题，鼓励小组间交流合作，发表不同看法；激发学生科技报国的家国情怀和使命担当，培养学生的团队协作能力及创新创业思维；树立正确的劳动观念，形成良好的劳动习惯，具有劳动精神和劳动能力。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点教学方式课时安排对应的课程目标项目一：机器人视觉与机械臂的协同控制1.12D机械手实验教学要求：熟悉机械手的控制；了解相机坐标系和机械手坐标系的差异；清楚手眼标定的原理；熟悉物体形状检测、颜色分类以及QR二维码识别原理。重点：手眼标定的原理；物体形状检测、颜色分类以及QR二维码识别。难点：手眼标定的原理。讲授实践2天1、2、31.23D双目机械手实验教学要求：熟悉双目系统的测量原理；清楚双目手眼标定的原理；清楚拆跺和码垛、不等高积木分类的原理。重点：双目系统的测量原理；双目手眼标定的原理；拆跺和码垛、不等高积木分类的原理。难点：双目系统的测量原理。讲授实践2天1、2、31.3答辩与报告撰写教学要求：系统实现验证，得到有效的结论，按要求进行答辩，独立撰写严谨的、有理论根据的、逻辑性较强的训练报告。重点：系统实现验证，得到有效的结论，按要求进行答辩。难点：撰写严谨的、有理论根据的、逻辑性较强的训练报告。面试考核与自学1天2、3项目二：工业机器人组态监控设计2.1工业机器人预约程序控制教学要求：掌握虚拟示教器与机器人的通信设置方法；掌握工业机器人的示教编程方法；掌握工业机器人的预约程序控制设置方法。重点：工业机器人的预约程序控制设置方法。难点：工业机器人的预约程序控制设置方法。讲授实践2天1、2、32.2工业机器人组态监控系统教学要求：熟悉组态软件的设计方法；掌握组态软件与工业机器人的ModbusTCP通信；掌握工业机器人的组态监控系统设计。重点：工业机器人的组态监控系统设计。难点：工业机器人的组态监控系统设计。讲授实践2天1、2、32.3答辩与报告撰写教学要求：系统实现验证，得到有效的结论，按要求进行答辩，独立撰写严谨的、有理论根据的、逻辑性较强的训练报告。重点：系统实现验证，得到有效的结论，按要求进行答辩。难点：撰写严谨的、有理论根据的、逻辑性较强的训练报告。面试考核与自学1天2、3合计10天（2周）五、教学方法及手段由于课程内容与生产实践紧密结合，学习者应根据实习指导书或机器人综合设计相关设备技术手册，以自学为主、教师讲授为辅，学会机器人综合设计技术相关设备的综合应用方法，并养成自觉遵守国家标准的习惯。实习开始时，实习指导老师向学生做室安全教育。实习期间，学生按实习计划在指定实验、实训室进行实习，通过观察分析，查阅有关资料，向指导老师请教等方式，完成规定的实习内容；在指导老师的指导下，学生分组讨论、辩论，搞通弄懂实习过程中的一些问题，并在实验、实训设备上进行有针对性的、深入的实践和观察。通过讨论、辩论形式，使学生们在实习过程中带有任务、有目的、针对性强，从而激发了学生的学习的主动性和积极性，培养了学生的团队精神，锻炼了学生的才干，激发学生的创新能力。六、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由：实习态度、工作能力及工作量完成情况、实习报告和答辩情况四部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节分值考核/评价细则课程目标123实习态度10遵守规章制度；无迟到早退；服从工作安排；积极主动，敬业爱岗；尊敬师长，勤奋好学。√√55工作能力及工作量完成情况50主要考核设计方案及程序设计的正确合理性，教师根据设计方案及程序设计合理性与否以及学生独立完成实习任务情况评分。√√√152015实习报告30主要考核实习报告结构合理，格式规范；内容详实，有总结与反思。√√1515答辩情况10回答问题准确，基本概念清楚，有理有据。√√55合计：100304525七、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定实习（训练）采用优、良、中、及格、不及格五级评分制。即90分以上为优，80~89分为良，70~79分为中，60~69分为及格，60分以下为不及格。总成绩分四部分：实习态度、工作能力及工作量完成情况、实习报告和答辩情况。其中：(1)实习态度占10%，无故旷课达3次取消总成绩；(2)工作能力及工作量完成情况占50%；(3)实习报告占30%；(4)答辩情况占10%。2.成绩评定标准考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥90（优秀）90>x≥80（良好）80>x≥70（中等）70>x≥60（及格）x<60（不及格）实习态度10遵守规章制度；无迟到早退；服从工作安排；积极主动，敬业爱岗；尊敬师长，勤奋好学。遵守规章制度；有个别无迟到早退；服从工作安排；积极主动，敬业爱岗；尊敬师长，勤奋好学。遵守规章制度；有稍多无迟到早退；服从工作安排。基本遵守规章制度；有较多迟到早退；不太服从工作安排。不遵守规章制度；迟到早退频繁；不服从工作安排。工作能力及工作量完成情况50综合运用理论知识、计算机技能较强，能够较好地处理工程实际问题且独立完成实习任务的90%以上。综合运用理论知识、计算机技能较好，能够处理工程实际问题且独立完成实习任务的80%以上。综合运用理论知识、计算机技能一般，基本能够处理工程实际问题且独立完成实习任务的70%以上。综合运用理论知识、计算机技能一般，不能处理工程实际问题且独立完成实习任务的60%以上。综合运用理论知识、计算机技能较差，不能处理工程实际问题且独立完成实习任务的60%以下。实习报告30实习报告结构合理，格式规范；内容详实，有总结与反思。实习报告结构合理，格式较为规范；内容较为详实，有总结与反思。实习报告结构一般合理，格式一般规范；内容不太详实，有总结与反思。实习报告结构基本合理，格式基本规范；内容基本