工业机器人夹具设计-机制-课程教学大纲

《工业机器人夹具设计》本科课程教学大纲一、课程基本信息课程名称工业机器人夹具设计FixtureDesignofIndustrialRobots课程代码1080012课程学分2课程学时32理论学时24实践学时8开课学院机电学院适用专业与年级机械设计制造及自动化专业本科三年级课程类别与性质专业必修考核方式考试选用教材《机床夹具设计教程》,何庆主编电子工业出版社，9787121177705，2012年8月是否为马工程教材否先修课程高等数学（1）2100013（6）工业机器人技术和安全2080371（2）工业机器人在线编程与操作2080501（2）课程简介《工业机器人夹具设计》是一门介绍工业机器人夹具设计基础知识和实践技能的课程。通过本课程的学习，学生将了解工业机器人夹具的种类，特点和应用场景，掌握夹具设计的基本原则和方法，能够进行简单的夹具设计和分析。在本课程中，学生将学习工业机器人夹具设计的基本概念和分类，夹具的设计要求和原则，以及夹具的选材和制造工艺。同时，学生将学会使用制图软件进行夹具设计，并进行夹具的力学分析和优化。选课建议与学习要求本课程适合于机械设计制造及自动化专业、工业机器人工程专业本科生修学，要求学生具有高等数学、大学物理、工业机器人等方面的基础知识和技能。通过本课程学习，学生能够通过三维制图软件SolidWorks的应用掌握，按照工艺要求设计出符合条件的工业机器人夹具。

二、课程目标与毕业要求（一）课程目标类型序号内容知识目标1了解工业机器人夹具的种类，特点和应用场景。2掌握夹具设计的基本原则和方法。技能目标3能够进行简单的夹具设计和分析。4熟悉夹具的选材和制造工艺5能够使用绘图软件进行夹具设计并进行力学分析。素养目标(含课程思政目标)6了解与专业相关的设计原则，充分认识到创新思维和解决问题能力的重要性，具备团队合作和沟通能力，共同完成任务开发；具备质量和安全意识。（二）课程支撑的毕业要求1工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和机械专业知识用于解决机械产品设计、制造和运行控制等有关的机械领域复杂工程问题。3设计/开发解决方案：能够设计针对机械领域复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。5使用现代工具：能够针对机械领域复杂工程问题，开发、选择或使用恰当的技术、资源、现代工具和信息技术工具，实现对复杂机械工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。8职业规范：具有社会主义核心价值观、诚实劳动意识，具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。（三）毕业要求与课程目标的关系毕业要求指标点支撑度课程目标对指标点的贡献度1工程知识/M3能够进行简单的夹具设计和分析。100%3设计/开发解决方案/H1.了解工业机器人夹具种类，特点和应用场景。20%2.掌握夹具设计的基本原则和方法。50%4.熟悉夹具的选材和制造工艺30%5使用现代工具/H5.能够使用绘图软件进行夹具设计并进行力学分析。100%8职业规范/M6了解与专业相关的设计原则，充分认识到创新思维和解决问题能力的重要性，具备团队合作和沟通能力，共同完成任务开发；具备质量和安全意识。100%三、课程内容与教学设计（一）各教学单元预期学习成果与教学内容第一单元工业机器人夹具概述（一）课程内容本单元主要介绍了工业机器人夹具的定义和作用，工业机器人夹具的分类及特点，了解工业机器人夹具的应用领域。（二）教学要求了解工业机器人夹具的定义和作用，掌握工业机器人夹具的分类及特点，了解工业机器人夹具的应用领域。对工业机器人夹具的概念和作用有所了解，能够分析不同的工作场景下如何去选择合适的工业机器人夹具以及特点。（三）重点与难点1、了解工业机器人夹具的定义和作用，了解工业机器人夹具的应用领域。2、掌握工业机器人夹具的分类及特点。第二单元夹具设计的基本原则（一）课程内容本单元主要介绍了工业机器人夹具设计的基本原则，从定位和夹紧原则的角度出发，解决夹具的定位问题，从夹具的稳定性和可靠性角度出发，解决夹具的结构设计问题，从人机工程学角度出发，解决夹具的安全性问题和舒适性问题。（二）教学要求知识点：了解工业机器人夹具的设计基本原则。掌握夹具设计的定位和夹紧原则，掌握夹具设计的稳定性和可靠性原则，理解人机工程学对机器人夹具设计的作用。能力要求：熟悉工业机器人夹具设计的原则，能够应用夹具设计的定位和夹紧原则，能够应用夹具设计的稳定性和可靠性原则，能够理解人机工程学的设计原则。（三）重点与难点教学重点：了解工业机器人夹具的设计基本原则。理解人机工程学对机器人夹具设计的作用。教学难点：掌握夹具设计的定位和夹紧原则，掌握夹具设计的稳定性和可靠性原则。第三单元夹具的选型和设计（一）教学内容本单元主要从特定零件出发，根据工件特点和工艺要求选择合适的夹具类型，确定初步的设计方案，根据设计方案确认夹具的设计流程和方法，按照设计流程和方案去完成夹具的建模和仿真。（二）教学要求知识点：熟悉零件分析过程选择合适的夹具类型，掌握夹具设计流程和方法的编辑，掌握夹具设计的建模过程，掌握夹具的装配仿真分析。能力要求：能够分析零件的特性及工艺要求，能够根据分析结果确认设计方案，能够根据设计方案制定夹具设计的工作流程和方法，能够按照设计流程和方法进行夹具建模和仿真分析。（三）重点与难点教学重点：熟悉零件分析过程选择合适的夹具类型，掌握夹具设计流程和方法的编辑，掌握夹具设计的建模过程。教学难点：掌握夹具的装配仿真分析。第四单元夹具材料和制造工艺（一）教学内容本单元主要介绍了在工业机器人夹具设计中常见的夹具材料及其性能，要求对材料知识有所了解，介绍了夹具的制造工艺和加工方法，对夹具的生产环节有所了解。（二）教学要求知识点：了解工业机器人夹具设计所涉及的常用材料，熟悉材料的基本性能及对应的力学知识，熟悉夹具制造的加工方法及制造工艺，能够编制对应的加工工艺要求，熟悉加工流程工艺卡片的编写。能力要求：熟悉夹具设计常用的材料及其性能，掌握夹具零件制造的工艺过程卡片的编写，熟悉夹具零件制造的加工方法选择。（三）重点与难点教学重点：熟悉夹具设计常用的材料及其性能，掌握夹具零件制造的工艺过程卡片的编写。教学难点：熟悉夹具零件制造的加工方法选择。（二）教学单元对课程目标的支撑关系课程目标教学单元123456第一单元工业机器人夹具概述√√第二单元夹具设计的基本原则√√√√第三单元夹具的选型和设计√√√√√第四单元夹具材料和制造工艺√√（三）课程教学方法与学时分配教学单元教与学方式考核方式学时分配理论实践小计第一单元工业机器人夹具概述直接讲授法、多媒体教学法课堂提问评价，作业评价202第二单元夹具设计的基本原则多媒体教学法、案例教学法、小组讨论法课堂提问评价，作业评价404第三单元夹具的选型和设计多媒体教学法、案例教学法、问题解决法课堂提问评价，作业评价14822第四单元夹具材料和制造工艺多媒体教学法、问题解决法课堂提问评价，作业评价404合计24832（四）课内实验项目与基本要求序号实验项目名称目标要求与主要内容实验时数实验类型1夹具选型和设计1.根据零件特征数据选定夹具类型2.根据夹具类型进行方案设计3.根据设计方案进行模型设计4.对夹具进行装配仿真分析8设计型实验类型：①演示型②验证型③设计型④综合型四、课程思政教学设计一、激发科技报国的家国情怀和使命担当1.“绪论”讲授“工业机器人在社会发展中的作用”，让学生了解工业机器人国内发展现状，理解工业机器人的发展对于国家现代化程度、社会发展与进步具有重要的推动作用，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。2.教学过程中以国家重大工程项目案例教学为切入点，激发学生科技报国的家国情怀。3.教学过程中以面向国家重大需求和人类生命健康需求为导向，开展机械系统的思考与设计，激发学生的使命担当。二、强化工程伦理的理念、工程师职业道德与规范教育1.工业机器人的设计准则、标准规范，强化学生工程师职业道德与规范。2.教学过程中讲授工业机器人的设计与社会、环境、健康等的关系，强化工程伦理的核心理念。三、培养求实创新、精益求精的工匠精神1.通过工业机器人运动学分析，培养学生严谨务实、精益求精的工作态度。2.通过讲授工业机器人的结构设计与创新，培养学生求实创新、追求卓越的工匠精神。四、培养科学素养、动手实践能力1.通过课后设计作