工业机器人离线编程与仿真技术-机制-课程教学大纲

-6-【工业机器人离线编程与仿真技术】【OfflineProgrammingAndSimulationTechnologyOfIndustrialRobots】一、基本信息（必填项）课程代码：2080373课程学分：【3】面向专业：【机械设计制造及自动化】、【汽车服务工程】课程性质：【系级必修课】“◎”开课院系：机电学院机械工程系使用教材：主教材【工业机器人离线编程与仿真（ROBOGUIDE）林燕文主编人民邮电出版社2018.9】辅助教材【工业机器人离线编程（FANUC）孟庆波主编高等教育出版社2018.8】课程网站网址：先修课程：【工业机器人技术基础和安全2080371（2）】【工业机器人在线编程与操作2080372（3）】【机械制图2080245（5）】课程简介机器人离线编程系统是机器人编程语言的拓广，它利用计算机图形学的成果，建立起机器人及其工作环境的模型，再利用一些规划算法，通过对图形的控制和操作，在离线情况下进行规矩规划。离线编程技术也很好的弥补了在线编程技术的不足。本课程是机器人工程方向重点课程，工程师可以按照生产流程要求构建生产线和工业机器人应用单元，是现在软件环境中进行设计、仿真的目标。本课程是以FANUC系列工业机器人离线编程软件ROBOGUIDE为教学基础，进行FANUC工业机器人的离线编程与仿真应用。三、选课建议本课程适合于机械设计制造及自动化专业、汽车服务工程专业三年级的本科生修学，要求学生具有工业机器人在线编程技术、CAD/CAM/SolidWorks制图，能够掌握FANUC工业机器人离线编程技术和工程案例仿真技术，。四、课程与专业毕业要求的关联性（必填项）专业毕业要求LO11：倾听他人意见、尊重他人观点、分析他人需求，应用书面或口头形式，阐释自己的观点，有效沟通；LO21：学生能根据环境需要确定自己的学习目标，并主动地通过搜集信息、分析信息、讨论、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标；LO31：掌握与机器人控制和电气工程自动化相关的基础知识和基本理论，具备利用各类设计选型手册，并运用电气工程学科和机器人应用知识，根据生产要求解决实际设计问题的能力；LO32：具备智能控制与工程自动化设备及系统的使用，维护能力，能够运用智能控制工程学科知识解决实际设计问题。具备单片机、可编程控制器的控制程序设计、编程、应用能力；LO33：具备电子线路的识图分析、电子元器件的选型、电路板的故障分析、熟练使用各类电子测量仪器的能力；LO34：熟练掌握各类工业机器人编程语言，能根据自动化生产线的要求编制对工业机器人进行技术改造安装和调试的能力.具备进一步学习其它计算机逻辑控制语言的能力；LO35：熟悉常见机械、电气设备基本组成部分及功能，具备工业机器人机械电气设备的运行维护、保养及简单故障的维修排除能力；LO41：遵守纪律、守信守责；具有耐挫折、抗压力的能力；LO51：在集体活动中能主动担任自己的角色，与其他成员密切合作，共同完成任务。能有逻辑的分析与批判；LO61：能够根据需要进行专业文献检索，能够使用适合的工具来搜集信息，并对信息加以分析、鉴别、判断与整合；LO71：愿意服务他人、服务企业、服务社会；为人热忱，富于爱心，懂得感恩（“感恩、回报、爱心”为我校校训内容之一）；LO81：具有基本的外语表达沟通能力与跨文化理解能力。五、课程目标/课程预期学习成果（必填项）（预期学习成果要可测量/能够证明）此处简要写明课程预期学习成果（即本课程承载的专业毕业要求）的教与学方式、评价方式。序号课程预期学习成果课程目标（细化的预期学习成果）教与学方式评价方式1LO111听取别人提供的参考意见，结合实际情况进行分析，并最终做出符合要求的设计方案学会使用专业的角度提供专业的分析和解读。学生自学为主，教师指导为辅课堂提问2LO311熟知离线编程软件ROBOGUIDE，能够运用离线编程软件构建与生产流程实际符合的工业机器人应用单元和生产线。能够运用ROBOGUIDE离线编程软件实现软件环境中设计和仿真的目标。教师教授为主，学生自学为辅作业评价，实验操作，课堂提问LO3121.掌握机器人工作站（Workcell）的组成机构、在生产线中的工作站状况，能够与机器视觉系统、传输带、以及他们的控制系统构成自动化生产线上的机器人工作单元。教师教授为主，学生自学为辅作业评价，实验操作课堂提问3LO341能够运用离线编程技术完善或者修改有缺陷的程序设计。具备进一步学习其他计算机逻辑控制语言的能力。学生自学为主，教师指导为辅课堂提问4LO4111.能够理解实际与虚拟的工作环境区别，不同工艺不同生产条件给虚拟仿真带来不同的挑战。教师教授为辅，学生实验为主作业评价，平时测验，实验报告平价，期末考试LO4121.身心健康，能承受学习和生活中的压力学生自学为主，教师指导为辅平时测验，实验报告评价5LO6111.能够根据需要进行文献检索，并对信息加以分析、鉴别判断和整合学生自学为主，教师指导为辅实验操作,导师即时评价六、课程内容（必填项）单元知识点能力要求教学难点1.初识离线编程仿真软件（4课时理论）1.简单了解工业机器人离线编程技术的概念和大体流程。L12.熟悉工业机器人领域中主流的离线编程软件。L23.了解ROBOGUIDE具有哪些仿真模块和各自的作用。L14.熟悉离线编程和仿真的大体步骤。L25.了解什么是机器人工程文件，是以什么形式存在的。L16.通过熟悉工程文件的步骤，掌握其创建方法。L27.了解ROBOGUIDE软件界面整体布局。L18.熟悉菜单栏和工具栏选项的功能。L21.能够进行ROBOGUIDE软件的安装。2.能够在ROBOGUIDE中创建机器人工程文件。3.在ROBOGUIDE中认知菜单、工具的相关操作。1.授课技巧。2.创建仿真机器人工作站（2课时理论）1.通过对工作站各部分的分析，了解虚拟工作站的组成。L22.通过认识模型属性和功能，能够掌握对模型的分类。L33.通过对各项功能的讲述，了解属性设置界面。L34.在理解属性界面设置内容的基础下，掌握机器人属性的设置过程。L35.通过描述，了解EOAT模型的架构设计。L16.通过对任务的具体实施掌握工具的创建与设置。L37.掌握使用模型绘制法创建工装台。L38.掌握使用模型法创建工装台。L39.通过了解创建步骤，掌握绘制法和添加法创建工件模型的方法。L310.在创建工件模型后的基础上，掌握工件与Fixture的关联。L31.能够运用ROBOGUIDE进行EOATS、Part、Machines、Fixture、Obstacles设置。2.能够进行机器人属性设置。3.在ROBOGUIDE中能进行工具、工装、工件的创建与设定。1.绘图软件的使用。3.离线示教编程与程序修正（2课时理论）1.通过对仿真工作站的布局认知，构建仿真工作站的模型。L32.学会设置工具坐标系与用户坐标系。L33.了解虚拟示教器的界面、右侧快捷按钮与下方选项卡的作用。L14.熟悉仿真程序编辑器的界面与各功能键的作用。L35.掌握在仿真环境中精确示教点的方法。L36.在创建仿真示教工作站后，学会使用虚拟示教器示教编程。L37.通过使用仿真程序编辑器，学会创建仿真程序。L38.熟悉使用仿真程序编辑器示教编程。L39.通过程序校准功能修正离线程序。L310.学会使用软件导出程序。L31.能够使用虚拟TP、仿真程序编辑器进行示教编程与修正。2.离线程序的导出。1.仿真程序编辑器进行示教编程。4.基础搬运的离线仿真（2课时理论）1.通过对任务的分析，了解仿真搬运实现的原理。L12.过详细的操作过程，掌握物料的导入与仿真设置的方法。L33.通过对模型模块特性的分析，了解设置夹爪工具动作的两种方法。L24.了解了夹爪动作的工作机制后，学会采用虚拟马达创建仿真工具模组。L35.熟悉仿真程序的概念和特点。L26.掌握如何创建和编辑仿真程序。L31.运用ROBOGUIDE能够进行搬运仿真设计。1.虚拟电机的设置与使用5.分拣搬运的离线仿真（2课时理论）1.了解分拣仿真工作站的组成。L12.熟悉分拣仿真工作站的分拣流程。L23.了解分拣仿真工作站的要素有哪些。L14.熟悉分拣仿真工作站要素的设置项目。L25.用模型替代法创建仿真工具。L26.设置仿真工具与工件模型的关联。L37.了解工作站哪些地方应用虚拟电机。L18.熟悉设置虚拟电机设置过程和技巧。L39.了解分拣仿真程序的组成。L210.熟悉编辑分拣仿真程序。L31.运用ROBOGUIDE能够进行分拣搬运仿真设计。1.电机轴运动学控制的设置方法6.轨迹绘制与轨迹自动规划的编程（2课时理论）1.通过对任务分析的描述，了解仿真环境中绘制轨迹功能。L22.了解在仿真环境中轨迹自动规划功能。L23.通过了解了轨迹绘制功能后，学会使用轨迹绘制功能。L34.熟悉设置绘制完成的轨迹。L35.通过了解工程轨迹功能后，学会使用工程轨迹功能创建工程轨迹路径。L36.熟悉设置工程轨迹路径。L31.能够进行汉字的轨迹编程及现场运行。2.能够进行球面工件打磨的轨迹编程1.模型-程序转换功能7.基于机器人-变位机系统的焊接作业编程（2课时理论）1.通过对任务分析的描述，了解仿真焊接工作站组成。L12.熟悉了焊接仿真工作站的组成后，对其他设备模型也要有一定的掌握。L33.通过对任务分析的描述，了解各附加轴控制软件的名称及用途。L34.学会设置碰撞检测的碰撞反馈信号及碰撞交线。L35.通过创建焊接工作站后，熟悉焊接机器人的基本属性设置。L36.学会导入焊接工作站中的其他模型并设置相应属性。L37.通过对任务分析的描述，了解变位机的系统参数设置。L28.同时也要掌握如何创建变位机模组。L39.通过对任务分析的描述，了解程序组掩码的设置。L210.熟悉自动轨迹路径的设置，学会创建与编辑焊接程序。L31.能够进行双头法兰短管焊接的轨迹编程。1.变位机模组搭建方法。2.组掩码七、课内实验名称及基本要求（选填，适用于课内实验）列出课程实验的名称、学时数、实验类型（演示型、验证型、设计型、综合型）及每个实验的内容简述。序号实验名称主要内容实验时数实验类型备注1离线编程仿真软件的界面认知与操作工业机器人离线编程技术ROBOGUIDE认知ROBOGUIDE界面认知安装离线编程软件4综合型2基于以太网的程序管理与Simulation仿真工业机器人离线仿真程序的上传与下载功能Simulation功能的应用录屏的参数修改与使用4综合型3基于机器人-行走轴的添加与应用机器人属性设置工具的创建与设置工装的创建与设置工件的创建与设置8综合型4基于