工业机器人技术基础和安全机制 课程教学大纲

-4-【工业机器人技术基础和安全】【IndustrialRoboticTechnology】一、基本信息（必填项）课程代码：【2080371】课程学分：【2】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【机器人技术及其应用，张宪民主编机械工业出版社2018.6】参考教材【工业机器人技术基础,刘小波主编机械工业出版社2016.8】参考国标【工业机器人安全实施规范】课程网站网址：先修课程：【高等数学（1）理2100013（6）】【高等数学（2）理2100061（4）】【线性代数2100025（2）】二、课程简介机器人学是一门高度交叉的前沿学科，机器人技术是集力学、机械学、人类学、计算机科学与工程、控制论与控制工程学、电子工程学、人工智能、社会学等多学科知识之大成，是一项综合性很强的新技术。通过该课程的学习，使得学生基本熟悉这门技术以及其发展状况，为今后从事工业机器人的操作管理、维护维修、系统安装调试和集成设计的工作打下基础。三、选课建议本课程适合于机械设计制造及自动化专业、汽车服务工程专业二年级的本科生修学，要求学生具有高等数学、大学物理、线性代数方面的基础知识和技能，能掌握工业机器人的基本组成、动力学方程、工业机器人控制系统以及编程语言的基本组成内容。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1LO211能根据需要自己确定学习目标，并设计学习计划，课前预习，课后复习，通过有效的自主学习达到学习目标教师提供参考文献，学生自学为主课堂提问评价，作业评价2LO3111.了解机器人的基本组成单元以及分类状况2.具备利用工业机器人的分类能够进行行业机器人的辨别教师教授为主，学生自学为辅作业评价，课堂提问，平时测验，期末考试LO3121.掌握矩阵的基本算法2.掌握用矩阵计算描述空间三维坐标系3.掌握用矩阵的计算方法计算坐标系的变换教师教授为主，学生自学为辅作业评价，平时测验，期末考试LO3131.掌握工业机器人的系统组成部分课内试验作业评价，平时测验，期末考试了解工业机器人编程语言类型掌握工业机器人的语言结构教师教授为主，学生自学为辅;课内试验平时测验，期末考试;实验报告评价3LO411爱岗敬业：了解与专业相关的安全实施规范，充分认识本专业就业岗位在社会经济中的作用和地位，在学习和社会实践中遵守职业规范，具备职业道德操守.学生自学为主，教师指导为辅课堂提问LO412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4LO711要做到愿意服务企业、服务社会学生自学为主，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.工业机器人概论（2课时理论）1了解工业机器人。L12.了解工业机器人发展史。L13.了解工业机器人研究内容与发展趋势。L11.能够清晰的认知工业机器人以及发展趋势。1.授课技巧。2.机器人的分类与技术参数（2课时理论）1.掌握机器人的组成和分类。L22.掌握机器人的主要技术参数。L23.了解机器人的设计和选用准则。L11.能够根据机器人技术指标进行机器人选型。1.机器人的技术指标。3.机器人机构及传动装置（4课时理论）1.了解机器人的机械机构。L12.了解机器人驱动机构.L11.能够了解机器人机械结构1.能够了解机器人驱动方式1.机械结构的掌握2.驱动方式的分类4.机器人运动学（4课时理论）1.掌握机器人运动学的基本问题。L22.掌握机器人运动学正问题。L23.掌握机器人运动学逆问题。L24.掌握雅可比矩阵。L21.能够根据机器人运动学正问题解决相关变量计算。2.能够根据机器人运动学逆问题解决相关变量计算。机器人的正、逆学问题。雅可比矩阵5.机器人控制基础（4课时理论）1.掌握控制系统的结构。L22.了解机器人控制系统的特点。L13.了解机器人的控制方式。L14.掌握伺服电动机的原理和特性。L21.能够根据伺服电动机原理和特性进行参数计算和分析。2.能够根据调速方法进行电动机调速设置。1.伺服电动机的工作原理。6.机器人的感觉（4课时理论）1.了解机器人传感器的分类。L12.了解机器人内部传感器和外部传感器。L13.了解工业机器人多传感器的信息融合。L14.掌握机器人传感器的要求。L21.能够根据传感器的原理特性识别机器人的内部、外部传感器。2.能够对机器人末端执行器的位置、速度、姿态等进行测量和控制。1.机器人的内、外部触感器。7.机器人的视觉及其应用（4课时理论）1.了解机器人视觉系统的硬件组成部分。L12.了解CCD原理。L13.掌握视觉信息的处理过程。L24.掌握视觉系统模型建立。L21.能够根据CCD原理进行视觉建模。1.视觉建模。8.机器人示教与操作（2课时理论）1.了解机器人示教类别与基本特征。L12.了解机器人动作级语言和对象级语言。L11.能够使用动作级语言和对象级语言进行示教编程。1机器人语言类型七、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1FANUC工业机器人编程演示1.了解FANUC工业机器人在线编程。2.了解FANUC工业机器人离线编程。4演示型