工业机器人离线编程与仿真【项目二】教案

教案课程：工业机器人离线编程与仿真（ABB）授课班级：课题项目二任务1工业机器人模型的导入课堂类型理实一体化授课时长课时授课方式理实一体化授课日期教学工具多媒体、PPT、微课视频、Robotstudio软件一、教学内容分析本次课的内容：构建工业机器人仿真工作站首要步骤是选择工业机器人模型并导入软件系统。正确选型是关键，要弄清选型的考虑因素。此任务是ABB工业机器人离线编程开篇项目，为后续学习打基础。二、教学目标与要求（一）知识与能力：1．了解工业机器人模型的选择和导入方法；2．会导入软件中已有的工业机器人模型；3.学会工业机器人工具的安装与拆除。（二）过程与方法：1.通过提问互动使学生积极参与课堂，促进思考。2.通过案例教学法展示更抽象地让学生理解知识。3.通过课堂任务，讲练结合调动学生的积极性，提高对工业机器人课程学习兴趣。4.利用微视频并结合实际工业应用进行展示讲解；（三）情感、态度与价值观（含课程思政目标）：1.学会遵守公共秩序；2.运用实际案例进行知识讲解，学生更好地理解知识，进一步激发学生对工业机器人应用与编程的学习兴趣。3．养成边学边记录、边做边思考的习惯；4．养成规范操作良好习惯，提高安全操作意识；5．激发对本专业的热爱，增强团队合作意识并培养良好的职业素养。三、教学重点和难点（一）教学重点：工业机器人模型的选择和导入方法。（二）教学难点：学生对软件主要界面不熟悉。教学环节教学内容说明导入新课（分钟）1.考勤2.视频与讨论结合3.导入新课：任务描述：创建工业机器人基本仿真工作站，首先要选定与工作载荷匹配的机器人型号，然后在离线编程软件中将工业机器人模型导入新建的工作站。（学生）课前登录学习平台，做好新知学习的准备学生课前预习，扫码观看微课“工业机器人模型的导入”。相关知识（分钟）相关知识（分钟）考核评价（分钟）考核评价1.教师过程性评价2.学生自评3.学生互评【学生】学生边操作边记录遇到的问题以及解决方法，自主探究解决。教学环节教学内容说明课堂小结（分钟）【学生】谈学习收获与体会。【教师】作最后的梳理归纳。启发拓展思考：操作流程的规范性和高效性。五、作业布置书本作业。六、教学后记教案课程：工业机器人离线编程与仿真（ABB）授课班级：课题项目二任务2工业机器人周边模型的放置课堂类型理论授课时长课时授课方式理论教学授课日期教学工具多媒体、PPT、微课视频、Robotstudio软件一、教学内容分析本次课的内容：为了提高机器人的稳定性、生产效率和安全性而配置的一些辅助设备、配件或组件，这些设备、配件或组件主要用于支持工业机器人工作。本任务包括：导入周边模型、利用Freehand工具栏操作周边模型、摆放周边模型。此任务是ABB工业机器人离线编程必备项目，为后续学习打基础。二、教学目标与要求（一）知识与能力：1．了解工业机器人周边模型放置的方法；2．运用以上方法完成工业机器人周边模型放置；3．完成拓展任务“用框架法放置周边模型”。（二）过程与方法：1.通过提问互动使学生积极参与课堂，促进思考。2.通过案例教学法展示更抽象地让学生理解知识。3.通过课堂任务，讲练结合调动学生的积极性，提高对工业机器人课程学习兴趣。4.利用微视频并结合实际工业应用进行展示讲解；（三）情感、态度与价值观（含课程思政目标）：1.学会遵守公共秩序；2.运用RobotStudio软件展开主要功能进行知识讲解，学生更好地理解知识。3养成边学边记录、边做边思考的习惯；4养成规范操作良好习惯，提高安全操作意识；5.增强自动自发、精益求精的精神。三、教学重点和难点（一）教学重点：用“两点法”完成工业机器人周边模型的放置。（二）教学难点：用框架法放置周边模型。教学环节教学内容说明导入新课（分钟）1.考勤

2.整理着装，整理工位。3.导入新课：任务描述工业机器人周边模型的放置是指在工业生产线上，为了提高机器人的稳定性、生产效率和安全性而配置的一些辅助设备、配件或组件。这些设备、配件或组件主要用于支持工业机器人工作，例如提供电源、数据传输、气源、冷却系统、工具夹持、监控与控制等功能。本任务包括：导入周边模型、利用Freehand工具栏操作周边模型、摆放周边模型。学生课前扫码观看微课视频，做好新知学习的准备。相关知识（分钟）

二、导入与操作周边模型2.2.1导入机器人周边模型。

【教师】操作演示“导入propellertable”，也就是一个带螺旋桨的特殊桌子”。【学生】教师演示完后，学生练习。

2.2.2利用Freehand工具栏操作周边模型

【教师】操作演示“显示机器人工作区域”、“利用Freehand工具操作模型”。【学生】教师演示后，学生练习，教师巡回指导。教师对任务做简要介绍。教学环节教学内容说明相关知识（分钟）考核评价（分钟）考核评价1.教师过程性评价2.学生自评3.学生互评【学生】学生边操作边记录遇到的问题以及解决方法，自主探究解决。学生可以扫码观看“微课5：任务2工业机器人周边模型的导入”。教学小结（分钟）五、作业布置书本作业。六、教学后记教案课程：工业机器人离线编程与仿真（ABB）授课班级：课题项目二任务3工业机器人系统建立与手动操作课堂类型理论授课时长课时授课方式理论教学授课日期教学工具多媒体、PPT、微课视频、Robotstudio软件一、教学内容分析本次课的内容：工业机器人系统是其控制器上运行的软件。创建工业机器人基本仿真工作站必须为其建立系统。此外，利用手动操作方式将机器人末端工具调整到预定位置也是一项基本操作技能。此任务是ABB工业机器人离线编程的必备技能，为后续学习打基础。二、教学目标与要求（一）知识与能力：1．了解工业机器人系统建立的方法和手动操作的方法；2．运用以上方法完成业机器人系统建立；3．实现机器人末端工具到达指定位置和姿态。（二）过程与方法：1.通过提问互动使学生积极参与课堂，促进思考。2.通过案例教学法展示更抽象地让学生理解知识。3.通过课堂任务，讲练结合调动学生的积极性，提高对工业机器人课程学习兴趣。4.利用微视频并结合实际工业应用进行展示讲解；（三）情感、态度与价值观（含课程思政目标）：1.学会遵守公共秩序；2.边演示边讲解，让学生更好地理解知识、掌握技能；3养成边学边记录、边做边思考的习惯；4.养成规范操作良好习惯，提高安全操作意识；5.增强自动自发、精益求精的精神。三、教学重点和难点（一）教学重点：完成工业机器人系统建立。（二）教学难点：实现机器人末端工具达到指定的姿态。教学环节教学内容说明导入新课（分钟）1.考勤

2.整理着装，整理工位。3.导入新课：任务描述工业机器人系统是其控制器上运行的软件，它由连接在计算机的机器人的特定RobotWare部分、配置文件和RAPID程序组成。工业机器人基本仿真工作站创建完成，相当于人有了躯体，为其建立系统相当于赋予其灵魂或思想。学生课前扫码观看课件和微课视频7、8，做好新知学习的准备。相关知识（分钟）

二、创建机器人系统

【教师】讲解创建机器人系统的三种方法，操作演示“从布局”创建机器人系统的步骤。【学生】教师演示完后，学生练习，教师巡回指导。

三、工业机器人手动操作（知识介绍）

工业机器人手动操作方法主要有手动关节、手动线性、手动重定位三种运动模式，该模式也称为直接拖动控制方式。相关的操作在“基本”功能选项卡“Freehand”中有快捷图标。1.手动关节运动工作站中所使用的机器人是IRB2600型，该机器人拥有6个自由度。在手动关节运动模式下，可以独立操控每个轴。首先选择“基本”功能选项卡中Freehand的“手动关节运动模式”，然后选择要运动的机器人轴，拖动鼠标即可手动操作机器人相应的关节旋转。轴4~6的手动关节运动，读者可自行操作练习。2.手动线性运动手动关节运动方式是对机器人的关节轴进行独立操作，机器人末端工具教师对任务做简要介绍。学生可扫码观看“微课7：任务3工业机器人系统建立”。教学环节教学内容说明相关知识（分钟）考核评价（分钟）的运动轨迹不一定是直线轨迹。但是在实际的操作调整过程中，经常需要机器人末端工具沿某条直线进行运动。手动线性运动与手动关节运动时机器人末端工具的运动轨迹是不同的，此时机器人末端轨迹是直线。3.手动重定位运动机器人重定位运动是指机器人第六轴法兰盘上的工具TCP点在空间绕工具坐标系旋转的运动，也可以理解为机器人绕工具TCP点做姿态调整的运动。对于手动线性、手动重定位坐标系的设置，根据需要亦可设为大地坐标或当前工具坐标等，读者可变换坐标参数，观察坐标框架的不同。考核评价1.教师过程性评价2.学生自评3.学生互评【学生】学生边操作边记录遇到的问题以及解决方法，自主探究解决。学生可以扫码观看“微课8：任务3工业机器人手动操作”巩固所学。教学小结（分钟）五、作业布置书本作业。六、教学后记教案课程：工业机器人离线编程与仿真（ABB）授课班级：课题项目二任务4工作站系统模型创建课堂类型理论授课时长课时授课方式理论教学授课日期教学工具多媒体、PPT、微课视频、Robotstudio软件一、教学内容分析本次课的内容：工业机器人离线编程软件具有建模功能，可利用离线编程软件对工业机器人工作站创建各类固体、表面及曲线；创建Smart组件；实施交叉、减去、拉伸等CAD操作。本任务主要利用离线编程软件创建三维模型并进行参数设置。此任务是ABB工业机器人离线编程的必备技能，为后续学习打基础。二、教学目标与要求（一）知识与能力：1．了解工业机器人系统模型的创建方法；2．运用以上方法完成三维模型的创建和参数设置；3．运用以上方法完成三维模型的导出和第三方模型的导入。（二）过程与方法：1.通过提问互动使学生积极参与课堂，促进思考。2.通过案例教学法展示更抽象地让学生理解知识。3.通过课堂任务，讲练结合调动学生的积极性，提高对工业机器人课程学习兴趣。4.利用微视频并结合实际工业应用进行展示讲解；（三）情感、态度与价值观（含课程思政目标）：1.学会遵守公共秩序；2.边演示边讲解，让学生更好地理解知识、掌握技能；3养成边学边记录、边做边思考的习惯；4.养成规范操作良好习惯，提高安全操作意识；5.增强自动自发、精益求精的精神。三、教学重点和难点（一）教学重点：三维模型的创建和参数设置。（二）教学难点：完成三维模型组合体的创建。教学环节教学内容说明导入新课（分钟）1.考勤

2.整理着装，整理工位。3.导入新课：任务描述工业机器人离线编程软件具有建模功能，可以利用离线编程软件对工业机器人工作站创建各类固体、表面及曲线；创建Smart组件；实施交叉、减去、拉伸等CAD操作。本任务主要利用离线编程软件创建三维模型并进行参数设置。学生课前扫码观看课件和微课视频9，做好新知学习的准备。相关知识（分钟）

二、创建三维模型和导入导出三维模型

RobotStudio6.08建模功能主要可以实现：创建各类型固体、表面及曲线；创建Smart组件；交叉、减去、结合、拉伸等CAD操作。同时，为保证所建模型或工作站能够完全满足需求，建模功能还提供了模型测量功能。建模功能中的创建机械装置、创建工具功能为创建复杂任务工作站并实现离线编程和仿真提供便捷。【教师】边讲解边操作演示：1.创建矩形体；2.创建圆柱体；3.组合矩形体和圆柱体；【学生】教师依次演示完后，学生依次练习，教师巡回指导。

教师对任务做简要介绍。学生可扫码观看“微课9：任务4工业机器人系统模型创建”。第3页（共3页）教学环节教学内容说明相关知识（分钟）考核评价（分钟）考核评价1.教师过程性评价2.学生自评3.学生互评【学生】学生边操作边记录遇到的问题以及解决方法，自主探究解决。先在学生用电脑上拷贝入第三方模型以便练习。教学小结（分钟）五、作业布置书本作业。六、教学后记教案课程：工业机器人离线编程与仿真（ABB）授课班级：课题项目二任务5工作站系统工具的创建课堂类型理论授课时长课时授课方式理论教学授课日期教学工具多媒体、PPT、微课视频、Robotstudio软件一、教学内容分析本次课的内容：为了完成某项工作，需要将机器人的机械手臂与特定的工具进行绑定。这个任务涉及到在离线编程软件中创建一个工具，并将工具与机器人绑定，使机器人能够利用工具完成特定任务。将工具插件附加到机器人模型中的机械手臂上，需要考虑插件的位置、方向和朝向，并根据实际需求进行调整。本任务是创建稍复杂工业机器人工作站的基础。二、教学目标与要求（一）知识与能力：1．了解工业机器人系统工具的创建方法；2．运用以上方法完成工业机器人系统工具的创建；3．运用以上方法完成工业机器人系统工具的验证。（二）过程与方法：1.通过提问互动使学生积极参与课堂，促进思考。2.通过案例教学法展示更抽象地让学生理解知识。3.通过课堂任务，讲练结合调动学生的积极性，提高对工业机器人课程学习兴趣。4.利用微视频并结合实际工业应用进行展示讲解；（三）情感、态度与价值观（含课程思政目标）：1.学会遵守公共秩序；2.边演示边讲解，让学生更好地理解知识、掌握技能；3养成边学边记录、边做边思考的习惯；4.养成规范操作良好习惯，提高安全操作意识；5.增强自动自发、精益求精的精神。三、教学重点和难点（一）教学重点：设定工具的本地原点和创建工具坐标系框架。（二）教学难点：设定工具的本地原点和创建工具坐标系框架。教学环节教学内容说明导入新课（分钟）1.考勤

2.整理着装，整理工位。3.导入新课：任务描述为了完成某项工作，需要将机器人的机械手臂与特定的工具进行绑定。这个任务涉及到在离线编