《工業(yè)機器人典型應用》教學大綱

適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案

課程代碼：22159041

課程性質：專業(yè)選修課

學分：2學分

學時：32學時（理論24學時，實驗8學時）

先修課程：大學物理、機器人工程學、機器人編程與操作等

后續(xù)課程：機器人系統(tǒng)集成技術

適用專業(yè)：自動化

開課單位：智能工程學院

一、課程說明

《工業(yè)機器人典型應用》是自動化專業(yè)的一門專業(yè)選修課。本課程是一門多學科的綜合

性技術，使學生對工業(yè)機器人典型應用系統(tǒng)有一個完整的理解，通過本課程的學習，使學生

了解工業(yè)機器人的基本結構，了解和掌握工業(yè)機器人的行業(yè)應用特點，培養(yǎng)學生在工業(yè)機器

人技術方面分析與解決問題的能力，使學生在工業(yè)機器人技術方面具有一定的動手能力，同

時對各類工業(yè)機器人應用有較系統(tǒng)的認識，為畢業(yè)后從事相關工作打下必要的基礎。

二、課程目標

通過本課程的學習，使學生達到如下目標：

課程目標1：了解機器人工作站相關基本技術，掌握機器人的基本編程。

課程H標2：掌握機器人工作站典型應用中的配置及相關編程指令。

課程目標3：掌握機器人工作站中系統(tǒng)構成單元及相關輔助設備控制技術，了解機器人

工作站的行業(yè)應用特點。了解學科方面的技術標準體系、重要新技術成就及學科的發(fā)展趨向，

能提出多種技術方案，并對其進行對比、論證和優(yōu)化.

三、課程目標與畢業(yè)要求

《工業(yè)機器人典型應用》課程教學目標對自動化專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表io

表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系

支撐

畢業(yè)要求指標點課程目標

強度

1.1掌掌握機器人工程

領域所需的數(shù)學（高等

數(shù)學、概率論與數(shù)理統(tǒng)

課程目標1:了解機器人

計、線性代數(shù)、復變函工作站相關基本技術，

1.工程知識數(shù)與積分變換）、大學M

掌握機器人的基本編

物理等科學知識，具備程。

理解和表述復雜工程的

計算和分析能力。

2.1應用數(shù)學、物理、計

算機、機電控制等基本

課程目標2：掌握機器人

2.問題分析原理，正確識別表述機工作站典型應用中的配H

器人工程領域的復雜工置及相關編程指令。

程問題。

課程目標3：掌握機器人

工作站中系統(tǒng)構成單元

及相關輔助設備控制技

3.2能夠通過單元集成術，了解機器人工作站

和優(yōu)化，進行機械電子的行業(yè)應用特點。了解

3.設計/開發(fā)解決方案

結構、智能算法、系統(tǒng)學科方面的技術標準體M

集成等部件的應用與設系、重要新技術成就及

計。學科的發(fā)展趨向，能提

出多種技術方案，并對

其進行對比、論證和優(yōu)

化。

注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯(lián)度。

四、教學內容、基本要求與學時分配

1.理論部分

理論部分的教學內容、基本要求與學時分配見表2。

表2教學內容、基本要求與學時分配

實

理

驗

論對應的

學

教學內容教學要求，教學重點難點學課程目

時

時標

1.工業(yè)機器人基礎操作知識教學要求：熟練掌握工業(yè)機器人常用功

I」工業(yè)機器人典型應用工作能使用技能：熟練掌握工業(yè)機器人現(xiàn)場

站，工業(yè)機器人軟件；通信總線和串口通信。

3

1.2工業(yè)機器人現(xiàn)場通信總線重點：工業(yè)機器人軟件知識，工業(yè)機器人22

和PC端的串口通信;通信串口參數(shù)設置。

1.3工業(yè)機器人通信方式。難點：工業(yè)機器人通信串口參數(shù)設置。

2.工業(yè)機器人典型應用——

弧焊教學要求：了解弧焊機器人工作站單元

2.1弧焊機器人工作站主要單組成；學會使用機器人焊接指令；掌握

元組成；通過機器人編寫弧焊程序的技巧，掌握

2.2機器人焊接指令，弧焊機處理弧焊過程中出現(xiàn)問題的方法。

1、3

器人的特點；重點：焊接系統(tǒng)的參數(shù)與硬件接口，焊2

2.3焊接中的常見故障，編程接工藝包軟件及其配置，焊接指令。

技巧，應用中存在的問題和解難點：焊接工藝包軟件及其配置，焊接

決措施。指令及焊接系統(tǒng)連接。

3.工業(yè)機器人典型應用——教學要求：了解工業(yè)機器人分揀插件，

了解分揀插件工作站的主要組成單元；

分揀插件

創(chuàng)建分揀插件所需的工具數(shù)據(jù)、基坐標21、3

3.1分揀插件機器人工作站的2

主要組成單元，分揀機器人相數(shù)據(jù)；了解機器人常用運動指令、I/O控

關指令、I/O配置.：制指令、邏輯控制指令，學會使用

3.2創(chuàng)建工具數(shù)據(jù)、基坐標數(shù)WorkVisual編寫分揀插件程序完成調

據(jù)和有效載荷；試。O

3.3獨立完成程序編寫。重點：常用運動指令與邏輯控制指令，分

揀程序。

難點：分揀機器人運動指令、I/O控制指

令和邏輯控制指令運用。

4.工業(yè)機器人典型應用——

搬運碼垛教學要求：理解并掌握搬運碼垛機器人

4.1搬運碼垛機器人工作站主工作站的主要組成單元;機器人I/O配置

要組成單元；方法；機器人中斷程序的使用和通信。

4.2搬運碼垛機器人復雜程序重點：搬運碼垛機器人I/O配置方法，機421、3

數(shù)據(jù)賦值、安全門安全圍欄設器人安全門安全圍欄設定。

定；難點：搬運碼垛機器人程序賦值及I/O

4.3搬運碼垛機器人通信，機配置方法。

器人中斷程序；

5.工業(yè)機器人典型應用——

自動鎖螺絲教學要求：掌握機器人自動鎖螺絲的應

用方法：掌握工業(yè)機器人自動鎖螺絲的

5.1機器人自動鎖螺絲：電批

程序編寫技巧。

工具的使用、工具坐標的建

重點:機器人自動鎖螺絲視覺識別，機器1、2、3

立、I/O配置.；機器人自動鎖2

人自動鎖螺絲常用指令。

螺絲視覺識別;通過NIVision

難點：機器視覺系統(tǒng)在自動鎖螺絲中螺

forLabVIEW軟件編程實現(xiàn)螺

絲孔位置、數(shù)量編程。

絲孔位置、數(shù)量識別。

教學要求：了解工業(yè)機器人拋光打磨的

6.工業(yè)機器人典型應用——應用，了解拋光打磨的工藝，了解拋光

拋光打磨打磨工作站的主要組成單元，創(chuàng)建拋光

拋光打磨的行業(yè)應用，拋

6.1打磨所需的工具數(shù)據(jù)、工件坐標數(shù)據(jù)，

光打磨的工藝，拋光打磨的工

編寫拋光打磨程序并完成調試。21、2、3

具，拋光打磨機器人的相關指重點：拋光打磨的工藝特點，工具數(shù)據(jù)和

令，機器人工具坐標系、工件工件坐標數(shù)據(jù)。

坐標系的建立。難點：拋光打磨所需的工具數(shù)據(jù)和工件

坐標數(shù)據(jù)。

7.工業(yè)機器人典型應用一

銃削加工教學要求：了解機器人銃削加工中的工

作流程；掌握使用千分表和尋邊器這兩

7.1機器人離線編程軟件的應

種測量儀器的方法；了解機器人離線編

用場合；、、

程軟件SpurCamv2123

機器人離線編程軟件、機

7.2重點：機器人離線編程軟件，對刀系統(tǒng)。

器人安全接口；

難點：機器人離線編程軟件，對刀系統(tǒng)。

7.3機器人工具坐標的測量。

8.工業(yè)機器人典型應用——教學要求：熟悉機器人自動分揀、機器

綜合應用人自動碼垛；掌握工業(yè)機器人程序編寫

8.1多功能機器人工作站的自技巧。

21、2、3

動分揀、自動碼垛功能；重點：機器人智能碼垛工藝，機器人智8

8.2吸嘴工具的使用、工具坐能分揀工藝。

標的建立，I/O配置。難點：碼垛與分揀程序編寫與調試。

合計248

2.實驗部分

實驗部分的教學內容、基本要求與學時分配見表3。

表3實驗項目、實驗內容與學時

實驗對應的課

實驗項目實驗內容和要求

學時程目標

實驗內容：介紹機器人的組成，各種運動的實現(xiàn)、機器

1.工業(yè)機器人的機械結構、技術參數(shù)。

22

人認知實驗要求：了解介紹機器人的組成，各種運動的實現(xiàn)、

機器人的機械結構、技術參數(shù)。

實驗內容：利用工業(yè)機器人實現(xiàn)對輸送線上的工件的分

2.工業(yè)機器

揀。22

人分揀插件

實驗要求：熟練掌握編程技巧。

實驗內容：利用工業(yè)機器人實現(xiàn)對流水線上工件進行搬

3.工業(yè)機器

運碼垛。22.、3

人搬運碼垛

實驗要求：熟練掌握編程技巧。

實驗內容：將工業(yè)機器人的分揀與搬運碼垛結合實現(xiàn)對

4.工業(yè)機器

工件進行自動分揀、自動碼垛等操作。22.、3

人綜合應用

實驗要求：熟練掌握編程技巧。

合計8

五、教學方法及手段

本課程以課堂講授為主，采用啟發(fā)式、討論式教學和案例教學等，促進學生積極思考,

開發(fā)學生的潛能，培養(yǎng)學生思考問題、分析問題和解決問題的能力；以“少而精”為原則，精

選常用工業(yè)機器人工作站作為教學內容，精講多練：安排習題課，鞏固課堂所學知識；提供

靈活的自主學習平臺。

實驗教學著重講授如何用科學的手段來完成理論的驗證;采用教師講授和學生動手操作

的方法；在實驗前學生應復習和掌握與本實驗有關的教學內容、認真閱讀實驗指導書；在實

驗中要嚴格遵守實驗紀律，按操作規(guī)程使用儀器;實驗結束后，按規(guī)定對儀器進行維護保養(yǎng)；

每完成一項實驗，要認真完成一份實驗報告。

六、課程資源庫

1.推薦教材：

(1)張宏立.《工業(yè)機器人典型應用》[M].北京：北京理工大學出版社.2017.

(2)葉暉.《工業(yè)機器人典型應用案例精析》[M].北京：機械工業(yè)出版社.2015.

2.參考書：

(1)李良軍.《工業(yè)機器人技術》[M].北京：高等教育出版社.2020.

(2)宋寶玉.《工業(yè)機器人應用基礎》[M].北京：高等教育出版社.2017

3期刊：

(1)機器人[J].

(2)AdvancedRobotics.UnitedKingdom.

（3）IEEETransactionsonRobotics.UnitedStates.

4.網(wǎng)絡資源：

（1）工業(yè)機器人現(xiàn)場編程.hi（ps:///course/CZMEC-1001755275.

（2）工業(yè)機器人編程與調試./coursc/CZILI-1001755311.

七、課程考核對課程目標的支撐

課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構成，具體考核/評價細則及對

課程目標的支撐關系見表4。

表4課程考核對課程目標的支撐

考核占課程目標

考核/評價細則

環(huán)節(jié)比123

課

（I）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進行考核，滿分1007寸7

堂

分。

表5

（）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程22

現(xiàn)21

總評成績。

（1）根據(jù)每個實驗的實驗操作完成情況和實驗報告質量單獨評7\

過分，滿分1C0分；

程實（2）每次實驗單獨評分，取各次實驗成績的平均值作為此環(huán)節(jié)

15

性驗的最終成績，555

考（3）以實驗成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評

核成績。

（1）主要考核學生對各章節(jié)知識點的復習、理解和掌握程度，\

滿分100分；

作

（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最

業(yè)201

終成績。82

0

（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評

成績。

（1）實操成績10（）分，以實操成績乘以具在總評成績中所占的Q

比例計入課程總評成績。

期末

60（2）主要考核常用工作站操作編程經(jīng)驗；常用工業(yè)機器人工作21

考核25

站構成部分，50

（3）考試題型為：任務實操。

41

合計：100分40

28

八、考核與成績評定

1.考核方式及成績評定

考核方式：本課程主要以作業(yè)評價、課內實驗、課堂討論、期末實操考核等方式對

學生進行考核評價。

考核基本要求：考核總成績由期末實操考核成績加過程性考核評價成績組成。其中

作業(yè)評價、課內實驗、課堂討論等過程性評價成績?yōu)?00分（權重40%）,期末實操考

核100分（權重60%）o過程性評價和考試試題分值分配應與教學大綱各章節(jié)的學時基

本成比例。

2.過程性考核成績的標準

過程性考核方式重點考核內容、評價標準、所占比重見表5。

表5過程性考核方式評價標準

所占

考核方式比重100>x>9090>x>8080>x>7070>x>60x<60

(%)

積極參與教認真參與教偶爾參與教上課不認上課不認

學活動，踴躍學活動，回學活動，回真，偶爾參真，不參與

課堂表現(xiàn)12.5回答問題，到答問題，至IJ答問題，到與教學活教學活動，

課率大于課率大于課率大于動，到課率到課率大于

90%,80%o80%。大于80%。80%o

作業(yè)完整，思作業(yè)完整，不交作業(yè)2不交作業(yè)4不交作業(yè)5

路清晰，準確準確率大于次以內，準次以內，準次以上，準

作業(yè)37.5

率大于90%,80%,字跡確率大于確率大于確率小于

字跡工整。工整。70%.60%.60%o

實驗預習認