《工业机器人编程及实操》课程标准.docx
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《工业机器人编程及实操》课程标准
工业机器人技术应用专业
《工业机器人编程及实操》课程标准
一、前言
（一）课程定位
本课程是全国中等职业学校工业机器人专业的专业核心课程，定位于为企业培养能够完成工业机器人操作、编程、维护以及保养的应用型人才。
本课程通过绘图、搬运、码垛、涂胶等常用工艺的实践，使学生更好的掌握工业机器人的工作原理，了解工业机器人控制系统的基本构成，掌握工业机器人的操作方法，锻炼学生的团队协作能力和创新意识，提高学生分析问题和解决工业机器人故障问题的能力，提高学生的综合素质，增强其适应职业变化的能力。
（二）设计思路
本课程的设计思路是结合实践性教学培养学生实际操作能力，使学生加深对新知识的理解，着重培养学生的务实能力，使得学生能够做到学以致用，为工业机器人专业课程知识学习和应用打下良好的基础。
学生除了掌握基本的操作能力之外，也能具备一定的分析和解决业机器人使用过程中出现的故障问题的能力。
本课程按照职业能力发展的阶段确定相应的典型工作任务按照从初级工到专家的发展顺序来设置相应的课程内容，从单一机器人的操作，到机器人工作站的整体把握，层层递进，由浅及深。
本课程是一门以实际操作为主的课程，每一个项目都有实践任务，每一个任务的学习都以项目为载体，以任务为中心整合所需相关知识，实现学中做，做中学的理实一体的教学，给学生提供更多的动手机会，提高学生的基本技能。
此外，每一次的学习过程就是工作的过程，并且在实践操作中注意培养学生的安全生产意识，规范操作意识以及团队合作意识，每一次的考核评价都有相关内容，这种职业素质是在任何企业工作都应具备的。
同时，采用行为引导型教学法根据项目任务通过视频、图像、实训设备等，使学生了解工业机器人在各种场合的应用。
对于机器人的工业应用着重讲解其结构形式及应用场合，通过该项目使学生对机器人学科有全面认识，提高学生的学习兴趣和操作技能。
二、课程教学目标
（一）知识教学目标
1.了解工业机器人的由来与发展、组成与技术参数，掌握机器人分类与应用，对各类机器人有较系统的认识；
2.了解工业机器人本体基本结构，包括机身及臂部结构、腕部及手部结构、传动及行走机构等；
3.掌握ABB机器人的I/O通信；
4.掌握工业机器人控制系统的基本构成及操作方法；
5.掌握工业机器人语言的基本程序命令和编程方法；
6.熟悉工业机器人的编程调试、维护技术；
7.熟悉绘图、搬运、码垛、涂胶等工业机器人典型应用案例；
（二）能力培养目标
1.能够准确理解机器人本体的基本构成和运动学、动力学基本原理；
2.学会正确操作工业机器人，能独立或小组协作完成规定的实验与实训；
3.具备识图和仪器仪表使用的基础能力；
4.会观察和分析实验与实训现象，编制、调试、运行程序，熟练掌握编程软件的使用；
5.会查阅相关手册和产品使用说明书，正确阅读和分析实际应用程序；
6.能基本正确完成工业机器人的控制系统程序编制或调试任务；
7.能基本正确完成工业机器人安装与维护任务；
8.能对工业机器人出现的故障进行初步的诊断和处理。
（三）情感培养目标：
1.具备搜集相关技术资料，尽快熟悉新接触设备和新工作场景的能力；
2.具备潜心钻研的职业精神和必要的创新能力；
3.具备独立学习，灵活运用所学知识独立分析问题并解决问题的能力；
4.具备工作安全意识与自我保护能力；
5.具备团队合作精神；
6.能自觉遵守单位的规章制度和职业道德，有强烈的工作责任感。
三、课程内容和要求
项目
课题
任务
课程内容与教学要求
活动设计
课时
知识
技能
态度
概述
安全教育
1.实验室电源的开关说明；
2.实验室工业机器人操作注意事项；
3.实验室6s管理。
1.掌握实验室电源、机器人操作台电源开关顺序；
2.正确规范操作工业机器人。
1.能树立安全用电与规范操作的职业意识；
2.能自觉遵守规章制度，培养工作责任感。
1.教师强调用电安全及规范操作注意事项；
2.教师讲解并正确示范如何正确开关电源、操作机器人。
2
概述
认识
工业机器人
1.了解机器人的由来与发展，机器人定义及机器人技术的研究领域与学科范围；
2.了解机器人的主要应用领域及其特点；
3.准确把握机器人的组成与主要技术参数。
1.正确理解机器人的主要分类形式；
2.通过生产实际案例分析、实物图片以及多媒体演示等方法强化对知识点的深刻理解。
1.培养学生的学习兴趣，更好的了解工业机器人；
2.能积极参与课堂谈论，培养专业兴趣；
3.能养成善于思考、团结合作的意识。
1.发现身边的机器人；
2.通过播放视频，更好的认识工业机器人及其应用领域；
3.通过实物直观的了解工业机器人的组成及技术参数。
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项目一
工业机器人
整体结构
1.工业机器人的组成结构；
2.工业机器人坐标系。
1.掌握工业机器人的工作原理；
2.掌握工业机器人的系统组成：
机器人本体、控制柜、示教器以及外部连接设备；
3.了解工业机器人基本的功能。
1.整体认识机器人；
2.能参与课堂教学活动,探讨日常生活中有关工业机器人问题,提高对专业的学习兴趣；
3.能养成团队协作的意识。
1.参观工业机器人实训室及了解实训室相关配置；
2.观看简单机器人操作教育教学视频；
3.观看视频与现场示范相结合，认识机器人的各个关节。
2
项目一
ABB机器人的基础操作
1.认识示教器
2.设定示教器的显示语言；
3.设定机器人系统时间；
4.单轴移动的手动操作。
5.利用关节运动找出机器人的机械原点
1.了解示教器的操作界面及各个按键的使用；
2.掌握工业机器人的控制方式及手动操作；
3.掌握工业机器人的关节运动；
4.掌握用示教器操作工业机器人运动的方法。
1.培养规范操作的职业素养；
2.提高学生对工业机器人的学习兴趣；
3.培养学生相互监督，共同进步的团队意识。
1.教师讲解让学生认识示教器的界面及相应功能；
2.教讲解并示范操作示教器来控制机器人；
3.示教器控制工业机器人进行关节运动、线性运动。
6
项目一
示教器手动操作
1.各个关节的运动方向；
2.熟练操作示教器；
3.手动写自己的姓氏
1.掌握机器人关节运动；
2.能用示教器控制机器人写出自己的姓氏。
1.培养规范操作的职业素养；
2.培养学生的学习兴趣；
3.锻炼学生的耐心。
1.教师示范如何安装画笔，并利用画笔写字；
2.学生完成个人姓氏的书写。
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项目二
工业机器人
运动控制程序
1.基本运动控制程序建立；
2.基本运动控制程序的编辑和加载；
3.工业机器人相关关节位置的记录；
4.工业机器人关节位置数据形式与意义。
1.掌握工业机器人直线运动和曲线的特点；
2.掌握姓氏笔画程序的编写方法；
3.能够新建、编辑和加载工业机器人程序、能够完成直线运动及曲线的示教
1.能以良好的学习态度完成教学活动；
2.能养成独立思考、吃苦耐劳的行为习惯；
3、能自觉保持实训场所的干净整洁。
1.介绍实验室里的各种工业机器人及相关设备；
2.讲解基本运动指令MoveL与MoveJ。
3.老师给出相关要求，学生要根据所学知识进行程序的编辑
4.老师分析总结
6
项目二
工业机器人线性运动的应用
1.两个工件之间的距离的测量；
2.利用勾股定理，算出斜线上两点的距离。
1.掌握线性运动的规律，并能测量出任意两个工件间的距离；
2.能结合勾股定理算出斜线上任意两点的距离。
1.培养规范操作的职业素养；
2.提高学生对工业机器人的学习兴趣；
3.能将不同学科之间的知识结合与连接起来。
1.教师讲解勾股定理；
2.教师讲解测量、计算任意两个工件之间的距离的方法；
3.学生在教师的引导下能正确算出任意两个工件之间的距离。
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项目二
图形绘制
1.工业机器人基本运动控制程序建立；
2.基本运动控制程序的编辑和加载；
3.编写绘制三角形、四边形的程序
1.能够新建、编辑和加载工业机器人程序
2.掌握三角形、四边形、等程序编写方法；
3.熟练使用MoveL与MoveJ指令。
1.能以良好的学习态度完成教学活动；
2.能养成独立思考的行为习惯；
3、能自觉保持实训场所的干净整洁。
1.教师复习讲解基本运动控制程序的编写；
2.教师讲解绘制三角形、四边形的注意事项；
3.学生要求老师提出的任务要求完成图形的绘制。
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项目二
偏移指令的应用
1.偏移指令offs在程序中的使用
2.利用offs指令绘制三角形、四边形、五角星等
1.掌握offs指令在程序中的编写格式；
2.能算出相应的偏移量并编辑绘制图形的程序
1.训练学生的计算能力；
2.培养学生的学习兴趣；
3.激发学生的创新思维。
1.教师讲解分析offs指令的作用及使用方法；
2.学生要求老师提出的任务要求完成图形的绘制。
6
项目二
圆弧指令MoveC的运用
1.建立控制程序；
2.编辑和加载控制程序；
3.工业机器人关节位置数据形式与意义。
1.掌握工业机器人运动特点；
2.掌握基本圆、同心圆等程序编写方法；
3.能够新建、编辑和加载工业机器人程序、能够完成圆、同心圆的示教
1.能以良好的学习态度完成教学活动；
2.能养成独立思考、吃苦耐劳的行为习惯；
3、能自觉保持实训场所的干净整洁。
1.介绍实验室里的各种工业机器人及相关设备；
2.教师讲解圆弧指令MoveC；
3.老师给出相关要求，学生要根据所学知识进行简单圆形以及同心圆程序的编辑；
4.老师分析总结
6
项目三
ABB机器人的I/O通信
1.ABB机器人I/O通信的种类；
2.常用ABB标准I/O板的说明及配置；
3.定义输入输出信号；
4.I/O信号的监控与操作。
1.掌握ABB机器人I/O接线；
2.掌握ABB标准I/O板的配置方法；
3.学会定义新的输入输出信号；
4.掌握示教器可编程按键的设置与使用
1.培养学生规范操作的职业素养；
2.让学生对输入输出这一概念有更全面的认识；
3.提高学生对工业机器人的学习兴趣；
4.能自觉保持实训场所的干净整洁。
1.教师讲解什么叫ABB机器人I/O通信及其相关的种类；
2.教师讲解如何配置ABB标准I/O板；
3.教师讲解机器人输入输出信号，学生练习如何建立新的输入输出信号；
4.学生在老师的指导下完成示教器可编程按键的设置。
6
项目三
建立工件坐标
1.了解什么情况下需要建立新的工件坐标（wobj）；
2.新的工件坐标的建立；
3.如何在程序创建中使用新的工件坐标。
1.掌握新的工件坐标建立的方法；
2.掌握如何在程序创建中使用新的工件坐标。
1.能以良好的学习态度完成教学活动；
2.能养成独立思考的行为习惯；
3、能自觉保持实训场所的干净整洁。
1.教师讲解如何创新一个新的工件坐标；
2.学生在老师的指导下完成新的工件坐标的创建；
3.学生完成老师提出的任务。
4
项目四
斜面搬运
1.偏移指令offs的使用；
2.For循环指令；
3.数字信号置位set与复位reset指令；。
4.创建斜面搬运程序
1.掌握偏移指令以及for循环指令在斜面搬运程序中的应用；
掌握新工件坐标在程序中的作用。
1.训练学生的计算能力；
2.培养学生的学习兴趣；
3.激发学生的创新思维。
1.教师讲解for循环指令的使用方法及斜面搬运的工作步骤；
2.学生在老师的指导下完成斜面搬运程序的创建及操作；
3.教师总结。
6
项目四
平面搬运1
1.偏移指令offs的使用；
2.For嵌套循环指令；
3.mod求余指令与div除数指令的使用方法
1.掌握工业机器人搬运的特点和程序编写方法；
2.能使用For循环、offs偏移及mod求余与div除数指令正确编写搬运控制程序；
3.能新建、编辑和加载工业机器人程序、能够完成搬运动作的示教
1.能以良好的学习态度完成教学活动；
2.能养成独立思考、吃苦耐劳的行为习惯；
3.能自觉保持实训场所的干净整洁；
4.能自觉完成学习任务，提高学习效率
1.教师讲解工件搬运的定义及相应的操作过程；
2.教师结合实际分别讲解For循环、offs偏移及mod求余与div除数指令的使用方法及应用。
3.老师给出相关的工件搬运的要求，学生要根据所学知识进行程序的编辑
4.老师分析总结
6
项目四
平面搬运2
1.赋值指令：
=的使用；
2.if判断指令的使用；
3.mod求余指令与div除数指令的使用。
1.掌握如何判断一个数是偶数还是奇数；
2.能结合赋值指令、if判断指令、For循环及mod求余与div除数指令正确编写搬运控制程序；
3.能编写程序实现值搬运奇数位置的工件。
1.训练学生的计算能力；
2.培养学生的学习兴趣；
3.激发学生的创新思维；
4.能自觉保持实训场所的干净整洁。
1.教师讲解：
=赋值指令、IF判断指令的使用方法及应用。
2.教师讲解如何判断一个数是奇数还是偶数，并讲解让机器人搬运奇数位置工件的思路；
3.老师给出相关的工件搬运要求，学生要根据所学知识进行程序的编辑。
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项目五
方形码垛
1.偏移指令offs的应用；
2.For嵌套循环指令；
3.mod求余指令与div除数指令的使用方法
4.赋值指令：
=的使用；
5.if判断指令的使用。
1.能够确定各个轴方向的偏移量；
2.能够结合相关指令完成正方形、长方形码垛程序的编写；
3.掌握码垛的技巧。
1.能以良好的学习态度完成教学活动；
2.能自觉保持实训场所的干净整洁；
3.能自觉完成学习任务，提高学习效率
1.老师复习相关指令的使用方法及作用；
2.老师分析讲解喷漆编程指令形式及编程思路
3.学生认真思考并完成老师布置的作业；
4.老师总结。
6
项目五
涂胶
编程与操作
1.直线运动控制程序的指令格式；
2.直线运动控制程序的编程方法；
3.输入输出条件等待指令的指令格式以及编程方法；；
4.工业机器人工具坐标系的设定。
1.掌握工业机器人涂胶运动的特点和程序编写方法；
2.能使用工业机器人基本指令正确编写涂胶控制程序；
5.能够完成涂胶运动的示教
1.能积极参与各种教学活动，分享活动成果；
2.能以良好的学习态度完成教学活动；
3.能自觉组织和管理。
1.老师复习直线运动控制程序的指令格式；
2.学生认真思考并完成训练；
3.复习讲解MoveL与MoveJ指令；
4.老师分析讲解涂胶编程指令形式及编程思路；
6
复习考试
6
机动
2
合计
96
四、实施建议
（一）教材编写或选用
教材编写应以本课程标准为依据，合理安排必修和选修内容。
教材内容应体现以就业为导向、以学生为主体的原则，将知识与生产中的实际应用相结合。
1.以项目（任务）为中心，突出实践动手能力，可以将课程分解成若干个项目（任务），按项目（任务）编写教材。
2.不依据某种教材组织教学，鼓励按照人才培养目标对教学内容重新进行设计。
3.教材应充分体现任务驱动、实践导向的教学思路，以完成典型工作任务来驱动，通过实际案例、情境模拟、实施单、评价单等和课后拓展作业等多种手段，根据工业机器人工作过程的工作顺序和所需相应知识的深度及广度来组织编写，使学生在教学活动任务中感受到各知识点之间的连贯性和完整性。
4.教材应突出实用性、开放性和专业定向性，应避免把专业能力理解为纯粹的技能操作，应该注重理论与实用技术的兼顾，同时要具有前瞻性，把握本专业领域的发展趋势，将工业机器人领域的新技术、新方法和新理论及时补充进教材中。
5.教材应以学生为本，文字表述要简明扼要，内容展现应图文并茂，突出重点，重在提高学生学习的主动性和积极性。
6.教材编排要求取材新颖，充分考虑到高职学生的特点，内容表述深入浅出，重点突出。
（二）教学方法
1.在教学中要加强基本操作技术和技能的训练，掌握好组织教学、讲解、示范和讲评等各个教学环节。
贯彻讲解与示范相结合、集体指导与个别指导相结合的教学方法。
2.在基本技能操作训练中，教师要注意激发学生的学习积极性和克服困难的信心，勤学苦练，扎扎实实地练好基本功。
3.在技能训练的整个教学过程中，要注意培养学生爱护工具和设备，养成良好的职业素养的习惯。
4.在技能训练的过程中，必须加强安全教育，严格执行工业机器人安全操作规程。
5.在技能训练的整个教学过程中，渗入企业的6S管理理念，提高学生的职业素养。
6.在教学过程中，组建学习小组，营造合作学习的氛围，培养学生的人际交往能力和组织管理能力。
7.在教学过程中，注重培养学生良好的学习习惯，提倡在实践中学习，加强学法指导，引导学生自主学习，为学生的终身学习打下基础。
（三）教学条件
本课程主要安排学生在校内的工业机器人实训室进行实训，也可以在校外实训基地进行岗位实践。
（四）课程资源
1.幻灯片、投影、录像、多媒体课件等资源有利于创设形象生动的学习环境，建议开发适合教师与学生使用的多媒体教学素材和多媒体教学课件。
2.充分利用网络资源、教育网站等信息资源，使教学媒体从单一媒体向多媒体转变；使教学活动从信息的单向传递向双向交换转变；使学生从单独学习向合作学习转变。
3.对尚未开发但能切实提高教学效率和质量的相关教学资源，组织力量，开发相应的影像资料、多媒体课件等辅助教学资源。
（五）教学评价
1.考核方式：
实操+实训报告
2.期末总评计算方式：
项目完成情况为50分+过程表现为10分+实训报告为10分+期末综合考核为30分。
按百分制计算
3.考核内容：
内容为工业机器人综合技能实训操作，包括工业机器人编程实操与知识应用的考核。
五、其它说明
本课程教学标准适用于专业。
起草人：
工作单位：
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