工业机器人现场编程课程标准.docx

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工业机器人现场编程课程标准

《工业机器人现场编程》课程标准

一、课程信息

课程代码

课程性质

专业核心

参考学时

适用专业

工业机器人应用技术

总学分

4.5

先修课程

机械识图、液压与气压控制、工业机器人应用认知

制定时间

2017.7.5

后续课程

工业机器人离线编程

审核部门

制定人及单位

学校

许昌职业技术学院刘煜辉

审核人

企业

许昌中意电气有限公司张海涛

审核时间

二、课程的性质

《工业机器人现场编程》是工业机器人技术专业的一门专业课程，本课程以工业机器人技术基础、传感器技术、电气控制技术等为基础，主要用于培养学生的工业机器人编程能力，满足工业机器人系统设计、工业机器人编程、工业机器人安装调试等岗位中工业机器人编程能力的需要。

通过课程的学习，使学生掌握工业机器人基本操作与应用、工业机器人编程方法、工业机器人基本系统基本维护等方法和能力。

三、课程目标

通过任务引领型的项目活动，掌握工业机器人现场编程的技能和相关理论知识，能完成本专业相关岗位的工作任务。

具有诚实、守信、善于沟通和合作的品质，树立环保、节能、安全意识，为发展职业能力奠定良好的基础。

（一）能力目标

1．能看懂工业机器人技术手册；

2．能手动操作工业机器人；

3．能根据具体应用选择相应的机器人坐标系；

4．能对基于KUKA工业机器人上下料工作站进行现场编程。

5．能对基于KUKA工业机器人搬运工作站进行现场编程。

表1能力目标1解析表

能力目标

能看懂工业机器人技术手册

编号

具体描述

能够根据任务要求读懂工业机器人技术手册，并从中提取有用的重要信息。

步骤

1．略读工业机器人技术手册

2．详读重要信息并进行分析

工具与设备

1．工业机器人技术手册

2．KUKA机器人实训台

知识基础

1．机器人机械结构

2．机器人电气结构

态度、素质

1．认真负责的态度

2．有进取心

3．遵守规则

考核标准

读懂技术手册

表2能力目标2解析表

能力目标

能手动操作工业机器人

编号

具体描述

能够操纵摇杆控制机器人的轴沿X轴、Y轴、Z轴运动。

步骤

1．合上电源，启动机器人系统

2．按下示教器上的使能键，摇动摇杆控制机器人的运动

3．关闭机器人系统

工具与设备

1.工业机器人软件

2．KUKA机器人实训台

知识基础

1．工业机器人的机械系统

2．工业机器人的电气系统

态度、素质

1．认真负责的态度

2．遵守使用规则

3．有安全意识

考核标准

1．选择运动单元和运动模式

2．完成机器人的线性运动、重定位运动和单轴运动

表3能力目标3解析表

能力目标

能根据具体应用选择相应的机器人坐标系

编号

具体描述

能够根据不同的控制要求，建立适合的工具坐标系和工件坐标系，并固定好工具和工件。

步骤

1．工件坐标系的建立

2．工具坐标系的建立

3．固定工具和工件

工具与设备

1.工业机器人软件

2．KUKA机器人实训台

知识基础

1．机座坐标系、工具坐标系，工件坐标系

2．关节坐标系、世界坐标系

3．右手定则

态度、素质

1．认真负责的态度

2．遵守使用规则

3．有安全意识

考核标准

1．工件坐标系的建立

2．工具坐标系的建立

表4能力目标4解析表

能力目标

能对基于KUKA工业机器人上下料工作站进行现场编程

编号

具体描述

首先认识上下料工作站，然后建立工作站程序，设定工作站坐标系，最后对基于KUKA工业机器人上下料工作站进行示教编程

步骤

1．建立上下料工作站程序

2．设定上下料用户坐标系

3．示教上下料工作站程序

工具与设备

1.工业机器人软件

2．KUKA机器人实训台

知识基础

1．上下料工作站的特点

2．上下料工作站坐标系

态度、素质

1．认真负责的态度

2．遵守使用规则

3．有安全意识

考核标准

1．设定上下料工作站坐标

2．编制、示教上下料工作站程序

表5能力目标5解析表

能力目标

能对基于KUKA工业机器人搬运工作站进行现场编程

编号

具体描述

首先认识搬运工作站，然后建立工作站程序，设定工作站坐标系，最后对基于KUKA工业机器人搬运工作站进行示教编程

步骤

1．建立搬运工作站程序

2．设定搬运工作站坐标系

3．示教搬运工作站程序

工具与设备

1.工业机器人编程软件

2．KUKA机器人实训台

知识基础

1．搬运工作站的特点

2．搬运工作站坐标系

态度、素质

1．认真负责的态度

2．遵守使用规则

3．有安全意识

考核标准

1．设定搬运工作站坐标

2．编制、示教搬运工作站程序

（二）知识目标

1．熟悉工业机器人工作站机械、电气系统构成的相关知识；

2．掌握KUKA机器人控制器相关知识；

3．握工业机器人示教编程器相关知识；

4．握工业机器人坐标系相关知识；

5．熟悉工业机器人外围设备相关知识；

6．熟悉工业机器人系统备份的相关知识。

（三）素质目标

1．有良好的职业道德和科学的创新精神；

2．有分析与决策能力；

3．有与他人合作、沟通，团队工作能力；

4．有发现问题，解决问题的能力；

5．有自我学习、追求进步不断超越能力。

四、课程联系

（一）与先修课程的联系

在学习本课程时，要求学生具有工业机器人的基本认知能力，先修课程应包含机械识图、液压与气压控制、工业机器人应用认知等课程。

（二）与后续课程的联系

为后续课程“工业机器人自动化生产线安装与调试”和教学工厂提供必要的能力和知识。

五、课程内容和教学要求

项目

对应学时

知识要求

技能要求

教师、场地、设备等要求

项目1工业机器人系统构成

1.认识机器人系统组成

2.掌握工业机器人的机械系统

3.掌握工业机器人的控制系统组成

1.能进行机器人及其外围设备的选型；

2.能简单操作及机器人；

3.能判断机器人故障的所在模块；

4.会用常用测试仪器；

教师：

专业教师1人

场地：

实训室

设备：

KUKA工业机器人

项目2工业机器人基本操作-涂胶工业机器人

1.工业机器人工作站的安全知识

2.熟练掌握工业机器人的坐标系

3.掌握手动运行

4.掌握示教器的使用

1.能够根据不同的工作要求，选用适合的工业机器人坐标系

2.能够熟练操作工业机器人的手动运行模式

3.能够熟练使用示教器

教师：

专业教师1人

场地：

实训室

设备：

KUKA工业机器人

项目3工业机器人的程序编写-搬运工业机器人

1.执行简单机器人程序

2.制定程序流程图

3.简单数据类型及数组的编程

1.根据设计要求进行设备选型；

2.能根据设计方案进行程序流程图的编写；

3.能按照具体控制要求编写机器人程序；

教师：

专业教师1人

场地：

实训室

设备：

KUKA工业机器人

项目4机器人参数设定及程序管理

1.掌握机器人的零点标定原理

2.掌握机器人的零点标定方法

1.能进行工业机器人的零点标定。

教师：

专业教师1人

场地：

实训室

设备：

KUKA工业机器人

六、课程实施

（一）教学方法建议

1）在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的培养，采用项目教学，以工作任务引领提高学生学习积极性，激发学生的成就动机。

2）本课程教学的关键是现场教学，应选用工业机器人应用系统为载体，在教学过程中，老师示范和学生分组操作训练互动，学生提问与老师解答、指导有机结合，让学生在“教”与“学”过程中，会进行工业机器人典型系统的安装、调试、维护及其工程应用。

3）在教学过程中，要创设工作情景，同时应加大实践实操的容量，要紧密结合职业技能证书的考证，加强考证的实操项目的训练，在实践实操过程中，使学生掌握工业机器人的操作技能和应用能力，提高学生的岗位适应能力。

4）在教学过程中，要应用多媒体、投影等教学资源辅助教学，帮助学生理解控制电路及系统的工作原理。

5）在教学过程中，要重视本专业领域新技术、新工艺、新设备发展趋势，贴近生产现场。

为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生参与社会实践的创新精神和职业能力。

6）教学过程中教师应积极引导学生提升职业素养，提高职业道德。

（二）师资条件要求

本课程是一门实践性很强的专业课，任课教师除了需要具有扎实的理论功底，更需要良好的工程实践能力，最好具有企业产品开发、生产一线的工作或实习经历，具有良好的师德，教书育人，为人师表，具有良好的团队协作精神。

具有高等学校教师资格证书；具有专业职业资格证书或相应技术职称。

专任教师：

1.具有两年以上在企业机器人控制系统设计经验。

2.具有双师素质及维修电工考评员证或高级考评员资格。

3.熟悉高职教育理念，具备设计项目化教学法的设计应用能力。

4.能采用先进的教学方法，具有比较强的驾驭课堂的能力。

5.具有良好的职业道德。

兼职教师：

1.具有在企业高级技师或工程师以上职称。

2.熟悉机器人控制系统，具有良好的实践指导能力。

3.具有良好的职业道德。

（三）教学条件基本要求

建立专门的机器人实训室、配备多媒体投影仪和教师机控制软件，配备KUKA机器人实训台，配备装有编程软件的电脑50台。

校外与许继电气、森源电气、中意电气、富士康合作的实训基地，为学生完成机器人的实训提供了良好的条件。

（四）教学资源基本要求

1.教材选用与编写原则

1）必须依据本课程标准编写教材，教材应充分体现任务引领、实践导向课程的设计思想。

2）教材应将本专业职业活动，分解成若干个学习情境，按完成学习情境的需要和岗位操作规程，结合职业技能证书考证组织教材内容。

要通过工业机器人控制系统的安装、调试，引入必须的理论知识，增加实践实操内容，强调理论在实践过程中的应用。

3）教材应图文并茂，提高学生的学习兴趣，加深学生对工业机器人的程序编写。

教材表达必须精炼、准确、科学。

4）教材内容应体现先进性、通用性、实用性，要将本专业新技术、新工艺、新设备及时地纳入教材，使教材更贴近本专业的发展和实际需要。

5）教材中的活动设计的内容要具体，并具有可操作性。

2.推荐教材与参考书籍

《工业机器人现场编程》，机械工业出版社，蒋庆斌、陈小艳编著，出版时间2014.11

《工业机器人应用基础-基于KUKA机器人》，北京航空航天大学出版社，林燕文、李曙生编著，出版时间2016.11

3.网络资源建设

充分利用诸如电子书籍、电子期刊、数据库、数字图书馆、教育网站和电子论坛等网上信息资源，使教学从单一媒体向多种媒体转变；教学活动从信息的单向传递向双向交换转变；学生单独学习向合作学习转变。

同时应积极创造条件找寻远程教学平台，扩大课程资源的交互空间。

4.信息化教学资源建设

建议加强课程资源的开发，建立多媒体课程资源的数据库，努力实现跨学校多媒体资源的共享，以提高课程资源的利用率。

七、考核与评价

1）改革传统的学生评价手段和方法，采用阶段评价，目标评价，项目评价，理论与实践一体化评价模式。

2）本课程考核方案注重学习过程，六个学习情境基于过程的学习考核作为成绩评定的主要方面，占60%，期末考核占40%。

3）应注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核，对于学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，全面综合评价学生能力。

本课程学习情境基于过程的学习考核方法多元化，采用自测、小组互测、教师考核等多种方法。

各学习情境考核成绩按比例计入总成绩。

考核方案

序号

学生自评（20%）

小组互评（20%）

教师考核（60%）

项目成绩

考核项目

分数比例

考核项目

分数比例

考核项目

分数比例

设计方案

设备选型

安装布线

程序编写

调试结果

总结报告

平时考勤

工作规范

现场答辩

八、教学实施建议

1．课程模式建议

本课程应将课堂与实验实训场地一体化，依托校内外实训、实习基地，以仿真或真实的企业生产模式，开展基于工作过程的教学模式改革，真正实现基于真实岗位工作过程的“教、学、做”一体化教学模式。

2．教学建议

本课程应重点讲解机器人的分类，结构，控制及编程等，采取边讲边练的方式，以教师讲解为辅，学生练习为主。

3．教学方法与教学手段

本课程根据课程内容和学生特点，灵活运用项目驱动、分组讨论、启发引导等教学方法，引导学生积极思考、乐于实践，提高教学效果。

教学组织形式应多样化，尽量利用现代化的教学手段。

4.其他

随着新技术、新元件的出现，课程标准会及时更新。

九、其他

本标准应根据行业发展的需要，及时调整学习情境。

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