工业机器人应用技术课程标准

课程名称 开设专业 授课时间 课程类型 课程部门 工业机器人应用技术 课程代码 电气自动化技术 学时 学分 专业核心与技能必修课 制订人 日 期 审核人 单位负责人 一、课程性质

本课程是电气自动化技术专业的核心课程，通过该课程的学习，主要培养学生工业机器人操作运维、应用编程、调试维护等职业能力，以及实践技能、创新能力、分析和解决问题等职业素养，使学生系统掌握工业机器人的基本原理、功能、应用技能、程序设计方法和编程技巧，为今后从事自动化控制领域的工作打下基础。

前导课程：《机械基础》《电气控制技术》《电机与电气控制技术》等。 后续课程：《智能制造技术》《人工智能技术》《工业机器人综合实训》等。

二、课程目标

（一）总体目标

本课程的主要任务是从应用角度和企业需求出发，培养学生系统掌握工业机器人的相关概念、原理、基本应用及标准规范，使学生了解工业机器人的基本结构与组成，掌握装调、编程、调试、维护等基本技能和应用，熟悉工业机器人应用安全规范、应用标准，为从事工业机器人操作运维、应用编程、技术服务及生产管理等岗位奠定基础。

能力目标：

1、掌握工业机器人安全规则和标准规范，具有排除安全问题和执行标准规范的能力。 2、能正确识别工业机器人品牌，能正确选型。

3、能熟练掌握工业机器人操作规范，能装配连接机器人，能正确使用机器人。 4、能熟练校准和标定机器人参数。 5、能熟练配置机器人I/O参数。 6、能熟练手动操纵机器人。

7、能熟练使用离线仿真软件配置机器人参数和离线编写程序并能运行调试。 8、能熟练使用示教器配置机器人参数和在线编写程序并能运行调试。 9、具有工业机器人系统集成技术设计开发能力。 10、能对工业机器人进行日常维护和简单的维修。 知识目标：

1、掌握机器人及工业机器人的概念，掌握工业机器人的分类及品牌，了解工业机器人的应用及发展前景。

2、掌握ABB工业机器人基本组成的概念、原理和功能。

3、掌握ABB工业机器人I/O接口的概念、种类和使用方法以及接线原理、标准。 4、掌握ABB工业机器人参数的概念、功能和使用规则。 5、掌握ABB工业机器人参考坐标系的概念、识别及应用。 6、掌握ABB工业机器人安全保护机制和基本使用方法。 7、掌握ABB工业机器人选型方法。

8、了解离线仿真编程软件概念、原理及应用，掌握离线仿真编程软件下载、安装和基本使用方法、步骤。

9、熟练掌握示教器使用环境和功能，掌握手动操纵机器人的原理、方法和步骤。 10、掌握ABB工业机器人程序数据的概念、类型和分类，掌握常用程序数据的设定方法和步骤，熟练掌握三个关键程序数据的设定。

11、掌握RAPID程序及指令的概念、分类和属性，掌握RAPID程序的创建方法和步骤，12、掌握RAPID指令的调取和参数配置的方法和步骤，掌握RAPID程序的编写方法和步骤，掌握RAPID程序的调试方法和步骤。

13、理解掌握工业机器人三种运动模式。 14、了解制造领域工业机器人系统集成流程。 15、理解掌握安全事项及搬运安全事项。 素质目标：

1.培养良好的安全意识. 2.培养良好的节约意识。 3.培养良好的沟通和交流能力。

4.培养良好的思想道德修养和职业道德素养。 5.培养敬业爱岗和较强的团队精神和合作意识。

（二）职业能力证书考核目标

工业机器人系统集成1+X证书。

三、课程内容及学习要求

序号 1 初识工业机器人 识 展；了解工业机器人的家族介绍 ；掌握工业机器人应用安全注意事项。 2 工业机器人基本组成及技术参数 工业机器人组成及 掌握工业机器人的基本组成及功能。 部件功能 2 工业机器人的技术参数 3 建立ROBOTSTUDIO工作站 ABB工业机器人的离线仿真技术 掌握工业机器人的技术参数；掌握工业机器人的应用选型。 了解离线编程软件；熟练掌握创建一个用2 于示教器操作练习的工作站 项目 学习内容 工业机器人基础知学习要求 理解掌握机器人及工业机器人的概念、分类；了解工业机器人的典型应用与前景发学时 2 ROBOTSTUDIO在线功熟练掌握使RobotStudio的在线功能。 能 ROBOTSTUDIO典型应用 熟练掌握ROBOTSTUDIO典型应用，满足编4 程演示的需要。 熟练掌握示教器使用；掌握查看ABB机器人常用信息与事件日志；掌握ABB机器人2 2 4 认识示教器 ABB工业机器人的基础操作技术 工业机器人的手动操作 的数据备份与恢复。 熟练掌握ABB机器人的手动操作；掌握ABB机器人转数计数器更新操作；理解并熟练掌握ABB机器人三个关键程序数据设定。 4 5 ABB工业机器人的I/O通信 常用ABB标准I/O通信板 掌握ABB工业机器人I/O通信的种类；掌握常用ABB标准I/O板功能、接线和使用。 2 常用ABB标准I/O通信板的配置 掌握ABB标准I/O板的配置；掌握I/O信号监控与操作掌握；掌握Profibus适配器4 的连接；掌握系统输入/输出与I/O信号的关联；掌握示教器可编程按键的使用。 6 ABB工业机器人程序数据分类及操作建立 的程序数据 三个关键程序数据的设定 了解什么是程序数据；掌握建立程序数据的操作；了解程序数据的类型与分类；熟练掌握常用数据。 熟练掌握tooldata、wobjdata、loaddata4 的设定。 了解什么是RAPID程序及指令；掌握建立程序模块与例行程序的一般步骤；掌握指令的使用。 2 2 7 RAPID程序及指令 ABB工业机器人的程序及编程 RAPID程序编程 熟练掌握指令的使用的步骤，熟练编写程序；掌握编制一个基本程序的步骤，以及添加功能和中断程序的步骤。 6 RAPID程序指令功能 熟练掌握各类常用RAPID程序指令与功4 能。 合计 42 四、实训项目

实训需要环境（或器项目编号 掌握安全知识；熟识机器人部件及功能；掌握校准的方法和技能；掌握启动机器人方法、步骤和技能；掌握设置相1 工业机器人基础 关参数方法、步骤和技能；能用示教器手动操纵机器人简单运行。 实训系统 ABB工业机器人2 实训项目名称 项目内容及要求 材） 学时 掌握创建工作站的方法、步骤和技能；掌握生成工业机器人系统的方法、步骤工业机器人的仿真2 手动操作 骤和技能；掌握手动操纵工业机器人的方法、步骤和技能。 掌握工业机器人外围硬件配置和接线的工业机器人的基本3 操纵 法、步骤和技能；掌握工业机器人基本操纵的方法、步骤和技能。 工业机器人I/O通4 信的设置 的方法、步骤和技能。 掌握工业机器人工件坐标的标定方法、步骤和技能；掌握工业机器人工具坐标三个关键程序数据5 的设定 器人有效载荷的标定方法、步骤和技能。 掌握建立RAPID程序实例的方法、步骤和技能；掌握程序指令调用及相关数据工业机器人的编程6 应用 行调试的方法、步骤和技能；掌握程序程序运行及保存的方法、步骤和技能。 合计 ROBOTSTUDIO仿真系统 14 设定的方法、步骤和技能；掌握程序进机、4 ABB工业机器人实训系统、微的标定方法、步骤和技能；掌握工业机实训系统 ABB工业机器人2 实训系统 掌握ABB常用标准I/O通信板设置使用ABB工业机器人2 实训系统 方法、步骤和技能；掌握示教器的方ABB工业机器人2 真系统 和技能；掌握设置相关参数的方法、步ROBOTSTUDIO仿2 微机、五、教学团队

建立一支适应本课程的、稳定的、开放性的、具有丰富实践施工经验的专兼职教师团队，实现理论教学与实践教学合一、专职教师与兼职教师合一、课堂教学与生产现场教学合一，满足学生综合职业能力培养的要求。

1.具有中级以上职称或硕士以上学位、与专业有关的中级以上职业资格证书；具有课程相关行业、企业顶岗经历，实践能力较强；

2.了解工业机器人技术专业及相关领域的发展现状和趋势，系统地掌握电气自动化技术专业基础知识、相关理论，了解专业相关的前沿理论和技术；

3.积极主动参与专业建设、课程建设和教学改革等工作； 4.灵活运用现代教育技术，熟练操作实训室软、硬件设备； 5、具有较高的职业道德和责任心，以学生为本位。

六、课程实施

（一）教学组织

本课程教学主要是根据课程教学目标、教学内容、教学条件、学生素质等情况，因材施教、重点解决“如何教”与“如何学”的问题，使教学能够真正做到以学生为本，充分调动学生的学习积极性和主动性。推行“教、学、做一体化”的教学模式，充分利用多媒体、虚拟仿真技术、网络技术等现代教学手段，选用项目教学法、案例分析法、线上线下混合式教学法等教学方法，在课程教学过程中，注重知识与技能的有机结合。

（二）教学方法和手段

为保证教学质量，培养学生综合能力，结合课程内容和学生特点，建议采用的教学方法和手段有：

1.项目教学法

本课程实行项目教学法。项目按照从简单到复杂，从单一到综合排列。教学过程中将相对的项目，大都交给学生自己处理，包括信息的收集，方案的设计，项目的实施及最终的评价，都由学生自己负责。学生随着该项目的进行，了解并把握整个过程及每一环节中的基本要求。项目教学法增强了学生的动手能力、思辨能力、探究能力、创新能力和社会能力的同时，又能构建一个开放性、研究性的学习环境，提高了学生学习的积极性和主动性。

2.实物演示、案例讲授法

在学生进行具体操作工作过程中，指导老师以具体实物或实际案例将各项操作规程逐一传授给学生，学生则通过对各项步骤的实际操作，提高自己的操作技能。

3.探究法

在每个项目任务学习过程中，教师介绍在课程环节中已经学过的相关的理论知识和实践知识，接着以任务为载体，由学生主动探究，完成任务的方案制定，并立即进行训练。采用这种方法，以学生为主体，教师加以适当的引导，提高学生分析问题、解决问题的能力。

4.分组讨论法

在各项目教学过程中，对学生进行分组，在小组讨论、合作的基础上完成实际任务，从而在提高学生职业技能的同时，培养了学生的团队工作能力、团队合作精神以及表达能力与应变能力。

5.启发引导、归纳总结法

在教学过程中，教师应在各个教学环节中积极引导启发学生思考，提高教学效率，培养学生的方法能力；每完成一个教学任务都要让学生进行认真归纳总结，从中得到什么，还有哪方面不足，及时改正，不断调高学习能力。

6.多媒体教学

根据教学需要，制作教学课件、视频等，用图文音像等方式向学生传递综合信息，演示教学内容，增强教学过程的直观性和可视性，丰富教学内容，提高学生学习的积极性。

7.虚拟仿真

在一体化教室教学基础上，建设液压与气动仿真实训室，并配备了先进的液压气动仿真教学软件，构建虚拟设计环境。通过教学软件，学生可以在学习元器件结构、原理的基础上，进行液压与气动回路的设计与模拟调试，达到仿真教学的效果。

8.线上线下混合式教学法

精心开发网络教学资源，实施线上线下混合式教学，充分激发学生的学习兴趣，提高学习效率。

（三）教学条件

多媒体教室、工业机器人技能实训室、工业机器人仿真实训室。

（四）教学建议：

1、建议本课程采用“教、学、做一体化”的教学模式，利用多媒体、视频动画、实物模型等多种手段说明工业机器人技术在工程中的广泛应用，激发学生学习兴趣；

2、建议在课程教学过程中，强调工作过程及工作效率重要性，为了培养学生认真负责的工作态度，使其养成良好的做事习惯；

3、建议提供丰富、适用的教学资源供学生学习和自测，利于学生拓展性发展。

七、课程考核

为全面考核学生的学习情况，本课程以过程考核与终结性考核相结合，过程考核一般占50%，终结性考核一般占50%。

（一）过程考核

1.平时成绩考核

根据本课程的教学实施特点，平时成绩注重对学生学习态度、出勤情况、回答问题及分组讨论表现、仪器使用、维护保养规范及任务完成情况等的考核，课内实践也包含于每个任务中。

平时成绩一般占过程性考核总成绩的50%，具体考核方式及成绩评定方式为：

序 号 1

任务评价考核表

任务名称： 所属项目：

学生姓名: 学号： 班级： 教师评价评分标准 考 核 项 目 （学生小好 较好 一般 组组长） 能明确任务要求，积极查阅资料文献，获取必要的知识信息。 15 20 30 10 13 18 27 5 10 15 22 5 2 能积极规划与汇报任务实施方案，合理制定任务实施计划 3 能按时完成工作任务，结论正确、资料全面、质量高。 遵守时间 能够做到不迟到、不早退，不擅自离开任务实施场所。 职业 4 素养 设备工具使用与保养 操作过程规范，仪器使用、维护保养及时准确。 环境保护 能适时主动清理工作场所，保证环境整洁。 团结协作 同学之间分工协作，主动交流学习经验。 语言表达能力 回答问题积极，文字组织条理清晰，声音洪亮。 5 2.作业考核

总 分 10 5 5 5 8 4 4 4 6 3 3 3 本课程的作业不仅可检验学生对知识的掌握程度，而且还包含了一部分实践内容。作业考核注重对学生每次作业是否按时完成、完成质量、完成次数进行考核。

作业成绩一般占过程性考核总成绩的50%。

（二）终结性考核

终结性考核集中进行，从题库中随机抽取考核试题，试题综合性强、形式多样。与技能考证理论内容和实践内容相结合。

八、教学资源

（一）教材选取

《工业机器人技术》 校本教材 高迟与金石兴公司合编

（二）其他部分参考资料目录

ABB工业机器人操作手册 ABB ABB公司出版

九、其他说明