《工业机器人夹具设计与应用》课程包技术白皮书(纯方案,13页)

《工装夹具设计实训》课程标准一、课程概要二、课程定位本课程是机械设计与制造专业的一门专业核心必修课，是培养学生专业技能的重要组成部分。

在人才培养方案中，本课程支撑学生掌握工装夹具的基本理论和工作原理，从定位和夹紧上掌握夹具的设计方法，具有初步的工装夹具应用、设计和创新能力，能够利用AUTOCAD、NX等软件进行3D夹具结构的设计和出具2D生产工程图的设计软件，并能有效查阅工艺手册和标准件手册等。

三、教学目标（一）知识目标1.了解工装夹具在生产的应用知识；2.掌握车、铣、钻、镗等工装夹具结构知识；3.掌握各类夹具的使用特点；4.理解六点定位规则；5.掌握工装夹具的工作原理；6.掌握定位、夹紧和其他元件的结构和工作原理；7.掌握定位误差和夹紧力的计算和设计方法；8.熟悉综合复杂工装夹具的设计思路和设计方法。

（二）能力目标1.能选择定位元件的布局和方案；2.能根据六点定位规则明确定位的性质和类别；3.能计算定位误差；4.能设计工装夹具的3D结构图；5.能理解力的三要素对夹紧工件的影响；6.具有夹紧方案的设计的能力；7.具有计算各种类型夹紧力的能力；8.具有出具2D工程图的能力。

（三）素质目标1.培养学生严谨、细致、规范的职业素质；2.培养学生团队协作、表达沟通能力；3.培养学生跟踪新技术、创新设计能力;4.培养技术标准意识、操作规范意识、服务质量意识等。

四、课程设计本课程以培养目标为起点，选取“钻夹具”“铣夹具”“镗夹具”和“车夹具”作为整个课程的项目载体，将课程内容精选分解成5个能力模块，每一个模块对应一系列的实践任务（共20个），每一个实践任务分解成3-5个知识点和技能点（共145个），形成了以模块化实践任务为骨架、以技能知识点为内容的实践导向结构化课程内容体系。

在教学设计方面，以任务为驱动，突出实践性、趣味性、职业性，体现“教、学、做合一”的设计理念。

五、教学内容安排项目任务知识点技能点学时讲授实践项目1：设计准备1.1课程设计基本要求1.机床夹具的作用2.机床夹具的分类3.工件的装夹1.明确设计任务、内容和要求2.阅读设计资料3.分析设计对象11.2确定设计方案1.机床夹具的组成2.机床夹具的发展趋势1.阅读设计指导书2.拟定设计过程和工作计划11.3熟悉典型夹具的机构和工作原理1.工件六点定位准则2.定位方式及定位元件3.夹紧原理和定位元件4.楔形、螺旋、偏心等夹紧结构5.底板及其它元件1.拆解典型夹具2.手绘定位元件3.手绘夹紧元件4.手绘底板及其它元件1 2项目2：钻削夹具设计2.1 手动钻夹具设计1.工件定位的基本原理2.定位方式及定位元件3.夹紧原理4.夹紧结构5.底板及其它元件1.定位结构设计方法2.夹紧机构的选择3.认识夹具的工作过程1 22.2气动钻夹具设计1.气动原理2.定位方式3.夹紧机构4.钻套、钻模板1.设计气动元件2.设计平面定位元件3.设计夹紧机构4.设计其它元件1 2六、教学实施（一）教学团队本课程负责人由学术造诣深厚、教学经验丰富、教学特色鲜明、具有高级专业技术职务的教师担任，并建立职称、学历、年龄等结构合理的专兼结合的“双师型”教学团队，每40人的标准班配备1名任课教师。

一、实训背景随着我国工业自动化水平的不断提高，工业机器人的应用越来越广泛。

夹具作为机器人完成各种作业的重要辅助装置，其设计质量直接影响着机器人的作业效率和产品质量。

为了提高学生设计机器人夹具的能力，本次实训以工业机器人夹具设计为主题，通过理论学习、实践操作和项目设计等环节，培养学生的创新思维、实践能力和团队协作精神。

二、实训目的1. 掌握工业机器人夹具设计的基本原理和方法；2. 熟悉各种夹具结构、材料及加工工艺；3. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力；4. 提高学生的创新思维和团队协作精神。

三、实训内容1. 夹具设计理论基础本次实训首先介绍了工业机器人夹具设计的基本原理，包括夹具的定义、作用、分类、设计要求等。

通过对夹具设计理论的学习，使学生了解夹具设计的基本流程和关键点。

2. 夹具结构设计夹具结构设计是夹具设计的关键环节，本次实训重点讲解了夹具的组成、各部件的作用及设计方法。

主要包括：（1）夹具的组成：夹具由基础件、定位元件、夹紧元件、导向元件、传动元件等组成。

（2）定位元件设计：定位元件用于确定工件在夹具中的位置，常用的定位元件有定位销、定位孔、定位凸台等。

（3）夹紧元件设计：夹紧元件用于夹紧工件，常用的夹紧元件有弹簧、气动夹具、液压夹具等。

（4）导向元件设计：导向元件用于引导工件的运动，常用的导向元件有导向槽、导向凸台等。

（5）传动元件设计：传动元件用于传递动力，常用的传动元件有齿轮、皮带、链条等。

3. 夹具材料及加工工艺夹具材料的选择和加工工艺对夹具的性能和使用寿命具有重要影响。

本次实训介绍了夹具常用材料、加工工艺及选择原则。

4. 项目设计以某型号工业机器人为例，进行夹具设计。

具体步骤如下：（1）分析工件特点：了解工件形状、尺寸、重量、加工精度等，确定夹具设计要求。

（2）选择夹具类型：根据工件特点，选择合适的夹具类型，如固定式夹具、移动式夹具等。

（3）设计夹具结构：根据夹具类型和工件特点，设计夹具的组成、各部件的结构及尺寸。

XXXX职业技术学院《工业机器人技术及应用》课程标准一、课程代码120801二、适用专业工业机器人技术、机械自动化等专业三、课程性质《工业机器人技术及应用》是我院工业机器人技术专业核心课程。

是一门综合性较强的学科，主要讲授机器人技术及应用的基本知识、基本理论和基本方法。

在工业机器人技术专业培养计划中，它起着至关重要的作用，使学生对已学知识有了更好的掌握，培养学生综合应用的能力。

对实现电气类专业人才培养目标，对工业机器人技术专业学生综合职业能力的培养和职业素养的养成起到主要的支撑作用。

《工业机器人技术及应用》的先修课程为《电工基础》、《电子技术》等。

后续课程为：《PLC技术应用》、《机器人自动线安装与调试》、《毕业设计》。

四、课程学分与时数分配《工业机器人技术及应用》课程共4学分、64学时，安排在第三学期授课，课程学分与时数分配如表1所示。

表1 课程学分与时数分配表五、课程设计思路本课程设计的思路为：1.本课程以岗位能力需求为导向，以典型实际机器人为载体，设计学习任务, 将机器人知识应用到具体生产生活服务工作中。

通过实施任务教学，提高学生的学习兴趣，有效地培养和提高学生在机器人技术方面的专业能力、方法能力和社会能力，并使学生养成良好的职业态度。

2.课程内容以学生就业所需的专业知识和操作技能为着眼点，力求提高学生的实际运用能力，使学生更好地适应社会需求。

3.教学内容按照由浅入深、循序渐进的原则进行设计安排，使学生的职业能力培养目标由低到高的方向转变。

4.以提高学生综合素质为基础，以提高学生综合职业能力为目标，组织实施任务驱动教学等行动导向的教学模式。

5.教学评价多元化，本课程为考试课程，期评成绩以平时成绩、技能考核成绩和笔试成绩按比例评定，具体分配情况为：期评成绩＝平时成绩×20%+技能考核成绩×40%+笔试成绩×40%。

六、课程总体目标（一）知识目标1.了解机器人技术发展的概况；2.了解机器人的基本构造特征及状态描述；3.了解机器人坐标系统，掌握坐标系的相互转化；4.掌握机器人位置运动学、速度运动学和动力学的相关知识；5.具有运用自动化相关理论，综合解决问题的能力。

《工业机器人应用技术》课程标准一、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。

《工业机器人操作与编程》课程标准1.课程性质和任务《工业机器人操作与编程》是工业机器人技术专业必修的职业核心课程，工业机器人自动化生产线成套设备已经成为自动化装备的主流和未来发展方向，工业机器人的操作是一门实用的技术性专业课程，也是一门实践性较强的综合性课程，在工业机器人专业课程体系中占有重要地位，令学生能全面把握工业机器人应用的安装、配置与调试方法。

本课程主要通过分析工业机器人的工作原理，通过涂胶、搬运、喷漆等常用工艺的实践，使学生了解各种工业机器人的应用，熟练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实际问题的能力，提高学生的综合素质，增强适应职业变化的能力。

2.学习领域描述国际先进国家在汽车、电子电器、工程机械等行业大量采用了工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，这就需要大量的具备工业机器人基本操作、在线示教、离线编程技能的，对机器人搬运、涂胶、喷漆、码垛等工艺具有足够的了解，能够控制机器人完成上述任务的操作技能型人才3.先修课程和后续课程先修课程：《工业机器人技术基础》、《机械制图与CAD》、《机械设计》后续课程：《工业机器人拆装与维护》、《工业机器人离线编程》、《工业机器人操作与编程》4.课程目标掌握工业机器人的编程和操作方法，了解工业机器人常用工艺，通过这门课的学习，使学生对机器人有一个全面、深入的认识，培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力，并相应的掌握一些实用工业机器人控制及规划和编程方法。

学习完本课程后，学生应当能具备从事工业机器人企业生产第一线的生产与管理等相关工作的基础知识和能力储备，包括：（1）掌握用示教器操作工业机器人运动的方法（2）能新建、编辑和加载工业机器人程序（3）能够编写工业机器人搬运动作的运动程序（4）能够编写工业机器人涂胶运动的运动程序（5）能够编写工业机器人喷涂运动的运动程序（6）能够编写工业机器人上下料运动程序（7）能够编写工业机器人码垛运动程序5.课程内容和要求续上表6.相关说明6.1课程教学的组织与方法（1）总体原则：行动导向-工学结合、教学做一体化；（2）组织形式：项目教学、现场教学、以学生为中心学习；（3）教学方法：讲授法、引导课文法、示范法、角色扮演法、小组讨论法。

《工业机器人仿真应用教程》课程标准1.课程概述本课程旨在提高学生在机器人方面的综合素质,着重使学生掌握从事机器人加工类企业中机器人工作所必备的知识和基本技能,初步形成处理实际问题的能力。

培养其分析问题和解决问题的学习能力，具备继续学习专业技术的能力;在本课程的学习中渗透思想道德和职业素养等方面的教育，使学生形成认真负责的工作态度和严谨的工作作风，为后续课程学习和职业生涯的发展奠定基础。

1.1课程定位《工业机器人仿真应用教程》课程是高级技工学校工业机器人应用与维护专业的专业课。

主要内容包括：Robot Studio软件的操作、建模、Smart组建的使用、轨迹离线编程、动画效果的制作、模拟工作站的构建、仿真验证以及在线操作。

1.2设计思路本课程教学最好采用理论与实际相结合的一体化教学方式，借助多媒体网络教室，一人一机，使用多媒体课件讲解与软件操作相结合。

理论教学中应帮助学生总结并灵活运用所学的相关知识，本着够用的原则讲授，切忌面面俱到。

对工业机器人仿真操作不作深入探讨，仅作一般性了解。

实践教学环节中对工业机器人Robot Studio仿真软件常用功能作简单介绍，重点培养学生使用软件对工业机器人进行基本操作、功能设置、二次开发、在线监控与编程、方案设计和检验。

教师教学中多联系生产实际并选用一些工业上经典的工业机器人使用案例进行讲解，提高学生对工业机器人进行应用开发、调试、现场维护的能力。

2.课程目标2.1知识目标1、了解机器人仿真软件，了解机器人仿真软件的应用。

2、掌握构建基本仿真工业机器人工作站的方法。

3、掌握码垛机器人工作站、焊接机器人工作站、打磨抛光机器人工作站的设计理念和设计方法。

4、掌握ABB 机器人仿真软件RobotStudio 中的建模功能，能运用所学制图软件在RobotStudio中进行建模。

5、掌握ABB 工业机器人离线轨迹编程方法。

6、了解ABB 机器人仿真软件RobotStudio 中的其它功能。

《工业机器人应用系统建模》课程大纲适用专业：工业机器人技术编制单位：xxxx2021年3月4日星期四月11日《工业机器人应用系统建模》教学大纲一、教学对象本大纲适用于本校工业机器人技术专业的专科层次学习二、学分与学时学分：5 总学时:108三、课程模块类别及课程属性课程模块：专业基础课课程属性：专业必修课四、课程性质、任务和目的性质：《工业机器人应用系统建模》是工业机器人技术专业课程体系中的职业基础课程之一，是学生职业发展中一门与工业机器人直接关联的基础课程。

任务：主要是引导学生通过项目化教学，融入工业机器人职业领域，让学习内容更接近行业、企业和生产实际。

掌握工业机器人的设计一般知识和基本技能，培养学生专业能力及职业能力，为他们走上工业机器人生产第一线的工作岗位做好准备。

目标：掌握从简单零件设计、复杂零件设计、建模到装配成产品，最后制作模型工程图，通过solidworks软件平台完成对工业机器人应用系统的结构建模。

五、主要先修与后续课程先修课程《机械制造基础》、《工业机器人技术基础》六、教学目的要求和主要内容（分章节）第一章初识solidworks【目的要求】：掌握:1、Solidworks基本使用。

了解:1、Solidworks软件了解。

2、Solidworks界面了解。

【主要内容】：●Solidworks基本认识：软件了解、solidworks界面了解●Solidworks基本使用：定义工具栏、帮助、第二章工业机器人夹抓零部件设计【目的要求】：掌握：1、手指设计。

2、法兰盘设计。

3、气缸设计。

【主要内容】：●手指设计：手指草图绘制、手指草图拉伸、手指零件切除、完成手指设置●法兰盘设计：创建法兰盘初始形状、圆周阵列法兰盘草图、完成法兰盘设计●气缸设计：创建气缸几何关系、气缸特征编辑、完成气缸设计第三章工作站笔形工具零部件设计【目的要求】：掌握：1、连接座设计。

2、笔芯设计。

3、笔盖设计【主要内容】：●连接座设计：创建连接座初步形状、连接座参考几何体、连接座倒角特征、完成倒角特征、完成连接座设计●笔芯设计：笔芯扫描生成、完成笔芯设计●笔盖设计：笔盖抽壳特征、笔盖相关工具第四章工业机器人示教器设计【目的要求】：掌握：1、示教器前盖设计。