《工业机器人技术》课程教学大纲

《工业机器人技术》电子教案一、教学目标1.了解工业机器人的定义和分类。

2.掌握工业机器人的基本结构和工作原理。

3.学习工业机器人的编程方法和应用领域。

4.培养学生的动手操作能力和团队协作能力。

二、教学内容1.工业机器人的定义和分类2.工业机器人的基本结构和工作原理3.工业机器人的编程方法4.工业机器人的应用领域三、教学过程1.导入（10分钟）向学生介绍工业机器人的定义和分类。

引导学生思考工业机器人与其他机器人的区别，并让学生讨论工业机器人的应用领域。

2.学习工业机器人的基本结构和工作原理（30分钟）通过图片和视频展示，向学生介绍工业机器人的基本结构和工作原理。

解释机器人的各个部分的功能和作用，并与学生互动讨论。

3.学习工业机器人的编程方法（30分钟）讲解工业机器人的编程方法，包括离线编程和在线编程。

介绍工业机器人的编程语言和编程软件，并通过示例演示编程的过程。

4.实践操作（30分钟）组织学生进行工业机器人的实践操作，让学生亲自操作机器人进行简单的任务，如拾取和放置物体。

要求学生按照规定的步骤进行操作，并注意安全事项。

5.工业机器人的应用领域（20分钟）通过案例分析和讨论，向学生介绍工业机器人的应用领域，如汽车制造、电子电器制造、医药生物等。

引导学生思考工业机器人在这些领域中的作用和优势。

6.总结（10分钟）回顾本节课的学习内容，让学生总结学到的知识和技能，并展示他们的操作成果。

鼓励学生提出问题和建议，并进行讨论。

四、教学评价1.观察学生在实践操作中的表现，包括是否按照规定的步骤进行操作，是否注意安全事项等。

2.与学生互动讨论，了解他们对工业机器人的理解和掌握程度。

3.收集学生的操作成果和总结，评价他们的动手操作能力和团队协作能力。

五、教学资源1.图片和视频展示工业机器人的基本结构和工作原理。

2.工业机器人的编程语言和编程软件。

3.工业机器人实践操作的相关物品和设备。

六、教学拓展1.鼓励学生参观工业机器人的生产现场，了解实际应用情况。

《工业机器人技术》课程教学大纲课程编号：S4080370课程名称：工业机器人技术课程英文名称：INDUSTRIAL ROBOT TECHNOLOGY总学时：30 讲课学时：26 实验学时：4 上机学时：0学分：2课程类型：限选课开课单位：机电工程学院机械制造及自动化系授课对象：机电工程学院机械设计制造及其自动化专业、其它相关专业先修课程：线性代数、测试技术及仪器开课时间：第七学期教材与主要参考书：尤波、王广林等编.《工业机器人技术》.校内讲义陈哲、吉熙章编著.《机器人技术基础》.机械工业出版社 1994年蔡自兴著.《机器人学》.清华大学出版社 2000年一、课程教学目的本课程将系统的介绍机器人技术的九个重要组成部分的基础知识，将综合运用所学数学、力学、电子、机械、计算机等多种学科知识，分析解决机器人学中的主要问题。

培养学生从事多学科交叉渗透、综合运用的科学研究能力。

二、教学内容及基本要求（一）本课程的主要章节本课程的主要内容有：机器人学基础知识，机器人运动学和动力学，机器人的轨迹控制和力控制以及机器人中的主要技术，包括机器人控制器、机器人伺服系统、机器人的语言、机器人的感觉系统和机器人的移动技术等。

本课程的主要章节有：第一章机器人技术；（2学时）机器人学的发展史及机器人学教育、机器人学的术语和定义及其与其他学科的关系、机器人的分类和组成、操作机几何学。

第二章机器人坐标系统；（4学时）位置与姿态、正交坐标系、转动的表示法、齐次变换、机器人的坐标系统。

第三章位置运动学；（4学时）手部位姿与关节变量的关系——正问题、关节变量与手部位姿的关系——逆问题。

第四章速度运动学；（2学时）操作机的微分运动、雅可比矩阵及其变换。

第五章轨迹控制；（2学时）轨迹的记录与再现、笛卡尔运动与轨迹设计、轨迹控制多项式、笛卡尔控制等。

第六章机器人动力学；（2学时）动力学方程的推导、动力学方程的应用。

第七章力控制与柔性机器人；（3学时）位置控制与力控制策略、组合控制策略、柔性机器人系统、力和力矩的直接敏感。

［课程］《工业机器人技术》课程标准1课程概述1.1课程名称：工业机器人技术1.2课程性质：专业核心课1.3参考学时：56学时1.4参考学分：2.5学分1.5开设时间：第四学期2课程性质和任务本课程是工业机器人技术专业的一门专业核心课程，是必修课。

其任务是：使学生掌握工业机器人系统构成、工业机器人编程等知识和进行机器工作站系统建模及仿真等技术，培养学生具备一定的工业机器人编程及仿真设计能力。

内容包括工业机器人典型应用案例、离线编程基础、机器人工作站系统模型、程序及轨迹设计、工业机器人现场编程基础知识等。

3课程目标3.1知识目标(1)熟悉工业机器人离线编程应用领域；(2)掌握离线编程软件安装过程；(3)掌握离线编程软件的工作界面使用方法；(4)掌握工业机器人工作站系统外部设备模型构建方法；(5)掌握工业机器人仿真工作站的构建流程；(6)掌握工业机器人工作站的离线编程方法；(7)掌握工业机器人工作站的仿真测试方法；(8)掌握机器人工件及工作站设备的三维建模与设计分析。

(9)掌握工业机器人的现场手动操纵。

(10)掌握工业机器人的现场轨迹编程及设计。

3.2能力目标(1)能安装工业机器人离线编程软件；(2)能构建工业机器人工作站系统模型；(3)能按要求在离线编程软件下编写工作站控制程序；(4)能对工业机器人工作站进行仿真测试。

精心整理精心整理（5）能对工业机器人进行现场操纵及编程操纵。

3.3素质目标（1）具有分析与决策能力；（2）具有发现问题，解决问题的能力；（3）具有良好的心理素质、职业道德素质以及高度责任心和良好的团队合作能力；（4）具有组织管理能力；（5）培养良好的职业素养和一定的创新意识；（6）养成“认真负责、精检细修、文明生产、安全生产”等良好的职业道德；4课程设计思路根据职业能力标准，以重点职业能力为依据确定课程目标，依据职业能力整合所需相关知识和技能，设计课程内容，以工作任务为载体构建“能力递进”课程。

《工业机器人技术基础》课程标准课程编码：15（HoO43课程类别：专业方向课适用专业：工业机器人技术专业参考学时：72学时编写执笔人及编写日期：周诚计2020.8审定负责人及审定日期：王晓明2020.8一、课程定位1、课程在专业培养中的定位及作用《工业机器人技术基础》是工业机器人技术专业课程体系中的职业基础课程之一，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容，是学生职业发展中第一门与工业机器人直接关联的基础课程。

是在科学分析确定学校办学定位、明确我们系部工业机器人技术专业发展方向的前提下，通过对工业机器人技术职业与职业岗位进行整体化的调研与分析形成的一门具有很强的综合性的专业基础课程。

2、本课程与其它课程的关系表1前导、后续课程一览表（一）课程设计理念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。

全部课程都安排在机器人实训室上课，每一个项目都有实践环节，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、规范操作意识、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。

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各种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，并结合离线编程仿真软件完成虚拟机器人的加载和控制。

(二)课程设计整体思路掌握工业机器人的工作原理和结构知识，掌握六自由度工业机器人的特点及其相关参数知识，能使学生掌握机器人机构设计、运动分析、控制和使用的技术要点和基础理论。

机器人是典型的机电一体化装置，它不是机械、电子的简单组合，而是机械、电子、控制、检测、通信和计算机的有机融合，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。

《工业机器人技术》课程教学大纲课程编号：S4080370课程名称：工业机器人技术课程英文名称：INDUSTRIAL ROBOT TECHNOLOGY总学时：30 讲课学时：26 实验学时：4 上机学时：0学分：2课程类型：限选课开课单位：机电工程学院机械制造及自动化系授课对象：机电工程学院机械设计制造及其自动化专业、其它相关专业先修课程：线性代数、测试技术及仪器开课时间：第七学期教材与主要参考书：尤波、王广林等编.《工业机器人技术》.校内讲义陈哲、吉熙章编著.《机器人技术基础》.机械工业出版社 1994年蔡自兴著.《机器人学》.清华大学出版社 2000年一、课程教学目的本课程将系统的介绍机器人技术的九个重要组成部分的基础知识，将综合运用所学数学、力学、电子、机械、计算机等多种学科知识，分析解决机器人学中的主要问题。

培养学生从事多学科交叉渗透、综合运用的科学研究能力。

二、教学内容及基本要求（一）本课程的主要章节本课程的主要内容有：机器人学基础知识，机器人运动学和动力学，机器人的轨迹控制和力控制以及机器人中的主要技术，包括机器人控制器、机器人伺服系统、机器人的语言、机器人的感觉系统和机器人的移动技术等。

本课程的主要章节有：第一章机器人技术；（2学时）机器人学的发展史及机器人学教育、机器人学的术语和定义及其与其他学科的关系、机器人的分类和组成、操作机几何学。

第二章机器人坐标系统；（4学时）位置与姿态、正交坐标系、转动的表示法、齐次变换、机器人的坐标系统。

第三章位置运动学；（4学时）手部位姿与关节变量的关系——正问题、关节变量与手部位姿的关系——逆问题。

第四章速度运动学；（2学时）操作机的微分运动、雅可比矩阵及其变换。

第五章轨迹控制；（2学时）轨迹的记录与再现、笛卡尔运动与轨迹设计、轨迹控制多项式、笛卡尔控制等。

第六章机器人动力学；（2学时）动力学方程的推导、动力学方程的应用。

第七章力控制与柔性机器人；（3学时）位置控制与力控制策略、组合控制策略、柔性机器人系统、力和力矩的直接敏感。

(完整)25工业机器人教学大纲《工业机器人》课程教学大纲课程代码：010142058课程英文名称：Industrial Robots课程总学时：20 讲课：20 实验：0 上机：0适用专业：机械设计制造及自动化、机械电子工程大纲编写(修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标1.本课程是机械设计、制造及自动化专业的一门专业方向选修课。

2.本课程的教学目标是使学生通过本课程的学习,掌握工业机器人的结构特点、测控原理和总体设计方法.（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.掌握工业机器人手部、腕部和臂部的基本构造、基本运动和设计方法2.掌握工业机器人的测控方法.（三）实施说明了解工业机器人的运动技能和技术指标；重点掌握工业机器人的手部结构及夹紧力计算、腕部结构和设计计算方法、臂部结构和设计计算方法、定位缓冲原理和方法;了解工业机器人的测控方法以及整体设计方法.（四）对先修课的要求本课程的先修课有：机电系统结构设计、机电系统计算机控制技术。

（五）对习题课、实践环节的要求习题要求：习题应促进学生消化、巩固所学内容。

习题要密切配合教师的讲授内容，注意要使概念类、分析类和设计类习题并存，培养学生的分析和设计能力。

教师通过习题发现问题,改进教学，同时习题也是考核学生的依据之一。

（六)课程考核方式1.考核方式：考查。

2.考核目标：考查学生对工业机器人的结构特点、测控原理和总体设计方法的掌握程度。

3.成绩构成:平时成绩（出勤、作业等）占50%，课堂测验占50%。

（七）参考书目《工业机器人》，刘文波等主编，东北大学出版社，2007《工业机器人设计》，周伯英编著，机械工业出版社，1995《工业机器人》，吴振彪主编，华中理工大学出版社，2006。

二、中文摘要本课程主要介绍工业机器人的相关知识,主要包括工业机器人的相关概念、工业机器人的机械结构的设计计算方法和典型结构、工业机器人的定位缓冲方法、工业机器人的检测与传感技术及典型实例、工业机器人的控制技术与典型实例、工业机器人的总体设计方法与典型实例以及工业机器人的典型应用。

《工业机器人》课程教学大纲课程编号：0803701069课程名称：工业机器人英文名称：Industrial Robot课程类型：专业任选课总学时：24 讲课学时：20 实验学时：4学分：1.5适用对象：四年制机械设计制造及其自动化专业、四年制机械电子工程专业先修课程：高等数学、线性代数、工程制图、机械工程材料、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、电子技术、电工技术、机械制造基础、互换性与技术测量、液压与气压传动、机电传动控制、单片机原理及应用、自动控制原理等。

一、课程性质、目的和任务工业机器人课程是机械设计制造及其自动化专业各专业方向的一门主要专业技术课，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容。

其目的是使学生了解工业机器人的基本结构，了解和掌握工业机器人的基本知识，使学生对机器人及其控制系统有一个完整的理解。

培养学生在机器人技术方面分析与解决问题的能力，培养学生在机器人技术方面具有一定的动手能力，为毕业后从事专业工作打下必要的机器人技术基础。

二、教学基本要求本课程以机器人为研究对象，以工业机器人为重点。

学完本课程应达到以下基本要求：1．了解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地完整认识。

2．了解机器人运动学的基本概念，能进行简单机器人的位姿分析和运动分析。

3．了解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。

4．了解机器人控制系统的构成、编程语言与编程特点。

三、教学内容及要求绪论0.1 概述0.1.1 机器人的由来与发展0.1.2 机器人的定义0.1.3 机器人技术的研究领域与学科范围0.2 机器人的分类0.2.1 按机器人的开发内容与应用分类0.2.2 按机器人的发展程度分类0.2.3 按机器人的性能指标分类0.2.4 按机器人的结构形式分类0.2.5 按坐标形式分类0.2.6 按控制方式分类0.2.7 按驱动方式分类0.2.8 按机器人工作时的机座可动性分类0.3 机器人的应用0.3.1 工业机器人的应用0.3.2 操纵型机器人的应用0.3.3 智能机器人的应用0.4 机器人的组成与技术参数0.4.1 机器人的基本组成0.4.2 机器人主要技术参数0.4.3 MOTOMAN UP6型通用工业机器人技术参数0.4.4 MOTOMAN EA1400型弧焊机器人技术参数第一章机器人运动学1.1 齐次坐标与动系位姿矩阵1.1.1 齐次坐标1.1.2 动系的位姿表示1.2 齐次变换1.2.1 旋转的齐次变换1.2.2 平移的齐次变换1.2.3 复合变换1.3 机器人的位姿分析1.3.1杆件坐标系的建立1.3.2 连杆坐标系间的变换矩阵1.4 机器人正向运动学1.4.1 斯坦福机器人运动方程1.4.2 PUMA-560机器人运动学方程1.5 机器人逆向运动学1.5.1 逆向运动学的解1.5.2 逆向运动学求解实例第三章机器人轨迹规划3.1 机器人轨迹规划概述3.1.1 机器人轨迹的概念3.1.2 轨迹规划的一般性问题3.1.3 轨迹的生成方式3.1.4 轨迹规划涉及的主要问题3.2 插补方式分类与轨迹控制3.2.1 插补方式分类3.2.2 机器人轨迹控制过程第四章机器人本体基本结构4.1 概述4.1.1 机器人本体的基本结构形式4.1.2 机器人本体材料的选择4.2 机身及臂部结构4.2.1 机器人机身结构基本形式和特点4.2.2 机器人臂部结构基本形式和特点4.2.3 机器人的平稳性和臂杆平衡方法4.3 腕部及手部结构4.3.1 机器人腕部结构基本形式和特点4.3.2 机器人手部结构基本形式和特点4.4 传动及行走机构4.4.1 机器人传动机构结构基本形式和特点4.4.2 机器人行走机构结构基本形式和特点第五章机器人控制系统5.1 机器人传感器5.2 驱动与运动控制系统5.3 控制理论与算法第六章机器人编程语言与离线编程四、实践环节课内实验工业机器人实验安排在课程内，开设3个实验：1．焊接机器人自动跟踪系统认知实验2学时2．MOTOMAN机器人焊枪动作与编程实验2学时五、课外习题及课程讨论为达到本课程的教学基本要求，课外习题不应少于8题。

《工业机器人》课程教学大纲课程编号：0803701002课程名称：工业机器人英文名称：Industrial Robot课程类型：专业任选课总学时：32 讲课学时：24 实验学时：8学分：2适用对象：四年制机械设计制造及其自动化专业、四年制机械电子工程专业。

先修课程：高等数学、线性代数、工程制图、机械工程材料、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、电子技术、电工技术、机械制造基础、互换性与技术测量、液压与气压传动、机电传动控制、单片机原理及应用、自动控制原理等。

一、课程性质、目的和任务工业机器人课程是机械设计制造及其自动化专业各专业方向的一门主要专业技术课，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容。

其目的是使学生了解工业机器人的基本结构，了解和掌握工业机器人的基本知识，使学生对机器人及其控制系统有一个完整的理解。

培养学生在机器人技术方面分析与解决问题的能力，培养学生在机器人技术方面具有一定的动手能力，为毕业后从事专业工作打下必要的机器人技术基础。

二、教学基本要求本课程以机器人为研究对象，以工业机器人为重点。

学完本课程应达到以下基本要求：1．了解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地完整认识。

2．了解机器人运动学、动力学的基本概念，能进行简单机器人的位姿分析和运动分析。

3．了解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。

4．了解机器人轨迹规划和关节插补的基本概念和特点。

5．了解机器人控制系统的构成、编程语言与编程特点。

6．了解工业机器人工作站及生产线的基本组成和特点。

7．对操纵型机器人、智能机器人有一般的了解。

三、教学内容及要求绪论0.1 概述0.1.1 机器人的由来与发展0.1.2 机器人的定义0.1.3 机器人技术的研究领域与学科范围0.2 机器人的分类0.2.1 按机器人的开发内容与应用分类0.2.2 按机器人的发展程度分类0.2.3 按机器人的性能指标分类0.2.4 按机器人的结构形式分类0.2.5 按坐标形式分类0.2.6 按控制方式分类0.2.7 按驱动方式分类0.2.8 按机器人工作时的机座可动性分类0.3 机器人的应用0.3.1 工业机器人的应用0.3.2 操纵型机器人的应用0.3.3 智能机器人的应用0.4 机器人的组成与技术参数0.4.1 机器人的基本组成0.4.2 机器人主要技术参数0.4.3 MOTOMAN UP6型通用工业机器人技术参数0.4.4 MOTOMAN EA1400型弧焊机器人技术参数第一章机器人运动学1.1 齐次坐标与动系位姿矩阵1.1.1 齐次坐标1.1.2 动系的位姿表示1.2 齐次变换1.2.1 旋转的齐次变换1.2.2 平移的齐次变换1.2.3 复合变换1.3 机器人的位姿分析1.3.1杆件坐标系的建立1.3.2 连杆坐标系间的变换矩阵1.4 机器人正向运动学1.4.1 斯坦福机器人运动方程1.4.2 PUMA-560机器人运动学方程1.5 机器人逆向运动学1.5.1 逆向运动学的解1.5.2 逆向运动学求解实例第二章机器人动力学2.1 机器人雅可比的定义2.2 机器人速度分析第三章机器人轨迹规划3.1 机器人轨迹规划概述3.1.1 机器人轨迹的概念3.1.2 轨迹规划的一般性问题3.1.3 轨迹的生成方式3.1.4 轨迹规划涉及的主要问题3.2 插补方式分类与轨迹控制3.2.1 插补方式分类3.2.2 机器人轨迹控制过程3.3 机器人轨迹插值计算3.3.1 直线插补3.3.2 圆弧插补3.3.3 定时插补与定距插补3.3.4 关节空间插补3.4 机器人手部路径的轨迹规划3.4.1 操作对象的描述3.4.2 作业的描述第四章机器人本体基本结构4.1 概述4.1.1 机器人本体的基本结构形式4.1.2 机器人本体材料的选择4.2 机身及臂部结构4.2.1 机器人机身结构基本形式和特点4.2.2 机器人臂部结构基本形式和特点4.2.3 机器人的平稳性和臂杆平衡方法4.3 腕部及手部结构4.3.1 机器人腕部结构基本形式和特点4.3.2 机器人手部结构基本形式和特点4.4 传动及行走机构4.4.1 机器人传动机构结构基本形式和特点4.4.2 机器人行走机构结构基本形式和特点第五章机器人控制系统5.1 机器人传感器5.2 驱动与运动控制系统5.3 控制理论与算法第六章机器人编程语言与离线编程第七章工业机器人工作站及生产线7.1 焊接机器人7.2 搬运码垛机器人7.3 喷涂机器人7.4 装配机器人第八章操纵型机器人简介第九章智能机器人简介四、实践环节（一）课内实验工业机器人实验安排在课程内，开设3个实验：1．慧鱼机器人模型组装综合实验2学时2．焊接机器人自动跟踪系统认知实验2学时3．MOTOMAN机器人焊枪动作与编程实验4学时（二）选作实验1．机器人关节控制与循环实验；2．慧鱼机器人创新实验。

《工业机器人技术基础》课程教学大纲一、课程地位与作用工业机器人技术是近年来新技术发展的重要领域之一，是以微电子技术为主导的多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成的一种综合性的高新技术。

这一技术在工业、农业、国防、医疗卫生、办公自动化及生活服务等众多领域有着越来越多的应用。

工业机器人在提高产品质量、加快产品更新、提高生产效率、促进制造业的柔性化、增强企业和国家的竞争力等诸方面具有举足轻重的地位。

本课程是以工业机器人概述、基本组成及技术参数、本体与控制器连接、末端操作器、工业机器人的环境感觉技术、编程语言介绍、工业机器人系统集成项目流程等为研究对象的一门专业基础课。

二、教学目标学生通过对本课程的学习，熟知工业机器人使用及搬运安全事项；了解工业机器人常见国际品牌与国内品牌；掌握工业机器人的三大组成部分和六个子系统；工业机器人的主要技术参数和常用软件，工业机器人末端操作器种类与应用等，让学生对工业机器人的定义、发展历史及前景、运用领域、基本组成、主要技术参数有一个初步的认识，为后面的专业核心课程打下理论基础，培养学生的学习兴趣，建立长期的学习计划。

同时树立示教器、专用设备、教具使用的安全意识及保养意识，使学生初步具备分析和解决基础技术问题的能力。

三、课程教学内容与方法设计第一章绪论【教学目标】1.掌握工业机器人行业典型应用、市场前景；2.熟知工业机器人品牌认识及行业应用前景；3.熟知使用机器人安全注意事项以及机器人的分类。

【重点难点】1.工业机器人的应用环境；2.工业机器人的使用安全；【教学内容】1.机器人的分类；2.工业机器人的应用环境，工业机器人的历史发展；3.工业机器人家族介绍；4.工业机器人应用安全注意事项。

【教学方法与设计】1.本章主要采用哪些教学方法？通过实际工程案例的讲解来引导知识点的学习和应用。

通过讲授和多媒体教学的方式,并结合板书进行教学，在讲解过程中注重与学生互动。

2.如何组织教学？运用哪些教学手段？在课堂中针对重难点内容不仅要通过多媒体展示，还要进行关键词组的板书。

工业机器人技术教学大纲课程简介本课程是工业机器人技术专业学生的专业必修课，学生在学完本课程后，能获得具有生产一线技术和运行人员所必须掌握的机器人技术应用的基本知识和基本技能。

工业机器人应用岗位已经成为众多行业特别是电子制造、汽车制造、半导体工业、机械制造、造船工业、机床加工等行业最关键最核心的工作岗位。

本课程介绍了工业机器人的机械结构、驱动系统、控制系统和感觉系统，通过典型案例对工业机器人示教和操作的相关基础共性问题进行详细图解，内容涵盖机器人搬运、码垛、焊接、涂装和装配五大典型应用任务。

通过本课程的学习，学生掌握工业机器人技术的基础知识，为后续的学习打下基础。

课程大纲一、课程的性质与任务：本课程是工业机器人技术专业基础课程，它是集力学、机械学、生物学、人类学、计算机科学与工程、控制论与控制工程学、电子工程学、人工智能、社会学等多学科知识之大成，是一项综合性很强的新技术。

通过该课程的学习，使得学生基本熟悉这门技术以及其发展状况，为今后从事工业机器人技术安装、应用、设计等工作打下基础。

通过课程学习，学生了解机器人的发展状况，发展前景及工业机器人将对未来工业创造的巨大潜在价值。

理解工业机器人的基本原理、基础知识，掌握机器人机械机构、运动分析、控制和使用的技术要点和基础理论，同时懂得对机器人进行实际操作。

机器人是典型的机电一体化装置，它不是机械、电子的简单组合，而是机械、电子、控制、检测、通信和计算机的有机融合，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，并掌握相应的一些实用工业机器人控制及规划和编程方法。

二、课程的目的与基本要求：了解机器人的部件、结构、特性、应用技术的现状及发展趋势，机器人的语言系统的作用及内容；掌握机器人的各种分类方式，掌握不同类型机器人的性能，机器人的基本术语、各类图形符号和主要技术参数，机器人的机身、臂部、腕部、手部、行走机构等的结构特点，机器人的驱动方式、驱动机构、传动机构，机器人控制系统及控制方式、基本单元、控制系统的基本组成；掌握搬运、码垛、焊接、涂装和装配五大典型机器人的系统组成及功能；熟悉搬运、码垛、焊接、涂装和装配五大典型机器人作业示教的基本流程。

《工业机器人技术基础》课程标准一、课程性质本课程在人才培养过程中意义重大，具有综合性、先进性、实用性等特点。

本书可作为应用型本科院校和高职院校工业机器人相关专业学生的教材，也可作为企业的培训、自学用书。

二、课程任务本课程有七个模块，工业机器人认知，工业机器人的系统组成，工业机器人的机械系统，工业机器人的控制系统，工业机器人传感技术，工业机器人通讯，工业机器人操作与编程。

本书案例新颖，内容全面丰富，针对应用型普通高等教育的特点，突出学生学习和教师教学的适用性。

本书在个每项目开头都有引言，引发学生思考，并且把案例中存在的问题带入新内容的学习，让学生明确新内容的学习要求及重点。

在每个模块后还附有检测习题，方便学生巩固所学知识、考查学生对知识的掌握程度。

三、学时分配《工业机器人技术基础》知识模块与课时设置如下：理论学时为26学时。

课程框架及学时分配如下表所示：四、本课程主要教学内容模块1工业机器人认知课时安排本章安排理论4学时主要教学内容单元1工业机器人概述一、工业机器人的定义二、工业机器人的发展史三、工业机器人的特点四、工业机器人的优势单元2工业机器人的分类一、按机械结构分类二、按坐标系分类三、按应用领域分类单元3工业机器人的性能参数一、自由度和工作空间二、负载三、精度四、防护等级模块2工业机器人的系统组成课时安排本章安排理论2学时主要教学内容单元1工业机器人本体、本体结构二、本体参数单元2工业机器人控制柜一、线缆接口二、功能模块单元3工业机器人示教器一、示教器简介二、示教器结构三、示教器的功能及使用模块3工业机器人的机械系统课时安排本章安排理论4学时主要教学内容单元1工业机器人机械系统概述一、机械系统的意义二、机械系统的组成及功能单元2工业机器人的传动系统一、齿轮传动二、同步带传动三、丝杠与导轨传动四、丝杠与滚珠花键传动单元3工业机器人常用减速机一、行星减速机二、RV减速机三、谐波减速机模块4工业机器人的控制系统课时安排本章安排理论2学时主要教学内容单元1控制系统认知一、控制系统的意义二、控制系统的软件结构三、控制系统的硬件结构单元2控制系统的基本功能一、运动控制二、人机交互三、通信控制单元3工业机器人的计算机控制一、工业机器人计算机控制的分类二、微型计算机直接控制工业机器人三、常见的机器人操作系统模块5工业机器人传感技术课时安排本章安排理论4学时主要教学内容单元1工业机器人传感技术基础一、传感技术概述二、传感系统的组成三、传感技术的功能单元2工业机器人传感技术应用、物料感知二、速度感知三、力觉感知四、视觉识别五、其他传感技术应用——温湿度传感器模块6工业机器人通讯课时安排本章安排理论6学时主要教学内容单元1通信技术基础一、通信的发展历程二、消息、信息与信号三、通信系统的一般模型单元2I/O通信一、I/O通信简介二、I/O数字通信的特点三、数字信号四、组信号五、模拟信号单元3现场总线一、现场总线概述二、现场总线的技术特点三、现场总线的网络模型——OSI通信参考模型四、现场总线设备五、常见总线类型单元4工业以太网一、工业以太网概述二、工业以太网的产生与发展三、工业以太网的主要标准四、PROFINET模块7工业机器人操作与编程课时安排本章安排理论4学时主要教学内容单元1工业机器人基本操作一、手动操作动作模式二、坐标系统认知三、I/O信号监控单元2工业机器人编程一、工业机器人编程概述二、工业机器人编程功能三、工业机器人编程语言。

一、工业概述1. 教学目标（1）使学生了解工业的定义、分类和基本组成。

（2）让学生掌握工业的发展历程和应用领域。

（3）培养学生对工业的兴趣和认识。

2. 教学内容（1）工业的定义及分类。

（2）工业的基本组成：机械结构、控制系统、传感器、执行器等。

（3）工业的发展历程。

（4）工业的应用领域：制造业、交通运输、医疗保健等。

3. 教学方法（1）采用讲解、演示、讨论相结合的方式进行教学。

（2）利用图片、视频等素材，生动展示工业的实际应用场景。

（3）引导学生进行小组讨论，分享对工业的认识和看法。

4. 教学评估（1）课堂问答：检查学生对工业基本概念的理解。

（2）小组讨论：评估学生对工业应用领域的认识。

二、工业的机械结构1. 教学目标（1）使学生了解工业机械结构的主要组成部分。

（2）让学生掌握工业机械结构的设计原则。

（3）培养学生对工业机械结构的创新意识。

2. 教学内容（1）工业机械结构的主要组成部分：臂部、手部、腿部等。

（2）工业机械结构的设计原则：稳定性、灵活性、可靠性等。

（3）工业机械结构的创新案例。

3. 教学方法（1）采用讲解、演示、实践相结合的方式进行教学。

（2）利用模型、图纸等工具，直观展示工业的机械结构。

（3）引导学生进行实践操作，提高对机械结构的认识。

4. 教学评估（1）课堂问答：检查学生对工业机械结构组成部分的掌握。

（2）实践操作：评估学生对工业机械结构的实际操作能力。

三、工业的控制系统1. 教学目标（1）使学生了解工业控制系统的功能和作用。

（2）让学生掌握工业控制系统的组成和原理。

（3）培养学生对工业控制系统的应用能力。

2. 教学内容（1）工业控制系统的功能和作用：运动控制、姿态控制、路径规划等。

（2）工业控制系统的组成：硬件、软件、传感器等。

（3）工业控制系统的原理：PID控制、模糊控制、神经网络控制等。

3. 教学方法（1）采用讲解、演示、实践相结合的方式进行教学。

（2）利用仿真软件，让学生亲身体验工业的控制过程。