《工业机器人系统集成》课标

工业机器人系统集成》课标

考查

学分

总学时

3

48

二、课程概述

一）课程性质与功能定位

本课程是自动控制工程专业的一门专业课程，旨在培养学生掌握工业机器人系统集成的基本理论和技术，具备工业机器人系统集成的能力和实践操作技能。通过本课程的学习，学生将了解工业机器人系统的工作原理、结构组成和控制方法，能够进行工业机器人系统的设计、调试和维护等工作。

二）课程设计理念与思路

本课程采用“理论与实践相结合”的教学模式，注重培养学生的实践能力和创新思维。通过理论课教学、实验实训和课程设计等多种教学手段，使学生能够全面掌握工业机器人系统集成的基础知识和实践技能，为将来从事自动化控制相关工作打下坚实的基础。

三、课程目标

一）总体目标

本课程旨在培养学生掌握工业机器人系统集成的基本理论和技术，具备工业机器人系统集成的能力和实践操作技能。通过本课程的学习，学生将了解工业机器人系统的工作原理、结构组成和控制方法，能够进行工业机器人系统的设计、调试和维护等工作。

二）具体目标

1.理解工业机器人系统的工作原理和结构组成；

2.掌握工业机器人系统的控制方法和编程技术；

3.能够进行工业机器人系统的设计、调试和维护等工作；

4.具备工业机器人系统集成的能力和实践操作技能。

四、课程内容标准安排

一）学习项目及工作任务

1.工业机器人系统的概述和分类； 2.工业机器人系统的结构组成和工作原理；

3.工业机器人系统的控制方法和编程技术；

4.工业机器人系统的设计、调试和维护。

二）工作任务及标准表

表2工作任务及标准表

工作任务

工作标准

1.工业机器人系统的概述和分类

1.1 理解工业机器人系统的定义和分类；

1.2 掌握工业机器人系统的发展历程和应用领域。

2.工业机器人系统的结构组成和工作原理

2.1 理解工业机器人系统的结构组成和工作原理；

2.2 掌握工业机器人系统的传感器、执行器和控制器等关键技术。

3.工业机器人系统的控制方法和编程技术 3.1 理解工业机器人系统的控制方法和编程技术；

3.2 掌握工业机器人系统的编程语言和程序设计技术。

4.工业机器人系统的设计、调试和维护

4.1 能够进行工业机器人系统的设计和调试；

4.2 能够进行工业机器人系统的故障诊断和维护。

三）课程教学安排

本课程共分为16周，按照理论课和实验实训相结合的教学模式进行教学。其中，理论课程包括4个模块，实验实训包括4个实验项目和1个课程设计项目。

表3课程教学安排

教学环节

学时数

内容要点

理论课程

32 1.工业机器人系统的概述和分类；

2.工业机器人系统的结构组成和工作原理；

3.工业机器人系统的控制方法和编程技术；

4.工业机器人系统的设计、调试和维护。

实验实训

16

1.工业机器人系统的结构组成和工作原理实验；

2.工业机器人系统的控制方法和编程技术实验；

3.工业机器人系统的设计和调试实验；

4.工业机器人系统的故障诊断和维护实验；

5.课程设计项目。

五、课程考核方案

本课程采用考试和考查相结合的方式进行考核。其中，考试成绩占总评成绩的60%，考查成绩占总评成绩的40%。

表4课程考核方案

考核环节 考核方式

考核比例

理论考试

笔试

30%

实验实践

实验报告、实验操作

20%

课程设计

设计报告、设计评审

20%

综合考核

综合评价

30%

六、教学实施建议 一）授课教师基本要求

授课教师应具备自动控制工程专业的相关知识和工业机器人系统集成的实践经验，熟悉工业机器人系统的控制方法和编程技术，能够灵活运用教学手段和方法进行教学。

二）教材选用与课程资源利用

本课程教材可选用《工业机器人系统集成》等相关教材。同时，建议充分利用学校的实验室和设备资源，加强实验实训环节的教学。

三）教学方法与策略

本课程教学应注重理论与实践相结合，采用多种教学手段和方法，如讲授、实验实训、课程设计等，注重培养学生的实践能力和创新思维。

四）实验实训设备配置建议

建议学校配备工业机器人系统集成实验平台、编程器、传感器和控制器等实验设备，以保证实验实训的质量和效果。

工业机器人系统集成》是一门综合性较强的理论与实践相结合的课程，是自动化应用技术专业群中工业机器人技术专业的一门专业核心课程。在学习了《电工基础》、《机械制图与计算机绘图》、《机器人基础》、《工业机器人现场编程》、《工业机器人虚拟仿真》等课程后，学生将具备常用电工电子设备、仪器仪表、机械图、电路图的识图和机器人相关基础知识基础上开设的一门课程。该课程对接工业机器人技术专业人才培养目标，面向工业机器人操作编程、安装调试、系统维护等工作岗位，以机器人系统集成的认知为基础，对典型的工业机器人工作站系统集成进行分析和讲解，注重学生职业能力、职业素养和团队协作等综合素质的培养。

本门课程以典型工业机器人集成系统为载体，构建基于“工作站认知→机器人及关键部件的选型→电气电路设计→外围系统构建→接口技术学习→操作调试”工作过程的课程内容，设计并开发了三个典型系统集成项目。课程采用基于项目化教学模式，以任务驱动为主线，以教师为主导，以学生为主体，注重理论与实践相结合的教学方式。具体课程的学习项目及工作任务设置如下：

项目1：工业机器人系统集成的认知

任务1：初识工业机器人系统集成 任务2：机器人传感系统认知及应用

任务3：典型机器人系统集成的分析和设计

项目2：工业机器人搬运工作站系统集成

任务1：认识搬运工作站集成系统

任务2：关键部件的选型及电气电路设计

任务3：搬运集成系统整机程序设计与调试

项目3：工业机器人码垛工作站系统集成

该课程的设计思路是根据学生认知水平、学校实际情况以及企业工业机器人典型工作站岗位的需求，确定课程对接的职业岗位及能力要求，依托现有和规划的实训设备构建基于工作过程的项目内容，从而确定学习目标及工作任务。

任务1：了解码垛工作站集成系统

在本任务中，我们将介绍码垛工作站集成系统的基本概念和组成部分。通过本任务的学习，您将了解到码垛工作站集成系统的工作原理和应用场景。

任务2：关键部件选型和电气电路设计

在本任务中，我们将介绍码垛工作站集成系统的关键部件的选型和电气电路的设计。通过本任务的学习，您将了解如何选择合适的关键部件和设计电气电路，以确保系统的稳定性和可靠性。

任务3：整机程序设计与调试

在本任务中，我们将介绍码垛工作站集成系统的整机程序设计和调试。通过本任务的学习，您将了解如何设计和调试整机程序，以确保系统的正常运行和高效工作。

任务1：了解多机器人智能制造集成系统

在本任务中，我们将介绍多机器人智能制造集成系统的基本概念和组成部分。通过本任务的学习，您将了解到多机器人智能制造集成系统的工作原理和应用场景。

任务2：关键部件选型和电气电路设计

在本任务中，我们将介绍多机器人智能制造集成系统的关键部件的选型和电气电路的设计。通过本任务的学习，您将了解如何选择合适的关键部件和设计电气电路，以确保系统的稳定性和可靠性。

任务3：整机程序设计与调试

在本任务中，我们将介绍多机器人智能制造集成系统的整机程序设计和调试。通过本任务的学习，您将了解如何设计和调试整机程序，以确保系统的正常运行和高效工作。

图1：学习项目和工作任务示意图

在图1中，展示了本课程的学习项目和工作任务示意图。通过本图，您可以清晰地了解本课程的学习内容和工作任务，以更好地进行学习和实践。

工业机器人系统集成》课程标准

本课程标准要求学生具有从事专业工作安全生产和环保意识，同时具有节约资源和降低生产成本的社会责任感。

课程内容标准安排

一、学习项目及工作任务

学习项目及工作任务一览表如下：

表3 学习项目及工作任务一览表

学习项目 工作任务 理论学时 实践学时 总计学时

任务1 初识工业机器人系统集成 2 2 4

任务2 机器人传感系统认知及应用 2 2 4

项目1 工业机器人系统集成的认知 2 2 4

任务3 典型机器人系统集成的分析和设计 2 2 4

项目2 工业机器人搬运工作站系统集成 2 2 4

任务1 认识搬运工作站集成系统 2 2 4

任务2 关键部件的选型及电气电路设计 2 2 4 任务3 搬运集成系统整机程序设计与调试 2 2 4

项目3 工业机器人码垛工作站系统集成 2 2 4

任务1 认识码垛工作站集成系统 2 2 4

任务2 关键部件的选型及电气电路设计 2 2 4

任务3 码垛集成系统整机程序设计与调试 2 2 4

项目4 多机器人智能制造工作站系统集成 2 2 4

任务1 认识多机器人智能制造集成系统 2 2 4

任务2 关键部件的选型及电气电路设计 2 2 4

任务3 智能制造集成系统整机程序设计与调试 2 2 4

总计学时 32 24 56

二、工作任务及标准表

表4 工作任务及标准表

序号 学习项目 工作任务 知识目标 能力目标 素质目标 教学情境设计

任务1 初识工业机器人系统集成 1.能够准确说出工业机器人的定义、分类、组成、技术参数、适用场合和使能。2.具有