《工业机器人自动线安装、调试与维护》 课程教学设计
一、 课程性质、目的和任务
工业机器人自动线安装、调试与维护课程是机械制造与自动化专业方向的一门核心专 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， 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。
了解和掌
培养学生在机
为
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， 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、课程项目设计
《工业机器人自动线安装、调试与维护》项目设计
项目名称 子项目名称 教学模式 学时 1.1理解工业机器人的由来和发展、定义、 研究一体化教学 1.工业机器人概述 领域和学科范围； 1.2工业机器人的分类和应用以及主要技 术参数； 2.1工业机器人的外形结构与运动； 2.机器人本体的机 械结构 一体化教学 6 一体化教学 4 2.2机身机构，臂部机构，驱动机构，手部 机构一体化教学 和行走机构； 2.3工业机器人机械设计的基本要求； 一体化教学 一体化教学 一体化教学 一体化教学 一体化教学 3.工业机器人的驱 动方法 3.1工业机器人的液压驱动和气压驱动； 3.2直流伺服电动机驱动； 3.3步进电机和交流伺服电机驱动； 6 4.工业机器人的位 4.1齐次坐标、齐次变换； 4 置姿态描述 5.工业机器人的运 动学 4.2变换方程的建立； 5.1连杆坐标系和连杆参数，简单的连杆坐 标系变换矩阵； 5.2典型机器人运动学正问题解，机器人运 动学逆解； 一体化教学 一体化教学 4 一体化教学 6.工业机器人的控 制 6.1工业机器人控制概述， 单关节机器人控 制建一体化教学 模与控制系统； 6.2多关节机器人的控制，机器人控制系统 的硬件结构及接口； 一体化教学 4 7.工业机器人的感 觉系统 7.1机器人传感器的选择要求，位置和位移 传感器 一体化教学 一体化教学 7.2机器人的视觉传感系统，机器人的接近 觉传感器，机器人的触觉、力觉和压觉传感 器。 4 8.工业机器人自动 线的安装 9.工业机器人自动 线的调试 进行机器人的接线， 视觉传感器的接线，机 械手的拆装、工作站的拆装。 8 进行工业机器人程序的编写，对产线进行调 20 试 总学时 60 、项目内容及实施
包括项目及子项目名称、学时、学习目标、学习内容、教学方法和建议、工 具与媒体、学生已有基础、教师所需执教能力要求
项目 编能力训练、 号 项目名称 知识内容及要求 1. 1.1理解工业机器人的由来和发 展、项目 工业机器 人定义、研究领域和学科范围； 概述 1.2工业机器人的分类和应用以 及主要技术参数； 2. 3. 技能内容及要求 了解机器人的发展 历史； 项目驱动法 多师生互动法 学掌握工业机器人的 技媒体讲授 法 术参数； 人的功能。 项目 训练方式手 段及步骤 能通过铭牌了解机 器生讨论法 1. 理解机器人的概念 和分项目驱动法 多机器人本 体2.1工业机器人的外形结构与运 动； 媒体讲授 类； 的机械 结构 22机身机构，臂部机构，驱动机 构，手部机构和行走机构； 2.3工业机器人机械设计的基本 要求； 2. 掌握机器人本体的 机法 械结构的组成， 机器师生互动法 学人的外形结构 与运动、机身和臂 部机构、驱动机构； 生讨论法 动手操作法 头脑风暴法 提问引导 3. 了解机器人的手部 机巡回指导法 构、行走机构； 理解机器人机械设 计的基本要求； 3.1工业机器人的液压驱动和气 压驱项目 工业机器 人3.2直流伺服电动机驱动； 的驱动 方法 3.3步进电机和交流伺服电机驱 动； 1. 工业机器 人4.1齐次坐标、齐次变换； 项目 四 的位置 姿态4.2变换方程的建立； 描述 动； 掌握机器人的交流 电项目驱动法 多动机驱动、直流 电动媒体讲授 法 机驱动、液压 驱动和师生互动法 学气压驱动方 法； 生讨论法 理解齐次坐标、齐 次变换的概念，学 会变项目驱动法 多换方程的建立 方法； 媒体讲授 法 2. 掌握机器人位置与 姿师生互动法 学态矩阵的定义、 几何生讨论法 意义； 1. 重点理解连杆坐标 系、连杆参数、机 器人连杆坐标系变 换矩阵、雅可比矩 阵的概念； 工业机器 项目 五 人的运动 学 5.1连杆坐标系和连杆参数，简单 的连杆坐标系变换矩阵； 5.2典型机器人运动学正问题解， 机器人运动学逆解； 2. 学会典型机器人的 运动学正问题求解 方法； 项目驱动法 多媒体讲授 法 师生互动法 学生讨论法 3. 4. 掌握机器人运动学 分析的D-H方法； 了解雅可比矩阵的 定义、物理意义、 学习矢量积法构造 雅可比矩阵的基本 原理； 5. 了解机器人运动学 逆解的基本方法；
工业机器人自动线安装、调试与维护
