工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)編程與調(diào)試-KUKA機(jī)器人-教學(xué)大綱

《工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)編程與調(diào)試——KUKA機(jī)器人》教學(xué)大綱課程信息課程名稱：工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)編程與調(diào)試——KUKA機(jī)器人課程類別：素質(zhì)選修課/專業(yè)基礎(chǔ)課課程性質(zhì)：選修/必修計(jì)劃學(xué)時(shí)：64計(jì)劃學(xué)分：4先修課程：無選用教材：《工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)編程與調(diào)試——KUKA機(jī)器人》，鐘健，鮑清巖主編，2019年，電子工業(yè)出版社。適用專業(yè)：本課程既可以作為職業(yè)教育機(jī)電一體化、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用及電氣自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)課程，也可以作為相關(guān)工程技術(shù)人員的參考課程。課程負(fù)責(zé)人：二、課程簡介本課程以KUKA工業(yè)機(jī)器人為載體，依據(jù)企業(yè)崗位能力需求分析設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)器人多功能工作站為訓(xùn)練平臺(tái)。在內(nèi)容組織上，按照“知識(shí)難度逐漸增加、講授內(nèi)容逐漸減少、自主要求逐漸增強(qiáng)的原則”進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的分配:在內(nèi)容的選取上，突出國內(nèi)行業(yè)共性需求的職業(yè)素養(yǎng)，突出典型案例技能要素，突出工業(yè)機(jī)器人技能大賽的核心思路，并依據(jù)學(xué)生能力進(jìn)階的規(guī)律進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，使學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)與具備的能力并行逐步培養(yǎng)學(xué)生工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試的綜合能力。三、課程教學(xué)要求序號(hào)專業(yè)畢業(yè)要求課程教學(xué)要求關(guān)聯(lián)程度1工程知識(shí)（1）學(xué)生能夠掌握機(jī)器人的基礎(chǔ)操作、圖形描圖示教編程、機(jī)器人/0配置及應(yīng)用、軌跡規(guī)劃示教編程、搬運(yùn)示教編程、碼垛示教編程的知識(shí)。（2）學(xué)生能夠根據(jù)每個(gè)任務(wù)按照任務(wù)描述、任務(wù)分析、相關(guān)知識(shí)、任務(wù)實(shí)施、知識(shí)拓展、思考與訓(xùn)練進(jìn)行具體內(nèi)容組織，任務(wù)實(shí)施部分由資訊、計(jì)劃與決策、實(shí)施、檢查、評(píng)估五個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成，通過這樣的結(jié)構(gòu)安排以期培養(yǎng)學(xué)習(xí)者良好的工作習(xí)慣和科學(xué)思維方式。H2問題分析目前我國已經(jīng)成為全球工業(yè)機(jī)器人保有量增長最快的國家和最大的消費(fèi)市場(chǎng)，但應(yīng)用人才嚴(yán)重缺失的問題清晰的擺在我們面前，導(dǎo)致我國推行工業(yè)機(jī)器人技術(shù)面臨著最大的瓶勁，需要注重培養(yǎng)應(yīng)用人才。H3設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案根據(jù)對(duì)工業(yè)機(jī)器人需要的專業(yè)人才進(jìn)行多層次的需求分析，發(fā)現(xiàn)需求量最大的是機(jī)器人基礎(chǔ)操作及維護(hù)崗位人員及掌握基本工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的調(diào)試工程師，要加強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才的培養(yǎng)，特別要注重應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。H4研究通過對(duì)工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)編程與調(diào)試——KUKA機(jī)器人全面性與系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生對(duì)工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)編程的興趣，鼓勵(lì)學(xué)生在原有的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步進(jìn)行科學(xué)的創(chuàng)新與研究，促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。L5使用現(xiàn)代工具對(duì)于KUKA機(jī)器人系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)以及應(yīng)用、各種編程系統(tǒng)的應(yīng)用、WorkVisual4.0軟件的應(yīng)用、KUKA機(jī)器人I/O配置及應(yīng)用等。H6工程與社會(huì)（1）制造技術(shù)正在發(fā)生革命性的變化，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)作為智能制造的關(guān)鍵性技術(shù)得到了空前的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，推動(dòng)著社會(huì)的變遷，影響著各國的發(fā)展速度。（2）學(xué)會(huì)將相應(yīng)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)和社會(huì)服務(wù)中，為社會(huì)做出貢獻(xiàn)。M7環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展8職業(yè)規(guī)范（1）需要嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程。機(jī)器人系統(tǒng)屬于較復(fù)雜的機(jī)電設(shè)備,有一定的危險(xiǎn)性,操作時(shí)需要嚴(yán)格遵守相關(guān)安全規(guī)程,防止人員或設(shè)備損傷。（2）仔細(xì)閱讀產(chǎn)品說明書。任何機(jī)器人或設(shè)備都有對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品說明書,我們需要在操作前仔細(xì)閱讀,理解設(shè)備組成、規(guī)格參數(shù)、功能原理、使用方法等,確保正確和規(guī)范操作。L9個(gè)人和團(tuán)隊(duì)（1）學(xué)會(huì)個(gè)人發(fā)展和團(tuán)隊(duì)合作，提高個(gè)人和團(tuán)隊(duì)的綜合素質(zhì)。（2）通過小組合作的方式進(jìn)行程序的編寫，學(xué)會(huì)與他人合作和溝通，建立良好的人際關(guān)系和團(tuán)隊(duì)合作氛圍。L10溝通通過以小組為單位的學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)學(xué)生與學(xué)生之間的互相溝通交流，不僅讓學(xué)生學(xué)習(xí)到課本的知識(shí)，而且也加強(qiáng)了學(xué)生之間對(duì)于學(xué)術(shù)交流的能力。L11項(xiàng)目管理12終身學(xué)習(xí)（1）學(xué)會(huì)進(jìn)行自我學(xué)習(xí)和自我提升，不斷提高自身的專業(yè)水平和創(chuàng)新能力。（2）學(xué)會(huì)進(jìn)行終身學(xué)習(xí)，不斷拓展對(duì)于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域和發(fā)展空間。L注：“課程教學(xué)要求”欄中內(nèi)容為針對(duì)該課程適用專業(yè)的專業(yè)畢業(yè)要求與相關(guān)教學(xué)要求的具體描述?！瓣P(guān)聯(lián)程度”欄中字母表示二者關(guān)聯(lián)程度。關(guān)聯(lián)程度按高關(guān)聯(lián)、中關(guān)聯(lián)、低關(guān)聯(lián)三檔分別表示為“H”“M”或“L”。“課程教學(xué)要求”及“關(guān)聯(lián)程度”中的空白欄表示該課程與所對(duì)應(yīng)的專業(yè)畢業(yè)要求條目不相關(guān)。

四、課程教學(xué)內(nèi)容章節(jié)名稱主要內(nèi)容重難點(diǎn)關(guān)鍵詞學(xué)時(shí)類型1KUKA機(jī)器人的基礎(chǔ)操作1.認(rèn)識(shí)KUKA機(jī)器人系統(tǒng)2.KUKA機(jī)器人示教器的基本操作3.KUKA機(jī)器人的手動(dòng)操作（1）掌握機(jī)器人的定義、分類及應(yīng)用，以及KUKA機(jī)器人系統(tǒng)過程及特點(diǎn)、KUKA機(jī)器人示教器的基本構(gòu)造及原理的知識(shí)。（2）認(rèn)識(shí)到KUKA機(jī)器人系統(tǒng)的各組成部件，能夠掌握KUKA機(jī)器人示教器的基本操作。8理論+實(shí)踐2圖形描圖示教變成1.工具TCP設(shè)定2.有效載荷及基坐標(biāo)設(shè)定3.平面圖形描圖示教編程（1）了解KUKA機(jī)器人用戶權(quán)限，學(xué)會(huì)工具坐標(biāo)系測(cè)量原理及方法以及掌握基坐標(biāo)系測(cè)量原理及方法，能夠分析出工具坐標(biāo)測(cè)量和基坐標(biāo)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，了解工具負(fù)載的定義及影響，掌握程序模塊的創(chuàng)建、編輯及運(yùn)行的知識(shí)，明白運(yùn)動(dòng)指令PTP、LIN、CIRC的相關(guān)知識(shí)。（2）能夠掌握XYZ4點(diǎn)法、XYZ參照法的測(cè)量方法及步驟以及掌握ABC世界坐標(biāo)系法、ABC2點(diǎn)法的測(cè)量方法及步驟。（3）通過對(duì)工具坐標(biāo)系測(cè)量的學(xué)習(xí)，完成尖點(diǎn)工具的測(cè)量以及掌握輸入負(fù)載數(shù)據(jù)和附加負(fù)載數(shù)據(jù)的操作方法及步驟。（4）掌握3點(diǎn)法創(chuàng)建基坐標(biāo)的方法及步驟以及掌握PTP、LIN、CIRC指令的應(yīng)用。16理論+實(shí)踐3KUKA機(jī)器人I/O配置及應(yīng)用1.KUKA機(jī)器人外部電器的I/O配置2.KUKA機(jī)器人內(nèi)部電磁閥的I/O配置（1）了解WorkVisual4.0軟件的安裝步驟。（2）掌握數(shù)字輸入、輸出信號(hào)的配置、機(jī)器人內(nèi)置電磁閥結(jié)構(gòu)及信號(hào)I/O配置，以及數(shù)字輸入、輸出信號(hào)的應(yīng)用。（3）掌握I/O配置的項(xiàng)目上傳、IO配置、項(xiàng)目下載的步驟及方法以及掌握數(shù)字輸入、輸出信號(hào)的連接。（4）掌握項(xiàng)目信號(hào)傳輸給控制器的方法以及掌握電磁閥信號(hào)的I/O配置方法及步驟。（5）掌握配置信號(hào)的監(jiān)測(cè)及信號(hào)應(yīng)用。12理論+實(shí)踐4軌跡規(guī)劃示教編程1.矩形圖形現(xiàn)場(chǎng)編程2.給定圖形書寫編程3.樣條曲線書寫編程（1）熟知機(jī)器人數(shù)據(jù)的存檔與還原，了解機(jī)器人程序和狀態(tài)的變更，理解編程指令、邏輯功能指令、等待函數(shù)指令等的概念及格式。（2）了解變量的含義、類型、創(chuàng)建方法、計(jì)算方法等，熟知機(jī)器人局部子程序、全局子程序的概念和創(chuàng)建方法等，了解樣條曲線聯(lián)機(jī)表單的格式、軌跡逼近的含義、樣條組的編程等。（3）根據(jù)實(shí)際編程需求，能有效地更改程序指令，使編程優(yōu)化，掌握通過I/O控制夾爪工具工作的方法，掌握變量在程序中的應(yīng)用，簡化程序并進(jìn)行程序修改及優(yōu)化。（4）具備矩形圖形的編程、調(diào)試及實(shí)際操作能力、具備給定圖形的編程、調(diào)試及實(shí)際操作能力、具備樣條曲線的編程和調(diào)試及實(shí)際操作能力。12理論+實(shí)踐5搬運(yùn)示教編程1.圓盤搬運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)編程2.物聯(lián)網(wǎng)信息追溯現(xiàn)場(chǎng)編程（1）掌握計(jì)數(shù)循環(huán)FOR、當(dāng)型循環(huán)WHILE、直到循環(huán)REPEAT等指令的編程格式及含義，學(xué)會(huì)PTP、LIN、CIRC運(yùn)動(dòng)的編程原理和相對(duì)運(yùn)動(dòng)和絕對(duì)運(yùn)動(dòng)編程的概念和原理以及掌握機(jī)器人目標(biāo)位置的含義、讀卡器的概念和原理，學(xué)會(huì)絕對(duì)目標(biāo)位置的計(jì)算方法。（2）掌握FOR、WHILE、REPEAT等指令的應(yīng)用，并能進(jìn)行合理的編程、偏移坐標(biāo)的應(yīng)用、局部變量、全局變量的創(chuàng)建及應(yīng)用方法以及掌握I/O控制夾爪和吸盤工具工作的方法、程序的相互調(diào)用，并能進(jìn)行程序優(yōu)化和搬運(yùn)編程的技巧和方法。8理論+實(shí)踐6碼垛示教編程1.碼垛綜合編程12.碼垛綜合編程2（1）了解軌跡切換的概念及意義，掌握程序的應(yīng)用、變量的使用、循環(huán)嵌套指令的應(yīng)用的方法，學(xué)會(huì)案例綜合編程。（2）掌握程序流程控制指令的應(yīng)用，數(shù)字輸入、輸出信號(hào)的連接和軌跡切換功能編程以及掌握碼垛的編程、調(diào)試及運(yùn)行。8理論+實(shí)踐五、考核要求及成績?cè)u(píng)定序號(hào)成績類別考核方式考核要求權(quán)重（%）備注1期末成績期末考試考試50百分制，60分為及格2平時(shí)成績課后作業(yè)16次40優(yōu)、良、中、及格、不及格3平時(shí)表現(xiàn)出勤情況10兩次未參加課程則無法獲得學(xué)分注：此表中內(nèi)容為該課程的全部考核方式及其相關(guān)信息。六、學(xué)生學(xué)習(xí)建議學(xué)習(xí)方法建議1.充分了解機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)：在開始學(xué)習(xí)編程前，需要先了解機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和控制方式等方面的知識(shí)，可以通過閱讀相關(guān)教材或者網(wǎng)上搜索來獲取這些基礎(chǔ)知識(shí)。此外，課外閱讀KUKA參考手冊(cè)。2.實(shí)踐編程：理論知識(shí)只是學(xué)習(xí)的一部分，更重要的是能夠通過實(shí)踐來鞏固所學(xué)的知識(shí)。可以通過仿真軟件或者實(shí)際的機(jī)器人進(jìn)行編程實(shí)踐，這樣可以更加深入地理解機(jī)器人的編程和控制方法。3.注意代碼規(guī)范和注釋：編寫代碼時(shí)需要注意代碼規(guī)范和注釋，這樣可以方便自己和他人閱讀和維護(hù)代碼。同時(shí)，代碼規(guī)范也可以提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。4.利用網(wǎng)絡(luò)資源：在學(xué)習(xí)過程中可以利用網(wǎng)絡(luò)資源，如在線教程、論壇等，來獲取更多的知識(shí)和幫助。同時(shí)，也可以通過網(wǎng)絡(luò)與其他學(xué)習(xí)者進(jìn)行交流和分享經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生課外閱讀參考資料1.《工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)編程與調(diào)試——KUKA機(jī)器人》，鐘健，鮑清巖主編，2019年，電子工業(yè)出版社。2.《機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用》,楊志遠(yuǎn)主編,2018年,高等教育出版社。3.《機(jī)器視覺在KUKA機(jī)器人中的應(yīng)用》,王宏杰,徐熹主編,2019年,北京航空航天大學(xué)出版社。4.《工業(yè)機(jī)器人編程與應(yīng)用》，李建華主編，2018年，機(jī)械工業(yè)出版社。七、課程改革與建設(shè)課程改革與建設(shè)：需要以工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才的培養(yǎng)，要更加著力于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)為目的，并結(jié)合以下三個(gè)方面來進(jìn)行改革與建設(shè)：1.需要結(jié)合機(jī)器人生產(chǎn)應(yīng)用的實(shí)際要求，針對(duì)機(jī)器人相關(guān)崗位典型工作任務(wù)所需的技能點(diǎn)進(jìn)行分析，重構(gòu)知識(shí)點(diǎn)，打破傳統(tǒng)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的界限，將知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)融入項(xiàng)目中。2.教學(xué)內(nèi)容的開展主要圍繞機(jī)器人的基礎(chǔ)操作、圖形描圖示教編程、機(jī)器人I配置及應(yīng)用、軌跡規(guī)劃示教編程、搬運(yùn)示教編程、碼垛示教編程六個(gè)層面來展開，并把其分為多個(gè)任務(wù)。每個(gè)任務(wù)按照任務(wù)描述、任務(wù)分析、相關(guān)知識(shí)、任務(wù)實(shí)施、知識(shí)拓展、思考與訓(xùn)練進(jìn)行具體內(nèi)容組織，任務(wù)實(shí)施部分由資訊、計(jì)劃與決策、實(shí)施、檢查、評(píng)估五個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成，通過這樣的結(jié)構(gòu)安排以期培養(yǎng)