0803701069《工業(yè)機器人》教學(xué)大綱

0803701069《工業(yè)機器人》教學(xué)大綱《工業(yè)機器人》課程教學(xué)大綱

課程編號：0803701069

課程名稱：工業(yè)機器人

英文名稱：IndustrialRobot

課程類型：專業(yè)任選課

總學(xué)時：32講課學(xué)時：24試驗學(xué)時：8

學(xué)分：2

適用對象：四年制機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)、四年制機械電子工程專業(yè)。

先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、工程制圖、機械工程材料、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機械原理、機械設(shè)計、電子技術(shù)、電工技術(shù)、機械制造基礎(chǔ)、互換性與技術(shù)測

量、液壓與氣壓傳動、機電傳動掌握、單片機原理及應(yīng)用、自動掌握原理等。

一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)

工業(yè)機器人課程是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)各專業(yè)方向的一門主要專業(yè)技術(shù)課，是一門多學(xué)科的綜合性技術(shù)，它涉及自動掌握、計算機、傳感器、人工智能、電子技術(shù)和機械工程等多學(xué)科的內(nèi)容。其目的是使同學(xué)了解工業(yè)機器人的基本結(jié)構(gòu)，了解和把握工業(yè)機器人的基本學(xué)問，使同學(xué)對機器人及其掌握系統(tǒng)有一個完整的理解。培育同學(xué)在機器人技術(shù)方面分析與解決問題的力量，培育同學(xué)在機器人技術(shù)方面具有肯定的動手力量，為畢業(yè)后從事專業(yè)工作打下必要的機器人技術(shù)基礎(chǔ)。

二、教學(xué)基本要求

本課程以機器人為討論對象，以工業(yè)機器人為重點。學(xué)完本課程應(yīng)達到以下基本要求：1．了解機器人的由來與進展、組成與技術(shù)參數(shù)，把握機器人分類與應(yīng)用，對各類機器人有較系統(tǒng)地完整熟悉。

2．了解機器人運動學(xué)、動力學(xué)的基本概念，能進行簡潔機器人的位姿分析和運動分析。

3．了解機器人本體基本結(jié)構(gòu)，包括機身及臂部結(jié)構(gòu)、腕部及手部結(jié)構(gòu)、傳動及行走機構(gòu)等。

4．了解機器人軌跡規(guī)劃和關(guān)節(jié)插補的基本概念和特點。

5.了解機器人掌握系統(tǒng)的構(gòu)成、編程語言與編程特點。

6．了解工業(yè)機器人工作站及生產(chǎn)線的基本組成和特點。

7．對操縱型機器人、智能機器人有一般的了解。

三、教學(xué)內(nèi)容及要求

緒論

0.1概述

0.1.1機器人的由來與進展

0.1.2機器人的定義

0.1.3機器人技術(shù)的討論領(lǐng)域與學(xué)科范圍

0.2機器人的分類

0.2.1按機器人的開發(fā)內(nèi)容與應(yīng)用分類

0.2.2按機器人的進展程度分類

0.2.3按機器人的性能指標(biāo)分類

0.2.4按機器人的結(jié)構(gòu)形式分類

0.2.5按坐標(biāo)形式分類

0.2.6按掌握方式分類

0.2.7按驅(qū)動方式分類

0.2.8按機器人工作時的機座可動性分類

0.3機器人的應(yīng)用

0.3.1工業(yè)機器人的應(yīng)用

0.3.2操縱型機器人的應(yīng)用

0.3.3智能機器人的應(yīng)用

0.4機器人的組成與技術(shù)參數(shù)

0.4.1機器人的基本組成

0.4.2機器人主要技術(shù)參數(shù)

0.4.3MOTOMANUP6型通用工業(yè)機器人技術(shù)參數(shù)0.4.4MOTOMANEA1400型弧焊機器人技術(shù)參數(shù)

第一章機器人運動學(xué)

1.1齊次坐標(biāo)與動系位姿矩陣

1.1.1齊次坐標(biāo)1.1.2動系的位姿表示

1.2齊次變換

1.2.1旋轉(zhuǎn)的齊次變換

1.2.2平移的齊次變換

1.2.3復(fù)合變換

1.3機器人的位姿分析

1.3.1桿件坐標(biāo)系的建立

1.3.2連桿坐標(biāo)系間的變換矩陣

1.4機器人正向運動學(xué)

1.4.1斯坦福機器人運動方程

1.4.2PUMA-560機器人運動學(xué)方程

1.5機器人逆向運動學(xué)

1.5.1逆向運動學(xué)的解

1.5.2逆向運動學(xué)求解實例

其次章機器人動力學(xué)

2.1機器人雅可比的定義

2.2機器人速度分析

第三章機器人軌跡規(guī)劃

3.1機器人軌跡規(guī)劃概述

3.1.1機器人軌跡的概念

3.1.2軌跡規(guī)劃的一般性問題

3.1.3軌跡的生成方式

3.1.4軌跡規(guī)劃涉及的主要問題

3.2插補方式分類與軌跡掌握

3.2.1插補方式分類

3.2.2機器人軌跡掌握過程

3.3機器人軌跡插值計算

3.3.1直線插補

3.3.2圓弧插補

3.3.3定時插補與定距插補

3.3.

4.關(guān)節(jié)空間插補

3.4機器人手部路徑的軌跡規(guī)劃

3.4.1操作對象的描述

3.4.2作業(yè)的描述

第四章機器人本體基本結(jié)構(gòu)

4.1概述

4.1.1機器人本體的基本結(jié)構(gòu)形式

4.1.2機器人本體材料的選擇

4.2機身及臂部結(jié)構(gòu)

4.2.1機器人機身結(jié)構(gòu)基本形式和特點

4.2.2機器人臂部結(jié)構(gòu)基本形式和特點

4.2.3機器人的平穩(wěn)性和臂桿平衡方法

4.3腕部及手部結(jié)構(gòu)

4.3.1機器人腕部結(jié)構(gòu)基本形式和特點

4.3.2機器人手部結(jié)構(gòu)基本形式和特點

4.4傳動及行走機構(gòu)

4.4.1機器人傳動機構(gòu)結(jié)構(gòu)基本形式和特點

4.4.2機器人行走機構(gòu)結(jié)構(gòu)基本形式和特點

第五章機器人掌握系統(tǒng)

5.1機器人傳感器

5.2驅(qū)動與運動掌握系統(tǒng)

5.3掌握理論與算法

第六章機器人編程語言與離線編程

第七章工業(yè)機器人工作站及生產(chǎn)線

7.1焊接機器人

7.2搬運碼垛機器人

7.3噴涂機器人

7.4裝配機器人

第八章操縱型機器人簡介

第九章智能機器人簡介

四、實踐環(huán)節(jié)

（一）課內(nèi)試驗

工業(yè)機器人試驗支配在課程內(nèi)，開設(shè)3個試驗：

1．慧魚機器人模型組裝綜合試驗2學(xué)時

2．MOTOMAN機器人認知試驗2學(xué)時

3．MOTOMAN機器人焊槍動作與編程試驗4學(xué)時

（二）選作試驗

1．機器人關(guān)節(jié)掌握與循環(huán)試驗；

2．慧魚機器人創(chuàng)新試驗。

五、課外習(xí)題及課程爭論

為達到本課程的教學(xué)基本要求，課外習(xí)題不應(yīng)少于8題。

六、教學(xué)方法與手段

本課程采納板書與多媒體課件結(jié)合的方式進行課堂教學(xué)。

八、考核方式

本課程為考核課程，期末考試可為閉卷筆試，也可為課程大作業(yè)。同學(xué)的課程總評成果由平常成果（占10%）、試驗成果占（占20%）和期末考試成果（占70%）三部分構(gòu)成，平常成果為出勤、作業(yè)、課堂測驗、學(xué)習(xí)主動性等。

九、推舉教材和教學(xué)參考書

教材：《機器人技術(shù)基礎(chǔ)》，劉極峰主編，高等訓(xùn)練出版社，2024

參考書：

1.《機器人技術(shù)基礎(chǔ)》.熊有倫編.武漢：華中理工高校出版社,1996

2.《工業(yè)機器人應(yīng)用工程》，余達太，馬香峰等著.北京：冶金工業(yè)出版社,1999

3.《關(guān)節(jié)型機器人》.殷際英，何廣平編著.北京：化工工業(yè)出版社,1994

十、說明

任課老師應(yīng)依據(jù)教學(xué)大綱的要求，仔細討論和精選教學(xué)內(nèi)容，組織好課堂教學(xué)及實

踐環(huán)節(jié),確保教學(xué)大綱得以貫徹執(zhí)行。

大綱制訂人：

大綱審定人：

制訂日期：2024年9月

《工業(yè)機器人》課程試驗教學(xué)大綱

一、試驗教學(xué)目標(biāo)與基本要求

《工業(yè)機器人》課程試驗是《工業(yè)機器人》課程的實踐環(huán)節(jié)。它涉及自動掌握、計算機、傳感器、人工智能、電子技術(shù)和機械工程等多種學(xué)科的內(nèi)容，是機電專業(yè)本科生的一門專業(yè)必修課程。通過該試驗課程使同學(xué)能更好地理解機器人運動掌握的過程，對計算機掌握系統(tǒng)和機器人技術(shù)系統(tǒng)有完整的理解。旨在培育同學(xué)在工業(yè)機器人方面分析與解決問題的力量及同學(xué)在工業(yè)掌握領(lǐng)域應(yīng)用機器人的力量。

二、本試驗課程的基本理論與試驗技術(shù)學(xué)問

通過現(xiàn)場講解機器人的動力,傳動,機械結(jié)構(gòu),傳感器,伺服機構(gòu)的部分的作用,進行機器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)系及直角坐標(biāo)系下的運動演示。

通過使用MOTOMAN-UP6型機器人的示教編程把握機器人焊接和搬運的應(yīng)用。在編程處理機器人運動過程中,分析機器人按預(yù)定的軌跡行走的掌握原理。

三、試驗方法、特點與基本要求

在MOTOMAN-UP6型工業(yè)機器人上進行機器人的結(jié)構(gòu)的了解，利用所學(xué)學(xué)問進行運動及軌跡掌握，把握工業(yè)機器人的示教編程方法。

四、試驗主要儀器設(shè)備

MOTOMAM-UP6機器人、慧魚機器人

六、試驗報告要求

試驗報告中要求寫出完整的操作步驟

七、考核方式與成果評定標(biāo)準(zhǔn)

每次試驗成果依據(jù)同學(xué)預(yù)習(xí)、試驗操作、試驗報告的完成狀況進行評定。

試驗成果：預(yù)習(xí)與考勤20%、操作40%、原始記錄與試驗報告40%。

八、教