《機器人仿真技術(shù)》課程標(biāo)準(zhǔn)

《機器人仿真技術(shù)》課程標(biāo)準(zhǔn)一、適用對象中等職業(yè)學(xué)校機器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)（三年制）學(xué)生二、適用專業(yè)機器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)三、課程性質(zhì)本課程是機器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)的專業(yè)核心課。本課程是依據(jù)機器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和相關(guān)職業(yè)崗位（群）的能力要求而設(shè)置的，對本專業(yè)所面向機器人操作員、機器人維護(hù)崗位所需要的知識、技能、和素質(zhì)目標(biāo)的達(dá)成起支撐作用。在課程設(shè)置上，前導(dǎo)課程有《機械制圖》（課程編碼），后續(xù)課程有《工業(yè)機器人基礎(chǔ)》、《機器人操作與編程》（課程編碼）。四、課程目標(biāo)總體目標(biāo)本課程屬于專業(yè)核心課，本課程主要介紹、講解工業(yè)機器人的基本操作、功能設(shè)置、在線監(jiān)控與編程、方案設(shè)計與驗證。其中重點講解機器人仿真軟件的基本操作、構(gòu)建仿真機器人工作站、機器人虛擬仿真操作與編程、功能程序仿真驗證。通過課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握工業(yè)機器人的基本操作、功能設(shè)置、虛擬仿真工作站的創(chuàng)建、模型的導(dǎo)入，在虛擬軟件中編寫機器人程序并運行和驗證等基本操作，能夠獨立完成機器人應(yīng)用工作站的方案設(shè)計與驗證。1.知識目標(biāo)（1）掌握RobotStudio軟件的安裝及軟件故障的排除方法。（2）掌握RobotStudio軟件機器人坐標(biāo)系建立思路與方法。（3）掌握RobotStudio軟件零部件建模知識。（4）掌握仿真控制器的組成及基本操作步驟。（5）掌握RAPID程序基本數(shù)據(jù)類型及運動指令。（6）掌握RAPID程序在不同生產(chǎn)情況下的運動參數(shù)、控制參數(shù)要求。（7）掌握激光雕刻、焊接加工、搬運等環(huán)節(jié)所需的基礎(chǔ)知識。（8）掌握典型機器人生產(chǎn)項目的軟件仿真方法。2.技能目標(biāo)（1）能夠使用專業(yè)術(shù)語描述課程及行業(yè)所涉及到的事物。（2）能通過虛擬示教器完成機器人常規(guī)生產(chǎn)活動的運動路徑編寫和示教。（3）能處理ABB機器人示教器的基本事件。（4）能分析和診斷ABB機器人的簡單故障。（5）能讀懂機器人的程序和對應(yīng)的編程思維。（6）能實現(xiàn)工業(yè)機器人的仿真運行。（7）能完成基本生產(chǎn)任務(wù)的離線編程并上崗?fù)瓿蓽y試、調(diào)試。用“能/會+程度副詞+操作動詞+操作對象”的格式來描述。3.素質(zhì)養(yǎng)成目標(biāo)通過分組完成項目任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作精神，鍛煉學(xué)生溝通交流、自我學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生形成規(guī)范的操作習(xí)慣、養(yǎng)成良好的職業(yè)行為習(xí)慣。4.證書目標(biāo)中級維修電工證、1+X工業(yè)機器人集成應(yīng)用職業(yè)技能等級證書（初級）等。五、參考學(xué)時與學(xué)分1.學(xué)時：108學(xué)時2.學(xué)分：6學(xué)分六、設(shè)計思路1.設(shè)計思路根據(jù)《機器人仿真技術(shù)》中的仿真技術(shù)項目設(shè)置教學(xué)目標(biāo)，以ABB機器人學(xué)習(xí)軟件RobotStudio為主，取用項目式教學(xué)方法，將大項目分解為各個小任務(wù)，循序漸進(jìn)，讓學(xué)生通過完成各小任務(wù)，逐步完成機器人的系統(tǒng)的搭建，示教器使用，程序編輯和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。貫徹以學(xué)生為主體的教學(xué)理念，采用行動導(dǎo)向教學(xué)，學(xué)生通過接受老師安排的工作任務(wù)，學(xué)生在完成工作任務(wù)的過程中使教學(xué)目標(biāo)得以實現(xiàn)，做到“教、學(xué)、做”一體化，最終實現(xiàn)“做中學(xué)”和“學(xué)中做”。強調(diào)學(xué)生的自主性，培養(yǎng)學(xué)生自我管理能力、分析問題和解決問題的能力。2.內(nèi)容組織以工作任務(wù)為中心組織課程內(nèi)容，并讓學(xué)生在完成具體的項目中學(xué)會完成相應(yīng)的工作任務(wù)，并構(gòu)建相關(guān)理論知識，發(fā)展職業(yè)能力。項目設(shè)計ABB機器人軟件RobotStudio的任務(wù)為主，完成機器人的基本操作、虛擬仿真操作與編程、功能程序仿真驗證等項目。采用分組教學(xué)，以4人為小組共同完成課堂任務(wù)以及任務(wù)，著重培養(yǎng)學(xué)生的配合、溝通與協(xié)作能力充分運用多媒體教學(xué)設(shè)備，認(rèn)真?zhèn)湔n，加強實物演示和課堂互動，使課堂生動、內(nèi)容易懂。結(jié)合崗位需求，有針對性地加強模擬練習(xí)，以企業(yè)崗位的要求進(jìn)行考核，培養(yǎng)社會企業(yè)所需的工業(yè)機器人技術(shù)人才。教學(xué)過程中，引入校企合作形式，充分開發(fā)學(xué)習(xí)資源，給學(xué)生提供豐富的實踐機會，培養(yǎng)學(xué)生的崗位職業(yè)能力。七、課程內(nèi)容與教學(xué)要求1.課時分配表（如無模塊或工作情境，則刪除第一列）序號模塊名稱學(xué)時分配備注1任務(wù)解讀及環(huán)境準(zhǔn)備182機器人基本操作303程序編輯304系統(tǒng)操作與編程調(diào)試30總學(xué)時1082.單元（或項目）設(shè)計模塊一任務(wù)解讀及裝配準(zhǔn)備（職業(yè)能力01，06）單元1裝配準(zhǔn)備學(xué)時理論8單元2任務(wù)解讀實踐10單元3軟件安裝及破解一體化0學(xué)習(xí)目標(biāo)：概括本單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)，包含知識、技能等目標(biāo)知識目標(biāo)：1.了解并掌握勞保用品的穿戴及安全操作2.了解并掌握工具/治具/量具的使用方法3.了解并掌握工單及物料清單的任務(wù)要求4.了解并掌握裝配任務(wù)目的5.了解并掌握管理規(guī)范的要求6.了解RobotStudio軟件安裝與破解技能目標(biāo)：1.能夠掌握勞保用品的穿戴方法及應(yīng)用場景2.能夠掌握工具/治具/量具的使用方法3.能夠針對工單及物料清單進(jìn)行任務(wù)前準(zhǔn)備4.能夠選擇和準(zhǔn)備相關(guān)工藝、作業(yè)、檢驗標(biāo)準(zhǔn)文件5.能夠?qū)W習(xí)與遵守安全規(guī)范6.能夠解讀應(yīng)用場景與技術(shù)要求7.掌握機器人軟件安裝流程素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)學(xué)生的安全意識2.培養(yǎng)學(xué)生的信息整理分析能力3.培養(yǎng)學(xué)生的工具使用規(guī)范4.培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)職業(yè)素養(yǎng)主要內(nèi)容（標(biāo)注重點和難點）主要教學(xué)方法1.勞保用品穿戴（重點）2.工具/治具/量具準(zhǔn)備（難點）3.工單準(zhǔn)備（重點）4.物料準(zhǔn)備（重點）5.技術(shù)資料準(zhǔn)備（難點）6.設(shè)備檢查（重點）7.管理規(guī)范學(xué)習(xí)與實施（難點）8.解讀應(yīng)用場景與技術(shù)要求（難點）9.機器人軟件的安裝（重點）10.機器人軟件破解（難點）綜合運用課堂講授、任務(wù)驅(qū)動、案例教學(xué)、課堂討論、項目教學(xué)法。教學(xué)地點包含多媒體教室、一體化教室、校內(nèi)實訓(xùn)（實驗）室教學(xué)及參考資料參考用書及ABB機器人官方幫助手冊練習(xí)與習(xí)題建議練習(xí)方式采用虛擬仿真+真機實操兩種方式考核與評價方式說明權(quán)重分配注重過程性評價與思維能力評價、結(jié)合課堂提問、語言運用能力、完成項目（模塊）任務(wù)情況對學(xué)生進(jìn)行綜合性考核評價課堂表現(xiàn)占50%，作業(yè)和任務(wù)占50%模塊二機器人基本操作（職業(yè)能力02）單元1機器人系統(tǒng)學(xué)時理論6單元2機器人運動控制實踐6單元3示教器基本組成及使用一體化18學(xué)習(xí)目標(biāo)：概括本單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)，包含知識、技能等目標(biāo)知識目標(biāo)：1.RobotStudio軟件機器人坐標(biāo)系建立思路與方法2.RobotStudio軟件零部件建模知識3.仿真控制器的組成及基本操作步驟4.機器人運動方式5.機器人三個數(shù)據(jù)坐標(biāo)建立6.信號配置技能目標(biāo)：1.能夠完成機器人系統(tǒng)的建立2.能夠熟悉示教器基本界面3.能夠使用示教器完成機器人的運動控制4.能夠完成工件坐標(biāo)、工具坐標(biāo)和有效載荷的設(shè)置5.機器人信號的配置與關(guān)聯(lián)素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)學(xué)生的動手能力2.培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力3.培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)主要內(nèi)容（標(biāo)注重點和難點）主要教學(xué)方法1.機器人系統(tǒng)建立（重點）2.基本的工作站模塊建立（難點）3.機器人示教器介紹（重點）4.機器人運動控制（難點）5.三個坐標(biāo)系建立（難點）6.機器人板卡配置（難點）7.機器人信號建立（難點）8.信號關(guān)聯(lián)（難點）綜合運用課堂講授、任務(wù)驅(qū)動、案例教學(xué)、課堂討論、項目教學(xué)法。教學(xué)地點包含多媒體教室、一體化教室、校內(nèi)實訓(xùn)（實驗）室教學(xué)及參考資料參考用書及ABB機器人官方幫助手冊練習(xí)與習(xí)題建議練習(xí)方式采用虛擬仿真+真機實操兩種方式考核與評價方式說明權(quán)重分配注重過程性評價與思維能力評價、結(jié)合課堂提問、語言運用能力、完成項目（模塊）任務(wù)情況對學(xué)生進(jìn)行綜合性考核評價課堂表現(xiàn)占50%，作業(yè)和任務(wù)占50%模塊三程序編輯（職業(yè)能力06）單元1程序數(shù)據(jù)學(xué)時理論6單元2基本指令引用實踐6單元3經(jīng)典項目程序編輯一體化18學(xué)習(xí)目標(biāo)：概括本單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)，包含知識、技能等目標(biāo)知識目標(biāo)：1.了解程序模塊和例行程序的建立2.了解并掌握基本的RAPID程序3.了解并掌握程序指令的運用4.了解并掌握基本的程序編輯5.了解基本的程序調(diào)試及改正技能目標(biāo)：1.能獨立完成程序模塊及例行程序的建立2.能理解機器人基本的RAPID程序3.能掌握機器人基本指令的運用4.能根據(jù)任務(wù)完成機器人的編輯及調(diào)試素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)學(xué)生的程序編輯思路2.培養(yǎng)學(xué)生的編寫程序的能力3.培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力主要內(nèi)容（標(biāo)注重點和難點）主要教學(xué)方法1.程序數(shù)據(jù)（重點）2.數(shù)據(jù)類型（難點）3.機器人RAPID程序（重點）4.基本的功能指令（重點）5.機器人程序編輯（重點）6.典型的任務(wù)程序編輯（重點）7.程序調(diào)試及改正（難點）綜合運用課堂講授、任務(wù)驅(qū)動、案例教學(xué)、課堂討論、項目教學(xué)法。教學(xué)地點包含多媒體教室、一體化教室、校內(nèi)實訓(xùn)（實驗）室教學(xué)及參考資料參考用書及ABB機器人官方幫助手冊練習(xí)與習(xí)題建議練習(xí)方式采用虛擬仿真+真機實操兩種方式考核與評價方式說明權(quán)重分配注重過程性評價與思維能力評價、結(jié)合課堂提問、語言運用能力、完成項目（模塊）任務(wù)情況對學(xué)生進(jìn)行綜合性考核評價課堂表現(xiàn)占50%，作業(yè)和任務(wù)占50%模塊四系統(tǒng)操作與編程調(diào)試（職業(yè)能力09）單元1典型應(yīng)用調(diào)試學(xué)時理論8單元2軌跡應(yīng)用調(diào)試實踐6單元3搬運應(yīng)用調(diào)試一體化16單元4機器人的基本安裝調(diào)試學(xué)習(xí)目標(biāo)：概括本單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)，包含知識、技能等目標(biāo)知識目標(biāo)：1.了解并掌握描述三維建模軟件的模型文件導(dǎo)入方法2.了解并掌握描述離線編程軟件使用方法3.了解并掌握將三維建模軟件創(chuàng)建的模型文件導(dǎo)入離線編程軟件技能目標(biāo)：1.能使用離線編程軟件創(chuàng)建機器人系統(tǒng)作業(yè)場景2.能使用離線編程軟件編制機器人運動軌跡，生成機器人運行程序3.能導(dǎo)出機器人離線程序素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)學(xué)生的邏輯能力2.培養(yǎng)學(xué)生的信息整理分析能力3.培養(yǎng)學(xué)生的排除故障的能力主要內(nèi)容（標(biāo)注重點和難點）主要教學(xué)方法1.三維建模導(dǎo)入方法（重點）2.離線編程軟件使用方法（難點）3.創(chuàng)建系統(tǒng)作業(yè)場景（重點）4.識讀工作站運行程序（重點）5.進(jìn)行機器人編寫運動軌跡（難點）6.導(dǎo)出機器人離線程序（重點）綜合運用課堂講授、任務(wù)驅(qū)動、案例教學(xué)、課堂討論、項目教學(xué)法。教學(xué)地點包含多媒體教室、一體化教室、校內(nèi)實訓(xùn)（實驗）室教學(xué)及參考資料參考用書及ABB機器人官方幫助手冊練習(xí)與習(xí)題建議練習(xí)方式采用虛擬仿真+真機實操兩種方式考核與評價方式說明權(quán)重分配注重過程性評價與思維能力評價、結(jié)合課堂提問、語言運用能力、完成項目（模塊）任務(wù)情況對學(xué)生進(jìn)行綜合性考核評價課堂表現(xiàn)占50%，作業(yè)和任務(wù)占50%八、課程實施1.教學(xué)方法建議根據(jù)本課程的教學(xué)目標(biāo)要求和課程特點以及有關(guān)學(xué)情，選擇適合于本課程的最優(yōu)化教學(xué)法。綜合考慮教學(xué)效果和教學(xué)可操作性等因素，本課程選用綜合運用課堂講授、任務(wù)驅(qū)動、案例教學(xué)、課堂討論、項目教學(xué)法。講授教學(xué)法：是其他教學(xué)方法的基礎(chǔ)。從教的角度來看，任何方法都離不開教師的“講”，其他各種方法在運用時都必須與講授相結(jié)合，只有這樣，其他各種方法才能充分發(fā)揮其價值。所以，講授是其他方法的工具，教師只有講得好，其他各種方法的有效運用才有了前提。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法：是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法，它將以往以傳授知識為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務(wù)為主的多維互動式的教學(xué)理念；將再現(xiàn)式教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄渴綄W(xué)習(xí)，使學(xué)生處于積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)，每一位學(xué)生都能根據(jù)自己對當(dāng)前問題的理解，運用共有的知識和自己特有的經(jīng)驗提出方案、解決問題。案例教學(xué)法：是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)法（case—basedteaching），案例本質(zhì)上是提出一種教育的兩難情境，沒有特定的解決之道，而教師于教學(xué)中扮演著設(shè)計者和激勵者的角色，鼓勵學(xué)生積極參與討論，獨立思考，變注重知識為注重能力，重視雙向交流。案例教學(xué)法非常適合于開發(fā)分析、綜合及評估能力等高級智力技能。討論式教學(xué)法：體現(xiàn)“教師為主導(dǎo)，學(xué)員為主體”的教學(xué)思想，強調(diào)在教師的精心準(zhǔn)備和指導(dǎo)下，為實現(xiàn)一定的教學(xué)目標(biāo)，通過預(yù)先的設(shè)計與組織，啟發(fā)學(xué)生就特定問題發(fā)表自己的見解，以培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力和創(chuàng)新精神。討論式教學(xué)的環(huán)節(jié)大致包括：設(shè)計問題、提供資料、啟發(fā)思路、得出結(jié)論。學(xué)生始終處于”問題－思考－探索－解答”的積極狀態(tài)，從而產(chǎn)生自主性、探索性和協(xié)同性的學(xué)習(xí)。這樣的教學(xué)方法無疑是。通過討論來解決學(xué)習(xí)中遇到的問題，廣泛用于理論和操作教學(xué)。有助于學(xué)員思考討論針對性強的問題。項目教學(xué)法：最顯著的特點是“以項目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體”，將一個相對獨立的項目交由學(xué)生自己處理，包括信息的收集、方案的設(shè)計、項目實施及最終評價，都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)。學(xué)生通過該項目的進(jìn)行，了解并把握整個過程及每一個環(huán)節(jié)中的基本要求。具體表現(xiàn)在：目標(biāo)指向的多重性；培訓(xùn)周期短，見效快；可控性好；注重理論與實踐相結(jié)合。項目教學(xué)法是師生共同完成項目，共同取得進(jìn)步的教學(xué)方法。2.師資條件要求（1）本課程由教學(xué)團(tuán)隊完成，團(tuán)隊成員至少2人，其中課程負(fù)責(zé)人1人，可由學(xué)校導(dǎo)師擔(dān)任，企業(yè)實踐導(dǎo)師至少1人。（2）學(xué)校導(dǎo)師應(yīng)具備雙師素質(zhì)，具有中職教師資格證，熟悉中職職業(yè)教育規(guī)律，熟悉機器人組裝調(diào)試崗位，具有實施理論與實踐教學(xué)的教學(xué)能力。企業(yè)導(dǎo)師應(yīng)是企業(yè)一線的技術(shù)骨干，了解中職教育教學(xué)規(guī)律，熟悉相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)、工藝規(guī)范和安全標(biāo)準(zhǔn)，具有執(zhí)教能力及良好的表達(dá)能力。3.教學(xué)條件基本要求本課程教學(xué)主要以校企合作形式進(jìn)行，要求教師講課與機器人組裝調(diào)試的工作崗位有機地結(jié)合在一起來組織教學(xué)，學(xué)生在進(jìn)行本課程學(xué)習(xí)的同時，參與機器人維護(hù)工作，在真實工作環(huán)境對機器人組合、調(diào)試崗位的具體工作進(jìn)行感性認(rèn)識，同時了解工業(yè)機器人行業(yè)工作環(huán)境、感受企業(yè)氛圍。4.教學(xué)資源基本要求《工業(yè)機器人實操與應(yīng)用技巧（第2版）》九、教學(xué)評價、考核要求評價建議應(yīng)體現(xiàn)多元評價方法，重視教學(xué)過程評價，突出階段評價、目標(biāo)評價、理論與實踐一體化評價等，注重學(xué)生動手能力和在實踐中分析問題、解決問題能力的考核，關(guān)注學(xué)生個別