工業(yè)機器人離線編程與仿真技術(shù)-機制-課程教學(xué)大綱

-6-【工業(yè)機器人離線編程與仿真技術(shù)】【OfflineProgrammingAndSimulationTechnologyOfIndustrialRobots】一、基本信息（必填項）課程代碼：2080373課程學(xué)分：【3】面向?qū)I(yè)：【機械設(shè)計制造及自動化】、【汽車服務(wù)工程】課程性質(zhì)：【系級必修課】“◎”開課院系：機電學(xué)院機械工程系使用教材：主教材【工業(yè)機器人離線編程與仿真（ROBOGUIDE）林燕文主編人民郵電出版社2018.9】輔助教材【工業(yè)機器人離線編程（FANUC）孟慶波主編高等教育出版社2018.8】課程網(wǎng)站網(wǎng)址：先修課程：【工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)和安全2080371（2）】【工業(yè)機器人在線編程與操作2080372（3）】【機械制圖2080245（5）】課程簡介機器人離線編程系統(tǒng)是機器人編程語言的拓廣，它利用計算機圖形學(xué)的成果，建立起機器人及其工作環(huán)境的模型，再利用一些規(guī)劃算法，通過對圖形的控制和操作，在離線情況下進行規(guī)矩規(guī)劃。離線編程技術(shù)也很好的彌補了在線編程技術(shù)的不足。本課程是機器人工程方向重點課程，工程師可以按照生產(chǎn)流程要求構(gòu)建生產(chǎn)線和工業(yè)機器人應(yīng)用單元，是現(xiàn)在軟件環(huán)境中進行設(shè)計、仿真的目標。本課程是以FANUC系列工業(yè)機器人離線編程軟件ROBOGUIDE為教學(xué)基礎(chǔ)，進行FANUC工業(yè)機器人的離線編程與仿真應(yīng)用。三、選課建議本課程適合于機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)、汽車服務(wù)工程專業(yè)三年級的本科生修學(xué)，要求學(xué)生具有工業(yè)機器人在線編程技術(shù)、CAD/CAM/SolidWorks制圖，能夠掌握FANUC工業(yè)機器人離線編程技術(shù)和工程案例仿真技術(shù)，。四、課程與專業(yè)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)性（必填項）專業(yè)畢業(yè)要求LO11：傾聽他人意見、尊重他人觀點、分析他人需求，應(yīng)用書面或口頭形式，闡釋自己的觀點，有效溝通；LO21：學(xué)生能根據(jù)環(huán)境需要確定自己的學(xué)習目標，并主動地通過搜集信息、分析信息、討論、實踐、質(zhì)疑、創(chuàng)造等方法來實現(xiàn)學(xué)習目標；LO31：掌握與機器人控制和電氣工程自動化相關(guān)的基礎(chǔ)知識和基本理論，具備利用各類設(shè)計選型手冊，并運用電氣工程學(xué)科和機器人應(yīng)用知識，根據(jù)生產(chǎn)要求解決實際設(shè)計問題的能力；LO32：具備智能控制與工程自動化設(shè)備及系統(tǒng)的使用，維護能力，能夠運用智能控制工程學(xué)科知識解決實際設(shè)計問題。具備單片機、可編程控制器的控制程序設(shè)計、編程、應(yīng)用能力；LO33：具備電子線路的識圖分析、電子元器件的選型、電路板的故障分析、熟練使用各類電子測量儀器的能力；LO34：熟練掌握各類工業(yè)機器人編程語言，能根據(jù)自動化生產(chǎn)線的要求編制對工業(yè)機器人進行技術(shù)改造安裝和調(diào)試的能力.具備進一步學(xué)習其它計算機邏輯控制語言的能力；LO35：熟悉常見機械、電氣設(shè)備基本組成部分及功能，具備工業(yè)機器人機械電氣設(shè)備的運行維護、保養(yǎng)及簡單故障的維修排除能力；LO41：遵守紀律、守信守責；具有耐挫折、抗壓力的能力；LO51：在集體活動中能主動擔任自己的角色，與其他成員密切合作，共同完成任務(wù)。能有邏輯的分析與批判；LO61：能夠根據(jù)需要進行專業(yè)文獻檢索，能夠使用適合的工具來搜集信息，并對信息加以分析、鑒別、判斷與整合；LO71：愿意服務(wù)他人、服務(wù)企業(yè)、服務(wù)社會；為人熱忱，富于愛心，懂得感恩（“感恩、回報、愛心”為我校校訓(xùn)內(nèi)容之一）；LO81：具有基本的外語表達溝通能力與跨文化理解能力。五、課程目標/課程預(yù)期學(xué)習成果（必填項）（預(yù)期學(xué)習成果要可測量/能夠證明）此處簡要寫明課程預(yù)期學(xué)習成果（即本課程承載的專業(yè)畢業(yè)要求）的教與學(xué)方式、評價方式。序號課程預(yù)期學(xué)習成果課程目標（細化的預(yù)期學(xué)習成果）教與學(xué)方式評價方式1LO111聽取別人提供的參考意見，結(jié)合實際情況進行分析，并最終做出符合要求的設(shè)計方案學(xué)會使用專業(yè)的角度提供專業(yè)的分析和解讀。學(xué)生自學(xué)為主，教師指導(dǎo)為輔課堂提問2LO311熟知離線編程軟件ROBOGUIDE，能夠運用離線編程軟件構(gòu)建與生產(chǎn)流程實際符合的工業(yè)機器人應(yīng)用單元和生產(chǎn)線。能夠運用ROBOGUIDE離線編程軟件實現(xiàn)軟件環(huán)境中設(shè)計和仿真的目標。教師教授為主，學(xué)生自學(xué)為輔作業(yè)評價，實驗操作，課堂提問LO3121.掌握機器人工作站（Workcell）的組成機構(gòu)、在生產(chǎn)線中的工作站狀況，能夠與機器視覺系統(tǒng)、傳輸帶、以及他們的控制系統(tǒng)構(gòu)成自動化生產(chǎn)線上的機器人工作單元。教師教授為主，學(xué)生自學(xué)為輔作業(yè)評價，實驗操作課堂提問3LO341能夠運用離線編程技術(shù)完善或者修改有缺陷的程序設(shè)計。具備進一步學(xué)習其他計算機邏輯控制語言的能力。學(xué)生自學(xué)為主，教師指導(dǎo)為輔課堂提問4LO4111.能夠理解實際與虛擬的工作環(huán)境區(qū)別，不同工藝不同生產(chǎn)條件給虛擬仿真帶來不同的挑戰(zhàn)。教師教授為輔，學(xué)生實驗為主作業(yè)評價，平時測驗，實驗報告平價，期末考試LO4121.身心健康，能承受學(xué)習和生活中的壓力學(xué)生自學(xué)為主，教師指導(dǎo)為輔平時測驗，實驗報告評價5LO6111.能夠根據(jù)需要進行文獻檢索，并對信息加以分析、鑒別判斷和整合學(xué)生自學(xué)為主，教師指導(dǎo)為輔實驗操作,導(dǎo)師即時評價六、課程內(nèi)容（必填項）單元知識點能力要求教學(xué)難點1.初識離線編程仿真軟件（4課時理論）1.簡單了解工業(yè)機器人離線編程技術(shù)的概念和大體流程。L12.熟悉工業(yè)機器人領(lǐng)域中主流的離線編程軟件。L23.了解ROBOGUIDE具有哪些仿真模塊和各自的作用。L14.熟悉離線編程和仿真的大體步驟。L25.了解什么是機器人工程文件，是以什么形式存在的。L16.通過熟悉工程文件的步驟，掌握其創(chuàng)建方法。L27.了解ROBOGUIDE軟件界面整體布局。L18.熟悉菜單欄和工具欄選項的功能。L21.能夠進行ROBOGUIDE軟件的安裝。2.能夠在ROBOGUIDE中創(chuàng)建機器人工程文件。3.在ROBOGUIDE中認知菜單、工具的相關(guān)操作。1.授課技巧。2.創(chuàng)建仿真機器人工作站（2課時理論）1.通過對工作站各部分的分析，了解虛擬工作站的組成。L22.通過認識模型屬性和功能，能夠掌握對模型的分類。L33.通過對各項功能的講述，了解屬性設(shè)置界面。L34.在理解屬性界面設(shè)置內(nèi)容的基礎(chǔ)下，掌握機器人屬性的設(shè)置過程。L35.通過描述，了解EOAT模型的架構(gòu)設(shè)計。L16.通過對任務(wù)的具體實施掌握工具的創(chuàng)建與設(shè)置。L37.掌握使用模型繪制法創(chuàng)建工裝臺。L38.掌握使用模型法創(chuàng)建工裝臺。L39.通過了解創(chuàng)建步驟，掌握繪制法和添加法創(chuàng)建工件模型的方法。L310.在創(chuàng)建工件模型后的基礎(chǔ)上，掌握工件與Fixture的關(guān)聯(lián)。L31.能夠運用ROBOGUIDE進行EOATS、Part、Machines、Fixture、Obstacles設(shè)置。2.能夠進行機器人屬性設(shè)置。3.在ROBOGUIDE中能進行工具、工裝、工件的創(chuàng)建與設(shè)定。1.繪圖軟件的使用。3.離線示教編程與程序修正（2課時理論）1.通過對仿真工作站的布局認知，構(gòu)建仿真工作站的模型。L32.學(xué)會設(shè)置工具坐標系與用戶坐標系。L33.了解虛擬示教器的界面、右側(cè)快捷按鈕與下方選項卡的作用。L14.熟悉仿真程序編輯器的界面與各功能鍵的作用。L35.掌握在仿真環(huán)境中精確示教點的方法。L36.在創(chuàng)建仿真示教工作站后，學(xué)會使用虛擬示教器示教編程。L37.通過使用仿真程序編輯器，學(xué)會創(chuàng)建仿真程序。L38.熟悉使用仿真程序編輯器示教編程。L39.通過程序校準功能修正離線程序。L310.學(xué)會使用軟件導(dǎo)出程序。L31.能夠使用虛擬TP、仿真程序編輯器進行示教編程與修正。2.離線程序的導(dǎo)出。1.仿真程序編輯器進行示教編程。4.基礎(chǔ)搬運的離線仿真（2課時理論）1.通過對任務(wù)的分析，了解仿真搬運實現(xiàn)的原理。L12.過詳細的操作過程，掌握物料的導(dǎo)入與仿真設(shè)置的方法。L33.通過對模型模塊特性的分析，了解設(shè)置夾爪工具動作的兩種方法。L24.了解了夾爪動作的工作機制后，學(xué)會采用虛擬馬達創(chuàng)建仿真工具模組。L35.熟悉仿真程序的概念和特點。L26.掌握如何創(chuàng)建和編輯仿真程序。L31.運用ROBOGUIDE能夠進行搬運仿真設(shè)計。1.虛擬電機的設(shè)置與使用5.分揀搬運的離線仿真（2課時理論）1.了解分揀仿真工作站的組成。L12.熟悉分揀仿真工作站的分揀流程。L23.了解分揀仿真工作站的要素有哪些。L14.熟悉分揀仿真工作站要素的設(shè)置項目。L25.用模型替代法創(chuàng)建仿真工具。L26.設(shè)置仿真工具與工件模型的關(guān)聯(lián)。L37.了解工作站哪些地方應(yīng)用虛擬電機。L18.熟悉設(shè)置虛擬電機設(shè)置過程和技巧。L39.了解分揀仿真程序的組成。L210.熟悉編輯分揀仿真程序。L31.運用ROBOGUIDE能夠進行分揀搬運仿真設(shè)計。1.電機軸運動學(xué)控制的設(shè)置方法6.軌跡繪制與軌跡自動規(guī)劃的編程（2課時理論）1.通過對任務(wù)分析的描述，了解仿真環(huán)境中繪制軌跡功能。L22.了解在仿真環(huán)境中軌跡自動規(guī)劃功能。L23.通過了解了軌跡繪制功能后，學(xué)會使用軌跡繪制功能。L34.熟悉設(shè)置繪制完成的軌跡。L35.通過了解工程軌跡功能后，學(xué)會使用工程軌跡功能創(chuàng)建工程軌跡路徑。L36.熟悉設(shè)置工程軌跡路徑。L31.能夠進行漢字的軌跡編程及現(xiàn)場運行。2.能夠進行球面工件打磨的軌跡編程1.模型-程序轉(zhuǎn)換功能7.基于機器人-變位機系統(tǒng)的焊接作業(yè)編程（2課時理論）1.通過對任務(wù)分析的描述，了解仿真焊接工作站組成。L12.熟悉了焊接仿真工作站的組成后，對其他設(shè)備模型也要有一定的掌握。L33.通過對任務(wù)分析的描述，了解各附加軸控制軟件的名稱及用途。L34.學(xué)會設(shè)置碰撞檢測的碰撞反饋信號及碰撞交線。L35.通過創(chuàng)建焊接工作站后，熟悉焊接機器人的基本屬性設(shè)置。L36.學(xué)會導(dǎo)入焊接工作站中的其他模型并設(shè)置相應(yīng)屬性。L37.通過對任務(wù)分析的描述，了解變位機的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。L28.同時也要掌握如何創(chuàng)建變位機模組。L39.通過對任務(wù)分析的描述，了解程序組掩碼的設(shè)置。L210.熟悉自動軌跡路徑的設(shè)置，學(xué)會創(chuàng)建與編輯焊接程序。L31.能夠進行雙頭法蘭短管焊接的軌跡編程。1.變位機模組搭建方法。2.組掩碼七、課內(nèi)實驗名稱及基本要求（選填，適用于課內(nèi)實驗）列出課程實驗的名稱、學(xué)時數(shù)、實驗類型（演示型、驗證型、設(shè)計型、綜合型）及每個實驗的內(nèi)容簡述。序號實驗名稱主要內(nèi)容實驗時數(shù)實驗類型備注1離線編程仿真軟件的界面認知與操作工業(yè)機器人離線編程技術(shù)ROBOGUIDE認知ROBOGUIDE界面認知安裝離線編程軟件4綜合型2基于以太網(wǎng)的程序管理與Simulation仿真工業(yè)機器人離線仿真程序的上傳與下載功能Simulation功能的應(yīng)用錄屏的參數(shù)修改與使用4綜合型3基于機器人-行走軸的添加與應(yīng)用機器人屬性設(shè)置工具的創(chuàng)建與設(shè)置工裝的創(chuàng)建與設(shè)置工件的創(chuàng)建與設(shè)置8綜合型4基于