45《工业机器人》课程教学大纲
工业机器人编程教学大纲
《工业机器人编程》教学大纲一、项目的性质、地位与任务本项目是工业机器人技术专业的专业核心项目，项目的内容设计为任务引导课程体系，紧紧围绕工作任务的需要来选择项目内容，将知识本位转换为能力本位，以项目任务和职业能力分析为依据，让学科知识与职业能力进行有机整合，设定职业能力培养目标，以工业机器人为载体，创设工作情境，培养学习者的实践操作技能。
项目的主要任务：根据就业为导向，能力为本位，以及工业机器人技术专业所涵盖的岗位群的职业能力分析，本项目以工业机器人编程为主线，以搬运、码垛、弧焊、压铸作为应用案例，使学习者在完成各项任务学习训练过程中，一步步加深对专业知识技能的理解和应用，培养学习者的综合职业能力。
二、教学基本要求通过本项目的学习，应达到以下要求：1.掌握ABB,三菱等主流工业机器人公司软件的使用；2.掌握工业机器人的任意直线运动程序编制，任意曲线运动程序编制，任意轨迹在线运动程序编，机器人在搬运、码垛、焊接等在线程序编制；3.掌握工业机器人的离线编程技术，工业机器人虚拟仿真工作站的构建，Robotstudio建模以及离线编程，Smart组件的应用。
三、教学学时分配表四、教学内容与学时安排任务一 ABB机器人的编程指令……20学时本任务教学目的和要求：理解并掌握ABB工业机器人工作程序的结构及其每一部分的原理和应用；学会并掌握ABB机器人的基本编程指令；掌握工件、工具、坐标的构建及应用；熟练掌握程序数据和逻辑判断指令的使用。
教学重点：ABB机器人的基本编程指令教学难点：程序数据和逻辑判断指令的使用任务主要内容（理论）：第一节ABB机器人的基本配置（2学时）一、ABB机器人的手动操纵二、ABB机器人I/O通信的种类三、常用ABB标准I/O板——DSQC651板的配置第二节ABB机器人的程序数据（4学时）一、程序数据二、建立程序数据的操作三、程序数据类型与分类四、三个关键程序数据的设定第三节 ABB机器人的程序编程（4学时）一、RAPID程序及指令二、功能的使用介绍三、RAPID程序指令与功能任务主要内容（实训）：ABB工业机器人基本编程指令实训（10学时）平时成绩占50%，考试成绩占50%。
《工业机器人编程》课程教学大纲
《工业机器人编程》课程教学大纲Industrial robot programming course syllabus一、课程说明(Course Description)《工业机器人编程》是智能制造工程和机器人工程专业方向课程的必修课程，通常在第六学期或第七学期开设。
该课程主要包括工业机器人的系统组成与集成、系统运动轴、点动坐标系、编程内容及方法、典型运动轨迹编程、动作次序编程和机器人焊接工艺条件调控等内容。
通过本课程的学习，学生将对以工业机器人为代表的智能装备与生产线应用有一个较为全面而深入的体验认知，为今后从事智能制造工程技术人员职业打下坚实基础。
同时，激发学生的爱国热情，培养学生积极投身国家智能制造专项建设、培养学生为建设制造强国而奋斗的精神。
Industrial robot programming is a compulsory course for intelligent manufacturing engineering and robotics engineering, which is usually opened in the sixth or seventh semester. The course mainly includes the system composition and integration of industrial robot, system motion axis, jogging coordinate system, programming content and method, typical motion trajectory programming, action sequence programming and robot welding process condition regulation. Through the study of this course, students will have a comprehensive and in-depth experience, especially the application of intelligent equipment and production lines represented by industrial robots. Therefore, it can lay a solid foundation for the future career of intelligent manufacturing engineering and technical personnel. At the same time, to stimulate students' patriotic enthusiasm, cultivate students to actively participate in the national intelligent manufacturing special construction, cultivate students' spirit of striving for buildinga manufacturing power.二、本课程与其他课程的联系与分工(The relationship and division of labor between this course and other courses)本课程的先修课程为“智能制造工艺学”“单片机原理与应用”“机电传动控制”“计算机控制系统”等课程。
工业机器人操作与编程教学大纲
工业机器人操作与编程教学大纲
一、课程名称
二、课程类型
实践性课程
三、课程性质
必修课
四、课程简介
本课程旨在让学生学习和掌握工业机器人操作的基本原理与技术，具体培养学生在工业机器人环境下，能够进行合理的编程，搭建抓取程序、安装及操作技术，执行技术等能力。
五、教学目标
1.掌握ABB的基本原理和技术；
2.掌握ABB机器人的安装、编程和操作技术；
3.掌握机器人运动控制与抓取程序；
4.能够熟练使用ABB机器人完成实际的抓取、分拣、组装等工作；
5.掌握工业机器人操作安全技术。
六、教学内容
1.ABB机器人概述
2.机器人的安装编程和操作技术
3.程序的搭建
4.运动控制与抓取程序
5.热缩定位抓取程序
6.机器人安全技术
7.实际操作与技术
七、教学方法
1.讲授法：采用专家讲授、教师讲授等方式，以讨论和讲授的方式使学生掌握ABB机器人的基本原理和技术；
2.综合实践法：采用现场操作、实验室操作和比赛法等方式，使学生进行实际的ABB机器人抓取、分拣、组装等操作。
八、学时分配
1.理论性课程：48学时；
2.实践性课程：72学时。
九、考试方式
本课程考试采用考查方式，包括试和期末考试两次。
《工业机器人技术》课程教学大纲
《工业机器人技术》课程教学大纲课程名称：工业机器人技术英文名称：Industry Robot Technology课程编码：学时/学分：18/1课程性质：选修适用专业：机械设计制造及其自动化先修课程：理论力学，机械原理，机械设计，液压传动，自动控制理论一、课程的目的与任务《工业机器人技术》是一门培养学生具有机器人设计和使用方面基础知识的专业选修课，本课程主要研究机器人的结构设计与基本理论。
通过本课程的学习，可使学生掌握工业机器人基本概念、机器人运动学理论、工业机器人机械系统设计、工业机器人控制等方面的知识。
其主要任务是培养学生：1、掌握工业机器人运动系统设计方法，具有进行总体设计的能力；2、掌握工业机器人整体性能、主要部件性能的分析方法；3、掌握工业机器人常用的控制理论与方法，具有进行工业机器人控制系统设计的能力；4、了解工业机器人的新理论，新方法及发展趋向。
二、教学内容及基本要求第一章绪论教学目的和要求：了解工业机器人的发展及现状，结构原理及应用情况。
教学重点和难点：介绍工业机器人的产生和发展过程，掌握机器人的概念、特点、工业机器人的基本分类、工业机器人的应用、工业机器人的组成以及主要性能参数，工业机器人的手部、腕部、臂部、机座的结构原理和实例。
教学方法与手段：课堂教学第一节机器人的分类第二节工业机器人的应用和发展1.2.1 工业机器人的应用1.2.2 工业机器人的发展第三节工业机器人的基本组成及技术参数1.3.1 工业机器人的基本组成1.3.2 工业机器人的技术参数1.3.3 工业机器人的坐标1.3.4 工业机器人的参考坐标系习题第二章工业机器人机构教学目的和要求：本部分介绍常用机器人机构，要求学生掌握常用机器人机构设计形式。
教学重点和难点：主要介绍机器人末端操作器、手腕、手臂及机器人驱动与传动形式。
教学方法与手段：课堂教学第一节机器人末端操作器2.1.1 夹钳式取料手2.1.2 吸附式取料手2.1.3 专用操作器及转换器2.1.4 仿生多指灵巧手2.1.5 其它手第二节机器人手腕2.2.1 手腕的分类2.2.2 手腕的典型结构2.2.3 柔顺手腕结构第三节机器人手臂第四节机器人机座2.4.1 固定式机器人2.4.2 移动式机器人第五节工业机器人的驱动与传动2.5.1 直线驱动机构2.5.2 旋转驱动机构2.5.3 直线驱动和旋转驱动的选用和制动2.5.4 工业机器人的传动2.5.5 新型的驱动方式2.5.6 驱动传动方式的应用习题第三章机器人运动学教学目的和要求：机器人运动学主要研究两个问题：一个是运动学问题，即给定机器人手臂、腕部等各个构件的几何参数及各个关节变量求机器人手部对参考坐标系的位置和姿态；介绍机器人的微移动和微转动概念、两坐标系间的微分运动关系、变换式（方程）中的微分关系、机器人雅可比矩阵的概念、求法——微分变换法；了解逆雅可比矩阵的概念和求解。
工业机器人技术课程教学大纲
《工业机器人技术》课程教学大纲课程编号：S4080370课程名称：工业机器人技术课程英文名称：INDUSTRIAL ROBOT TECHNOLOGY总学时：30 讲课学时：26 实验学时：4 上机学时：0学分：2课程类型：限选课开课单位：机电工程学院机械制造及自动化系授课对象：机电工程学院机械设计制造及其自动化专业、其它相关专业先修课程：线性代数、测试技术及仪器开课时间：第七学期教材与主要参考书：尤波、王广林等编.《工业机器人技术》.校内讲义陈哲、吉熙章编著.《机器人技术基础》.机械工业出版社 1994年蔡自兴著.《机器人学》.清华大学出版社 2000年一、课程教学目的本课程将系统的介绍机器人技术的九个重要组成部分的基础知识，将综合运用所学数学、力学、电子、机械、计算机等多种学科知识，分析解决机器人学中的主要问题。
培养学生从事多学科交叉渗透、综合运用的科学研究能力。
二、教学内容及基本要求（一）本课程的主要章节本课程的主要内容有：机器人学基础知识，机器人运动学和动力学，机器人的轨迹控制和力控制以及机器人中的主要技术，包括机器人控制器、机器人伺服系统、机器人的语言、机器人的感觉系统和机器人的移动技术等。
本课程的主要章节有：第一章机器人技术；（2学时）机器人学的发展史及机器人学教育、机器人学的术语和定义及其与其他学科的关系、机器人的分类和组成、操作机几何学。
第二章机器人坐标系统；（4学时）位置与姿态、正交坐标系、转动的表示法、齐次变换、机器人的坐标系统。
第三章位置运动学；（4学时）手部位姿与关节变量的关系——正问题、关节变量与手部位姿的关系——逆问题。
第四章速度运动学；（2学时）操作机的微分运动、雅可比矩阵及其变换。
第五章轨迹控制；（2学时）轨迹的记录与再现、笛卡尔运动与轨迹设计、轨迹控制多项式、笛卡尔控制等。
第六章机器人动力学；（2学时）动力学方程的推导、动力学方程的应用。
第七章力控制与柔性机器人；（3学时）位置控制与力控制策略、组合控制策略、柔性机器人系统、力和力矩的直接敏感。
工业机器人技术课程教学大纲
工业机器人技术课程教学大纲
课程英文名称：Industrial Robot Technology
课程编号：0900900 学分：2 学时：32
一、课程教学对象
本课程教学对象为纺织机电一体化方向本科学生。
二、课程性质及教学目的
该课程为纺织机电一体化方向本科学生的专业任选课。
工业机器人工学是一门多学科综合交叉的边缘学科，它涉及机械、电子、运动学、动力学、控制理论、传感检测、计算机技术和人机工程，是一门理论与应用相结合的课程。
通过对工业机器人技术的学习，使学生掌握工业机器人机构设计、运动分析、控制和使用的技术要点和基础理论。
工业机器人是典型的机电一体化装置，它不是机械、电子的简单组合，而是机械、电子、控制、检测、通信和计算机的有机融合，通过这门课的学习，使学生对工业机器人有一个全面、深入的认识。
培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力。
三、对先修知识的要求
学生在学习本课之前，应先修：机械原理、机械设计、控制工程基础等课程。
四、课程的主要内容、基本要求和学时分配建议（总学时数:32 ）
注：知识点中粗体字部分为本课程的重点或难点
五、建议使用教材及参考书
教材：
[1] 郭洪红. 工业工业机器人技术[M].西安：西安电子科技大学出版社
主要参考书：
[1] 朱世强, 王宣银.工业机器人技术及其应用[M]. 杭州：浙江大学出版社
[2] 吴振彪. 工业工业机器人[M]. 武汉：华中理工大学出版社
[3] 熊友伦. 工业机器人技术基础[M]. 武汉：华中理工大学出版社
六、课程考核方式
以开卷考试为主，结合平时作业及综合应用和设计（（或小论文）综合评定成绩。
工业机器人概述课程教学大纲
“工业机器人概述”课程教学大纲英文名称：Introduction to Industrial Robotics课程编号：MACH3451学时：48 （理论学时：16 实验学时：32 课外学时：16）学分：2适用对象：机械、能动类本科生先修课程：高等数学、机械设计、理论力学、自动控制理论（机械控制理论基础）使用教材及参考书：[1] 王孙安，董霞.工业机器人概述.自编教材.[2] 吴振彪，王正家.工业机器人（第二版）.武汉：华中科技大学出版社，2006.[3] 孟庆鑫，王晓东.机器人技术基础.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2006.一、课程性质和目的性质：专业课目的：1.培养学生对于工业机器人的基本组成、原理及分类的认识；2.培养学生对工业机器人结构设计以及运动学和动力学分析的能力；3.培养学生对机器人传感器选择应用的能力；4.培养学生对机器人运动控制的方案选择及设计能力；5.培养学生对典型工业机器人系统分析、设计和控制的综合能力。
二、课程内容简介（200字左右）机器人学是当今世界最活跃的研究领域之一，它涉及机械学、电子学、自动控制、计算机科学以及人工智能等多个学科。
工业机器人是一种典型的机电一体化产品，代替人类去完成许多艰巨而又复杂的极限工作任务。
本课程主要介绍工业机器人的基本机械结构设计、运动学与动力学分析，以及其内外部传感器和控制技术等基础理论和技术基础知识，并以实际工程应用为背景，介绍如何对典型工业机器人系统进行设计、建模及控制。
三、教学基本要求1．了解工业机器人的基本概念和工作原理；2．掌握工业机器人结构设计及其运动学和动力学分析基础知识；3.掌握机器人传感器基础及熟悉传感器的选用；4.掌握机器人的一般控制技术，学会对机器人进行有效控制；5.初步学会工程应用背景下工业机器人系统的设计、分析及控制方法。
四、教学内容及安排第一章：绪论1．了解工业机器人的基本概念、组成、特点以及分类；2．了解工业机器人技术的发展与应用。
工业机器人基础 教案大纲
工业基础教案大纲第一章：工业概述1.1 工业的定义与分类1.2 工业的应用领域1.3 工业的发展历程与趋势1.4 工业的技术参数与性能指标第二章：工业的机械结构2.1 工业的本体结构2.2 工业的关节与驱动方式2.3 工业的手部结构与末端执行器2.4 工业的感知与传感器第三章：工业的控制系统3.1 工业的控制原理与结构3.2 工业的控制算法与编程3.3 工业的路径规划与运动控制3.4 工业的智能控制与视觉识别第四章：工业的编程与操作4.1 工业的编程语言与指令系统4.2 工业的手动与自动操作4.3 工业的操作界面与操作步骤4.4 工业的操作安全与维护保养第五章：工业的应用案例分析5.1 工业在制造业的应用案例5.2 工业在服务业的应用案例5.3 工业在医疗领域的应用案例5.4 工业在其他领域的应用案例第六章：工业的传感器与视觉系统6.1 工业的传感器分类与功能6.2 工业常用传感器的工作原理与应用6.3 工业的视觉系统与图像处理6.4 工业视觉系统在实际应用中的案例分析第七章：工业的通讯与协作技术7.1 工业的通讯协议与接口技术7.2 工业与人类协作的安全距离与准则7.3 工业的协作类型与功能7.4 工业协作技术的实际应用案例第八章：工业的故障诊断与维护8.1 工业常见故障类型与诊断方法8.2 工业的维护保养策略与周期8.3 工业故障排除与维修技巧8.4 工业故障诊断与维护的实际案例第九章：工业的编程与仿真9.1 工业编程环境与开发工具9.2 工业编程语言与高级编程技术9.3 工业仿真软件与仿真技术9.4 工业编程与仿真的实际案例第十章：工业的未来发展趋势10.1 工业的技术革新与创新方向10.2 工业与的融合10.3 工业在新兴领域的应用前景10.4 我国工业产业的发展现状与展望重点和难点解析重点环节1：工业的定义与分类补充和说明：工业是一种自动执行工作的设备，它可以接受人类指挥，也可以运行预先编排的程序，或者根据由程序制定的原则行动。
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《工业机器人》课程教学大纲
一．课程基本信息
《工业机器人》是一门高度交叉的前沿学科，机器人技术是集力学、机械学、生物学、人类学、计
算机科学与工程、控制论与控制工程学、电子工程学、人工智能、社会学等多学科知识之大成，是一项
综合性很强的新技术。通过该课程的学习，使得学生基本熟悉这门技术以及其发展状况，为今后从事光
机电一体化与系统设计、制造的研究工作打下基础。
开课单位：机械工程学院
课程编号： 02010267b
英文名称：INDUSTRIAL ROBOT TECHNOLOGY
学时：总计32学时，其中理论授课26学时，实验（含上机）6学时
学分：2学分
面向对象：机械电子工程专业
先修课程：《线性代数》，《测试技术及仪器》，《电工电子学》，《机械设计基础》
教材：
《工业机器人》第二版 吴振彪 王正家主编(华中科技大学出版社)
主要教学参考书目或资料：
1 《工业机器人技术基础》 孙树栋 主编（西北工业大学出版社）
2 《机器人与控制技术》孙迪生，王炎主编 机械工业出版社，1997
二．教学目的和任务
《工业机器人》是机械电子工程的专业选修课，通过本课程的学习，使学生掌握机器人机构设计、
运动分析、控制和使用的技术要点和基础理论。机器人是典型的机电一体化装置，它不是机械、电子的
简单组合，而是机械、电子、控制、检测、通信和计算机的有机融合，通过这门课的学习，使学生对机
器人有一个全面、深入的认识。培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力。
三．教学目标与要求
本课程系统的介绍了机器人设计、控制、编程和使用的理论基础和技术要点，包括工业机器人的一
般概论，机器人运动学，静力/动力学分析，工业机器人机械系统设计，工业机器人的控制和工业机器
人的应用等内容。通过课程学习，使学生掌握工业机器人的基本原理、基础知识，对工业机器人机械系
统的总体设计方法有初步了解，并相应的掌握一些实用工业机器人控制及规划和编程方法。
四．教学内容、学时分配及其基本要求
第一章 绪论(2学时)
（一）教学内容
1、工业机器人的定义、应用领域与发展；
2、工业机器人的组成、分类及技术参数。
（二）基本要求
1、明确本课程的研究对象、内容、性质、任务；
2、了解工业机器人的定义、应用领域与发展方向；
3、了解工业机器人的组成、分类及技术参数。
第二章 工业机器人运动学(6学时 含讲授4学时，实验2学时)
（一）教学内容
1、工业机器人坐标表示方法，齐次坐标变换；
2、工业机器人连杆参数及其齐次变换矩阵；
3、工业机器人运动学方程及其推导过程；
（二）基本要求
1、掌握齐次坐标及齐次变换；
2、掌握工业机器人连杆参数及其齐次变换矩阵；
3、重点学习工业机器人运动学方程。
第三章 工业机器人静力计算及动力学分析（4学时)
（一）教学内容
1、工业机器人速度雅可比；
2、工业机器人静力计算；
3、工业机器人动力学分析；
（二）基本要求
1、掌握工业机器人速度雅可比与速度分析；
2、掌握工业机器人力雅可比与静力计算；
3、学会工业机器人动力学分析。
第四章 工业机器人机械系统设计（6学时 含讲授4学时，实验2学时）
（一）教学内容
1、工业机器人总体设计；
2、传动部件、臂部、手腕、手部、机身设计；
3、行走机构设计。
（二）基本要求
1、了解工业机器人总体设计过程；
2、了解传动部件、臂部、手腕、手部、机身的设计方法；
3、了解行走机构设计方法。
第五章 工业机器人的感觉系统（4学时）
（一）教学内容
1、机器人的感觉系统；
2、常用传感器原理及其应用。
（二）基本要求
1、了解机器人的感觉系统原理；
2、了解关节传感器、触觉传感器、力觉传感器和环境识别传感器的基本型式和应用。
第六章 工业机器人控制（4学时)
（一）教学内容
1、机器人控制的特点及分类；
2、工业机器人位置控制；
3、工业机器人力控制。
（二）基本要求
1、掌握工业机器人控制的特点及分类；
2、了解工业机器人位置控制、工业机器人力控制方法。
第七章 工业机器人的轨迹规划及编程（4学时 含讲授2学时，实验2学时）
（一）教学内容
1、工业机器人的轨迹规划方法；
2、工业机器人的编程。
（二）基本要求
1、了解工业机器人的轨迹规划方法；
2、了解工业机器人的编程方法。
第八章 工业机器人应用实例（2学时）
（一）教学内容
1、典型机器人的应用案例；
2、工业机器人的最新研究和应用动态。
（二）基本要求
1、介绍典型机器人的应用案例，学习其基本原理和设计方法；
2、了解工业机器人的最新研究和应用现状，了解其发展趋势。
五．教学方法及手段
要求用多媒体教学手段授课，注重教学过程中理论联系实际，注重应用能力培养。
六．考核方式及考核方法
考核方式为考查，采用闭卷等形式。总成绩由平时成绩、实验和考核成绩构成。成绩构成比例为：
平时成绩20%，实验20%，考试60%。
七．课内实验（上机）教学安排
序
号
实验项目 学时 性质 类型
1 工业机器人结构分析与演示 2 必做 演示
2 智能机器人演示 2 必做 演示
3 智能机器人编程训练 2 必修 设计
（制定人： 李磊 审定人： 张冰蔚 ）