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1、工业机器人系统离线编程与仿真课程标准一、课程基本信息课程名称：工业机器人系统离线编程与仿真课程代码：1520292课程类型：专业核心课学时：72学时学分：4学分适用专业：工业机器人技术合作企业：二、课程的性质与任务（一）课程性质工业机器人系统离线编程与仿真是工业机器人技术专业的专业核心课程，在课程体系中发挥着承上启下的重要作用，同时也是专业核心岗位能力的重要支撑。本课程以ABBRobotStUdiO为例,介绍机器人离线编程与仿真技术，以适应工业机器人系统操作员岗位对现场操作前仿真验证的需求为目标，使学生了解工业机器人工程应用虚拟仿真的基础知识、机器人虚拟仿真的基本工作原理，熟练掌握机器人工作站
2、构建、RobotStUdiO中的建模功能、机器人离线轨迹编程、Snlart组件的应用、带轨道或变位机的机器人系统应用。培养学生工业机器人基本应用、工业机器人编程等方法和能力，锻炼学生的团队协作能力和使用RobotStUdiO仿真软件以及针对不同的机器人应用设计机器人方案的能力，提高学生分析问题和解决实际问题的能力，提高学生的综合素质，增强适应职业变化的能力，为进一步学习其它机器人课程打下良好基础。本课程与其他课程的关系如表1、2所示：表1工业机器人系统离线编程与仿真课程与前期课程的关系序号前期课程名称对本门课程的支撑作用1工业机器人技术基础机器人本体机构与传感器技术2工业机器人应用系统建模三维
3、工作站平台的搭建表2二匚业机器人系统离线编程与仿真课程与后续课程的关系序号后续课程名称对本门课程的巩固作用1工业机器人现场编程与应用工业机器人现场编程、调试2工业机器人系统集成与应用通过集成系统掌握知识技能的综合应用（二）课程任务本课程的任务是落实立德树人根本任务，满足工业机器人技术专业的人才培养要求,围绕核心素养，吸纳相关领域的前沿知识和技术，在培养学生的职业能力和促进职业素质的养成方面占有重要地位。通过将“岗、赛、证”核心技能标准与工业机器人在焊接、喷涂和搬运等典型工作场景的工作任务结合，使学生具备工业机器人系统应用中的离线编程与仿真应用能力，并且推进课程思政建设，发挥好本课程的育人作用，
4、将劳动精神、知识传授和能力培养三者融为一体，通过技能学习，同步提升学生职业素养、劳动素养与创新精神。通过项目式教学方法，将软件功能板块融入到项目案例中。以建模、Smart组件使用、轨迹离线编程、动画效果制作、模拟工作站的构建、仿真验证等软件教学内容为依托，培养学生的工业机器人的综合应用能力和综合素养。三、课程目标工业机器人系统离线编程与仿真课程目标是以培养工业机器人仿真工作站搭建及离线编程相关综合应用能力为主线，依据工业机器人专业教学标准，工业机器人应用编程1+X职业技能等级标准、工业机器人系统操作员岗位能力标准、全国职业院校技能大赛工业机器人技术应用赛项标准，确定三维教学目标。（一）知识目标
5、1、了解工业机器人离线编程系统的构架；2、了解RobOtStUCliO离线编程软件的界面和各菜单功能；3、掌握焊接机器人工作站、喷涂机器人工作站、搬运机器人工作站的设计理念和设计方法；4、掌握工业机器人系统的建立方法；5、掌握工作站系统仿真运行与视频录制的方法；6、掌握RObotStUdio创建三维模型的基本方法；7、掌握创建机械装置的基本原理及设置机械装置运动特性的基本方法；8、掌握创建机器人工具的基本原理及方法；9、掌握离线编程的基本方法和程序的优化方法；10、了解机器人离线轨迹编程辅助工具的应用;11、掌握创建Smart组件的基本步骤与方法；12、掌握工作站逻辑设定的基本方法；13、了解
6、带导轨机器人系统、带变位机机器人系统的应用以及创建方法；（二）能力目标1、能够熟练安装工业机器人离线编程软件；2、能够建立工业机器人系统，熟练机器人的手动操作；3、能完成焊接机器人工作站、喷涂机器人工作站、搬运机器人工作站的搭建；4、创建工作站离线轨迹编程轨迹程序，完成仿真运行与视频录制；5、能够创建典型部件的机械装置，并进行导入导出操作；6、创建机器人工具并完成相关设置；7、完成焊接机器人工作站、喷涂机器人工作站、搬运机器人工作站离线轨迹编程与仿真运行；8、能够创建具有动态属性的Smart组件；9、能创建带导轨、带传送带、带变位机的机器人系统工作站并仿真运行；10、能够通过软件实现机器人离线
7、轨迹编程。（三）素质目标1、培养学生自主学习工业机器人系统离线编程及仿真新知识、新技术的意识，具有较强的发现问题、分析问题和解决问题的能力；2、培养学生较强的语言表达、工业机器人相关岗位沟通和协调能力；善于表达自己的意见，阐述自己的观点；3、树立协同工作的全局思维、创新意识、安全意识；树立相互沟通、互帮互助的团队协作精神；4、培养学生职业岗位工作中精于工、敬于业、匠于心、品于行、合于力的职业精神;5.培养学生崇尚劳动、诚实劳动的劳动精神，精益求精、一丝不苟的工匠精神和爱岗敬业、勇于创新的劳模精神。四、课程结构与内容（一）课程结构本课程是依据工业机器人系统操作员岗位能力标准中的掌握工业机器人运动
8、的特点和程序编写方法、能熟练应用指令编写轨迹程序、能够创建动态属性的Slnart组件及建立组件间的控制逻辑，编写工业机器人程序岗位能力要求，重点针对工业机器人虚拟仿真RObOtStUdiO的操作、编程环境，能实现典型机器人工作站仿真程序编辑。本课程内容组织以焊接机器人工作站、喷涂机器人工作站、搬运机器人工作站典型工作场景进行课程项目化设计，将工业机器人应用编程1+X证书职业技能等级标准融入课程中，进行项目化重构，并提炼典型工作任务。根据职业岗位所需要的知识、能力、态度要求，结合前、后续课程，紧紧围绕完成工作任务需要，将岗位、证书、技能大赛评分技能要求融入到教学内容中，使教学内容和工作过程相一致
9、，并能体现学生职业精神培养和职业素养养成的需要。同时，注重加强对学生可持续发展能力的培养，满足学生就业与发展的需要。课程项目如下：切惨人系M离线编程与仿真项目1 ：焊接机器人 仿真项目（16学时）企业离线编程与仿真 实践教学（24学时）项目2:喷涂机器人（项目3:搬运机器人、仿真项目（16学时）仿真项目（16学时）（二）课程内容序号项目教学目标教学任务教学内容学时1焊接机器人仿真项教学目标：掌握在弧焊工作站中离线编程和仿真运行的方法和技能。教学重点：由目标路径自动生成机器人运动程序教学难点：工具数据的标定方法、工具数据的作用模型导入及布局弧焊工作站系统创建；工业机器人系统设定；弧焊模块模型导入
10、；工业机器人模型导入；2焊枪模型导入；工作站布局2焊枪工具数据标定使用“TCP和Z,X”方法标定焊枪工具数据2验证焊枪工具数据2程序编制与调试规划焊接工件轨迹，2焊接目标点与路径设计2焊接程序编程2焊接工作站仿真运行与调试22喷涂机器教学目标：掌握模型导入喷涂工作站系统创建；工业机器人系2人仿真项Il在喷涂工作站中离线编程和仿真运行的方法和技能。教学重点:Smart组件属性连接与信号连接教学难点：工作站的逻辑设计及布局统设定；喷涂模块模型导入；工业机器人模型导入；工作站布局配置模型参数模型颜色设置；模型透明度设置2创建与设定动动态喷涂Smart组件创建2属性连接与信号连接2态喷涂组件喷涂工作站
11、逻辑设计；Smart组件I/O信号与工业机器人I/O信号关联2喷涂程序编制与调试喷涂目标点与路径设计2喷涂程序编程2喷涂工作站仿真运行与调试23搬运机器人仿真项目教学目标：掌握搬运机器人离线编程和仿真运行的方法和技能。教学重点：smart组件与信号控制设计教学难点：码垛编程中偏移量的计算搬运夹具模型构建仿真软件构建简易三维模型及相关模型库的调用；2夹具运动关节构建构建吸盘的机械装置。机械装置关节链的参数设定；编译机械装置姿态，设定机械装置活动范围2吸盘控制逻辑设计构建吸盘的Smart组件；完成Smart吸盘的信号控制；2卡爪控制逻辑设计构建夹爪的Smart组件；完成Smart夹爪的信号控制2变
12、位机仿真设计构建变位机机械装置；构建变位机的smart组件；变位机姿态设定以及机械装置编译2搬运路径编程创建搬运机器人的路径；编辑搬运机器人的运动程序2仓储码垛编程完成单层仓储码垛编程；构建完整的工作站逻辑。2企业离线编程与仿真实践教学教学目标：在实践中学习掌握企业常用工业机器人工作站离线编程、仿真验证和应用实施的方法和技能。教学重点：离线仿真形成的程序如何在实际工作站中应用实施教学难点：离线编程如何满足企业实用性和高效率的要求弧焊工作站实践教学弧焊工作站离线编程、仿真验证、应用实施。6点焊工作站实践教学点焊工作站离线编程、仿真验证、应用实施。6喷涂工作站实践教学喷涂工作站离线编程、仿真验证、
13、应用实施。6搬运机器人实践教学搬运机器人离线编程、仿真验证、应用实施。6五、学生考核与评价本课程采用多元化评价方式的综合评价体系，在评价主体上，包含教师评价，学生互评及企业专家点评形式，分别占比75%15%及10机评价内容上，采用专业技能评价、劳动素养评价和个体增值评价形式。专业技能评价依托1+X职业技能考核标准及职业技能竞赛考核标准，设计岗位技能测试表及考证测试表；劳动素养评价依据实训室管理制度，设计劳动素养评价体系，合理分配技能考评与劳动素养考评权重配比；积极探索增值评价，结合课前学情分析，对学生个体进行授课前后的数据统计。对进步较快的学生给予积极评价，并在最终课程成绩体现。评价工具上，采
14、用职教云平台系统评价、仿真实训项目系统评价等多种手段相结合,具体如下：考核内容评价形式评价工具评价占比评价主体参照标准职业技能结果评价（项目测试）1+X证书考核点测试题库企业专家视频点评30%教师企业专家工业机器人应用编程1+X考核标准过程评价（子任务测试）岗位技能测试表活页式自测单课程任务达成度统计表40%教师学生省级职业技能竞赛参考自编题库劳动素养过程评价劳动素养评价表20%教师学生劳动素养评价体系个体增值增值评价智慧职教课堂学生前后对比10%教师课前学情调查六、教学实施与保障（一）教学实施过程本课程以学生发展为本，遵循国家高等职业学校专业教学标准，融入工业机器人应用领域最新技术，深化教学
15、改革。本课程共72学时，每个子任务都以实际案例任务驱动为主线、以功能模块实现为着力点，穿插使用问题引导、仿真演示等教学方法，为学生提供微课、视频、活页式教材等学习材料，助力开展小组协作及自主探究式学习。本课程实训环节采用分组小班教学方式，划分两个大组，每个大组划分4个小组，确保学生实训效果。在机器人实训室用仿真软件RobotStUdiO模拟现场操作，可以及时发现错误并予以改正。这种以“项目为主线、教师为主导、学生为主体”的课堂教学方式进行，达成让学生“做中学、学中做”的目的。（二）实施保障1、课程教学资源（1）教材十三五规划教材工业机器人离线编程与仿真；校本活页教材（2）数字化资源在线课程、动
16、画资源、校企合作案例库、赛证资源、微课资源、虚拟仿真实训项目资源（3）设施设备专业教室：专业教室一般配备黑（白）板、多媒体计算机、投影设备、音响设备、互联网接入或WiFi环境，并实施网络安全防护措施：安装应急照明装置并保持良好状态,符合紧急疏散要求，标志明显，保持逃生通道畅通无阻。智慧教室：配备青鹿智慧教室综合管理平台，3台教师交互式智能平板及24台学生交互式学习屏，音响设备，互联网接入或WiFi环境，并具有网络安全防护措施。安装应急照明装置并保持良好状态，符合紧急疏散要求、标志明显、保持逃生通道畅通无阻。工业机器人实训室：配置工业机器人综合实训设备4台套，1台教师交互式一体机，WlFl环境，
17、相关实训资料。校外实践教学基地：校级大学生校外实践基地2、教学督导机制学校形成了由校质量办、二级学院督导小组以及学生信息督导员组成的三级教学督导模式，对教学质量评价和监控进行了全覆盖，有效地保证了课程教学质量。3、师资保障校内师资要求：具有丰富的工业机器人仿真应用经验，至少熟悉一种机器人仿真软件，具有高校教师资格证，中级职称及以上。校外师资要求：具有三年以上的工业机器人应用经验，能提供丰富的工业机器人应用案例，对教学工作有耐心。七、其他说明1、本课程标准在使用过程中，要根据教学情况进行不断的完善与修订。2、任课教师可以根据教学情况，制定教学计划，设计更加详细、完善的单元教学方案。3、根据专业特
18、点并结合课程特点，开发数字化教学资源和网络课程。数字化教学资源包括案例库、课件库、素材库、试题库和虚拟仿真实训软件等。网络课程可以为MOOC.微课程或空间课程。按照“人人建设，人人共享”的原则，发动教师、学生、企业专家共建数字化资源和网络课程，并实现实时更新。附件：机电工程学院2021-2022学年第一学期授课计划2021-2022学年第一学期授课计划课程名称：工业机器人系统离线编程与仿真授课班级：20工业机器人周次课次授课日期授课环节或授课内容授课时数第1周12021年9月6日弧焊工作站系统创建；工业机器人系统设定；弧焊模块模型导入；工业机器人模型导入；2第1周22021年9月8日焊枪模型导
19、入；工作站布局2第1周32021年9月10日使用“TCP和Z,X”方法标定焊枪工具数据2第2周42021年9月13日验证焊枪工具数据2第2周52021年9月15日规划焊接工件轨迹2第2周62021年9月17日焊接目标点与路径设计2第3周72021年9月20日焊接程序编程2第3周82021年9月22日焊接工作站仿真运行与调试2第3周92021年9月24日喷涂工作站系统创建；工业机器人系统设定；喷涂模块模型导入；工业机器人模型导入；工作站布局2第4周102021年9月27日模型颜色设置；模型透明度设置2第4周112021年9月29日动态喷涂Smart组件创建2第5周122021年10月8日属性连接
20、与信号连接2第6周132021年10月11日喷涂工作站逻辑设计；Smart组件I/O信号与工业机器人I/O信号关联2第6周142021年10月13日喷涂目标点与路径设计2第6周152021年10月15日喷涂程序编程2第7周162021年10月18日喷涂工作站仿真运行与调试2第7周172021年10月20日仿真软件构建简易三维模型及相关模型库的调用2第7周182021年10月22日构建吸盘的机械装置。机械装置关节链的参数设定；编译机械装置姿态，设定机械装置活动范围2第8周192021年10月25日构建吸盘的smart组件；完成smart吸盘的信号控制2第8周202021年10月27日构建夹爪的smart组件；完成smart夹爪的信号控制2第8周212021年10月29日调用传送带库模型；构建传送带的smart组件2第9周222021年11月1日构建变位机机械装置；构建变位机的Smart组件；变位机姿态设定以及机械装置编译2第9周232021年11月3日创建搬运机器人的路径；编辑搬运机器人的运动程序2第9周242021年11月5日完成单层仓储码垛编程；构建完整的工作站逻辑2第10周整周教学工作站离线编程、仿真验证、应用实施24
