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1、工业机器人离线编程与仿真课程标准课程代码：JD3493课程名称：工业机器人离线编程与仿真适用专业：工业机器人技术专业教学模式：“教、学、做”一体化教学计划学时：48学时一、课程性质与任务（一）课程性质工业机器人离线编程与仿真是工业机器人技术专业设置的一门专门必修课，是学生具备了工业机器人技术基础、工业机器人现场编程与调试等基础知识后开设的课程。课程具有很强的实践性，对于培养学生的实践能力、创新能力、分析和解决问题的能力都起到十分重要的作用。（二）课程任务通过对本课程的学习，使学生对工业机器人离线编程与仿真有一个初步的正确的认识,学会用RobotStudio软件进行工作站的布局，在RobotSt
2、udio中的建模功能，机器人离线轨迹编程，SMART组件的应用，带导轨和变位机的机器人系统创建。熟悉并会使用测量工具，会加载机器人的工具；熟悉创建机械装置，建立工业机器人坐标系；熟悉编辑机器人的运动轨迹程序的方法；仿真运行机器人及录制视频。能够熟练在RobotStudio操作系统环境中设计和调试Rapid程序；掌握仿真系统设计的基本方法和用仿真系统解决实际问题的基本步骤，训练学生的逻辑思维能力，培养其严谨的思维方式和良好的设计风格，为进一步学习机器人系统集成课程打下良好的基础。二、学科核心素养与课程目标（一）学科核心素养1 .知识能力通过对工业机器人离线编程与仿真课程的学习，能够使学生更好的利
3、用仿真软件完成对工业机器人的认识、操控与系统集成训练，利用仿真软件能够最大程度的节约在有限条件下开展更多的系统设计与调试。运用仿真软件完成工业机器人系统的设计、编程、调试，可以让人突破资源与空间的约束、实现线上多人协助、多人合作，是学生适应社会发展的核心素养。2 .工程思维运用仿真软件进行工业机器人工作站的仿真设计，工作站是以一台或多台机器人为主,配以相应的周边设备，如变位机、输送机、工装夹具等，或借助人工的辅助操作完成相对独立的一体化作业。在仿真环境下完成工作站的布局、系统的创建、组件的设计、程序的编写、工作站的调试、机器人系统的集成等工程项目的训练，从而锻炼工程思维能力，是学生未来可持续发
4、展的核心素养。3 .职业素养职业学生培养以就业为主，工业机器人技术专业的就业环境与发展尤其注重规范与安全意识，通过课程的学习，注重培养学生的严谨认真、精益求精的工匠精神，吃苦耐劳、兢兢业业的劳模精神，执着专注、锐意进取的创新精神。这些均是职业素养的体现，是伴随学生职业生涯成长的关键因素，是学生职业发展的核心素养。（二）课程目标通过对本课程的学习，使学生对工业机器人离线编程与仿真有一个初步的正确的认识,学会用ROBOTSTUDIO软件进行工作站的布局，在ROBOTSTUDIO中的建模功能，机器人离线轨迹编程，SMART组件的应用，带导轨和变位机的机器人系统创建。掌握仿真系统设计的基本方法和用仿真
5、系统解决实际问题的基本步骤，训练学生的逻辑思维能力，培养其严谨的思维方式和良好的设计风格。为进一步学习机器人系统集成课程打下良好的基础。1、知识目标（1）掌握ROBoTSTUDlO的基本操作技术，了解接什么是机器人仿真技术；（2）正确使用，安装，选择不同的软件版本和操作系统的基本组成；（3）学会建立工业机器人系统，建模及导入几何体/摆放工作站；（4）掌握测量工具的使用和加载机器人的工具；（5）创建机械装置，建立工业机器人坐标系；（6）编辑机器人的运动轨迹程序；仿真运行机器人及录制视频；（7）掌握SMART组件的应用；（8）典型工业机器人系统仿真设计；2、能力目标（1）能够熟练在ROBOTSTU
6、DIO操作系统环境中设计和调试RAPID程序；（2）能够在工作设计过程中熟练使用各种捕捉工具，创建本地原点，建立工作站的坐标系，根据末端操作器的特征灵活设计TCP工具中心。掌握两种以上的轨迹创建和编辑方法。（3）能初步理解和领悟码垛工作站的设计流程，激光切割工作站的工作过程；（4）能用ROBoTSTUDlo设计单台机器人工作站布局，解决实际应用中会出现的干涉和可达性的测试，能使用SMART组建设计仿真动画效果。3、素质目标（1）培养学生认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风；（2）培养学生的自主学习意识和自学能力；（3）培养学生的创新意识与创造能力；（4）培养学生的团结、合作精神；（5）加强现
7、场语言表达沟通能力；（6）具备责任心与职业道德。（7）具有严谨和周密细致的思维能力。4、情感目标（1）通过对本课程的学习，培养学生设计机器人工作站的思想、独立思考、自主选择的习惯。通过仿真学习过程，帮助学生体验学习活动中的成功与快乐。激发学生的学习兴趣；（2）明确仿真软在我们工作职业生涯中重要地位，开阔思路，勇于创新，感悟众多领域和社会生活中的广泛应用，进一步认识它对提高人民生活水平的重要作用，进而激发对所学课程与专业的热爱，并对自己和国家的未来充满信心；（3）培养学生树立崇尚科学精神，坚定求真、求实和创新的科学态度，形成科学的人生观、世界观。三、课程结构（一）课程模块工业机器人离线编程与仿真
8、课程由基础模块和拓展模块两部分构成。基础模块是必修内容，是工业机器人技术专业学生掌握仿真软件进行工作站的布局、进行离线轨迹编程的基础。内容包括认识、安装工业机器人仿真软件、构建基本仿真工业机器人工作站、仿真软件建模功能的使用、Smart组件的应用、离线轨迹编程、带导轨和变位机的机器人系统创建。拓展模块是选修内容，是在掌握基本的工业机器人仿真编程能力的基础上开设的实践性较强的综合性项目，内容包括码垛工作站仿真设计、激光切割工作站仿真设计、RobotStudio的在线功能等内容。（二）学时安排基础模块建议学时为48学时，拓展模块建议学时为36学时。序号模块项目建议学时1基础模块认识、安装工业机器人
9、仿真软件42构建基本仿真工业机器人工作站83RobotStudio中的建模功能104机器人离线轨迹编程85Smart组件的应用106带导轨和变位机的机器人系统创建与应用8合计481拓展模块码垛工作站仿真设计122激光切割工作站仿真设计123RobotStudio的在线功能12合计36四、课程内容（一）基础模块项目1认识、安装工业机器人仿真软件【教学目标】1 .了解什么是工业机器人仿真技术；2 .掌握安装RobotStudio及授权；3 .熟悉RobotStudio软件界面。【重点难点】1 .RObOtStUdio软件的安装；2 .认识RobotStudio软件的界面及基本功能。【教学内容】1
10、.仿真技术介绍；2 .Robotstudlo所具备的功能；3 .下载和安装RObOtStUdi0；4 .RobOtStUdiO软件介绍。【教学方法与设计】1 .本章主要采用哪些教学方法？通过实际工程案例的讲解来引导知识点的学习和应用。通过讲授和多媒体教学的方式,并结合板书进行教学，在讲解过程中注重与学生互动。2 .如何组织教学？运用哪些教学手段？在课堂中针对重难点内容不仅要通过多媒体展示，还要进行关键词组的板书。在对知识点剖析的过程中注意列举实例，播放实物图片。3 目2构建基本仿真工业机器人工作站【教学目标】1 .认识工业机器人工作站；2 .掌握工作站创建方法；3 .掌握机器人手动操作及轨迹编
11、程。【重点难点】1 .建立工业机器人系统；2 .创建工件坐标系。【教学内容】1 .布局工业机器人基本工作站；2 .建立工业机器人系统与手动操作；3 .创建工业机器人工件坐标与轨迹编程；4 .仿真运行机器人及录制视频；5 .保存工作站和工作站的打包解包。【教学方法与设计】1 .本章主要采用哪些教学方法？通过实际工程案例的讲解来引导知识点的学习和应用。通过讲授和多媒体教学的方式,并结合小组讨论，通过任务驱动学习的方式。2 .如何组织教学？运用哪些教学手段？在课堂中针对重难点内容不仅要通过多媒体展示，还要进行关键词组的板书。在对知识点剖析的过程中注意列举实例，应用视频，技术案例应用介绍。项目3Rob
12、otStudio中的建模功能【教学目标】1 .认知模型的种类以及创建和导入的方式；2 .掌握测量工具的使用；3 .掌握建模功能的使用；4 .掌握机器人用机械装置及工具。【重点难点】1 .创建机械装置；2 .创建机器人用工具；【教学内容】1 .建模功能的使用；2 .测量工具的使用；3 .创建机械装置；4 .创建机器人用工具。【教学方法与设计】1 .本章主要采用哪些教学方法？通过实际工程案例的讲解来引导知识点的学习和应用。通过讲授和多媒体教学的方式,并结合小组讨论，通过任务驱动学习的方式。2 .如何组织教学？运用哪些教学手段？在课堂中针对重难点内容不仅要通过多媒体展示，还要进行关键词组的板书。在对
13、知识点剖析的过程中注意列举实例，应用视频，技术案例应用介绍。3 目4机器人离线轨迹编程【教学目标】1 .掌握用示教指令的方法创建机器人路径；2 .掌握仿真运行机器人轨迹的方法；3 .掌握机器人自动生成曲线路径的方法；4 .掌握调整目标点姿态的方法。【重点难点】1 .目标点姿态调整；2 .创建机器人离线轨迹曲线。【教学内容】1 .创建机器人离线轨迹曲线及路径；2 .机器人目标点调整及轴配置参数；3 .机器人离线轨迹编程辅助工具教学目的和要求；4 .仿真运行机器人及录制视频；5 .模拟碰撞检测的设定。【教学方法与设计】1 .本章主要采用哪些教学方法？通过实际工程案例的讲解来引导知识点的学习和应用。
14、通过讲授和多媒体教学的方式,并结合小组讨论，通过任务驱动学习的方式。2 .如何组织教学？运用哪些教学手段？在课堂中针对重难点内容不仅要通过多媒体展示，还要进行关键词组的板书。在对知识点剖析的过程中注意列举实例，应用视频，技术案例应用介绍。3 目5Smart组件的应用【教学目标】1 .理解Smart组件的功能和使用方法；2 .掌握不同工况下需要如何选择Smart组件；3 .掌握Smart组件信号连接；4 .掌握Smart组件的仿真运行。【重点难点】1. Smart组件的应用；2. Smart组件信号连接。【教学内容】1 .用Smart组件创建动态输送链；2 .用Smart组件创建动态夹具；3 .
15、工作站逻辑设定；4 .Smart组件子组件概览。【教学方法与设计】1 .本章主要采用哪些教学方法？通过实际工程案例的讲解来引导知识点的学习和应用。通过讲授和多媒体教学的方式,并结合小组讨论，通过任务驱动学习的方式。2 .如何组织教学？运用哪些教学手段？在课堂中针对重难点内容不仅要通过多媒体展示，还要进行关键词组的板书。在对知识点剖析的过程中注意列举实例，应用视频，技术案例应用介绍。项目6带导轨和变位机的机器人系统创建与应用【教学目标】1 .掌握带导轨的机器人系统创建方法；2 .掌握带变位机的机器人系统创建方法；3 .掌握在带导轨或变位机的机器人系统中创建机器人路径的方法。【重点难点】1 .创建
16、带导轨的机器人系统；2 .创建带变位机的机器人系统；3 .在系统中创建路径并仿真。【教学内容】1 .创建带导轨的机器人系统；2 .创建带变位机的机器人系统。【教学方法与设计】1 .本章主要采用哪些教学方法？通过实际工程案例的讲解来引导知识点的学习和应用。通过讲授和多媒体教学的方式,并结合板书进行教学，在讲解过程中注重与学生互动。2 .如何组织教学？运用哪些教学手段？在课堂中针对重难点内容不仅要通过多媒体展示，还要进行关键词组的板书。在对知识点剖析的过程中注意列举实例，应用视频，技术案例应用介绍。（二）拓展模块项目1码垛工作站仿真设计【教学目标】1 .学习码垛机器人工作站布局特点；2 .学习码垛
17、机器人工作站工作流程；3 .学习工作站Smart组建设计和建立；4 .学习工作站工作逻辑连接和编程；5 .学习工作站仿真调试。【重点难点】1 .工作站工艺流程分析；2 .创建工作站和Smart组件；3 .仿真调试。【教学内容】1 .工作站的布局工艺流程说明；2 .SInart组件设计分析；3 .程序结构分析；4 .创建码垛工作站的Smart组件设计。【教学方法与设计】1 .本章主要采用哪些教学方法？通过实际工程案例的讲解来引导知识点的学习和应用。通过讲授和多媒体教学的方式,并且讲练结合，加深学习印象。2 .如何组织教学？运用哪些教学手段？在课堂中针对重难点内容不仅要通过多媒体展示，还要进行关键
18、词组的板书。在对知识点剖析的过程中注意列举实例，应用视频，技术案例应用介绍。项目2激光切割工作站仿真设计【教学目标】1 .掌握激光切割机器人工作站布局特点；2 .了解工作站各部件功能用途；3 .掌握工作站Smart组建设计和建立；4 .掌握工作站工作逻辑连接和编程；5 .掌握工作站的仿真调试。【重点难点】1 .认识工作站各部件；2 .创建工作站和Smart组件；3 .仿真调试。【教学内容】1 .LAYOUT布局相对关系。2 .LAYOUT布局部件功能。3 .精确按LAYOUT说明布局工作站。4 .仿真动画。5 .程序解读。6 .IO仿真设定调试。【教学方法与设计】1 .本章主要采用哪些教学方法
19、？通过实际工程案例的讲解来引导知识点的学习和应用。通过讲授和多媒体教学的方式,以学生做为主，老师负责答疑的方式，复习巩固前面的基础知识。2 .如何组织教学？运用哪些教学手段？学生做为主，老师负责答疑，可以小组讨论，以任务驱动的方式提高学习效果。项目3RobotStudio的在线功能【教学目标】1 .掌握使用RObOtStUdiO与机器人连接的方法。2 .掌握使用RobotStUdiO在线编辑程序、备份恢复、编辑IO信号、传送文件、用户管理和安装系统的操作。【重点难点】1 .使用RobotStUdiO连接并在线控制机器人。2 .使用RObotStUeiiO在线编辑程序、备份恢复、编辑IO信号、传
20、送文件、用户管理和安装系统的操作。【教学内容】1 .使用RobotStuclio与机器人进行连接的操作；2 .使用RobotStudlo在线备份与恢复的操作；3 .使用RobotStudio在线进行RAPID程序编辑的操作;4 .使用RobotStudio在线编辑I/O信号的操作;5 .使用RobotStudio在线进行文件传送的操作;6 .使用RobotStudio在线监控机器人及示教器动作状态;7 .使用RobotStudio进行用户权限的管理；8 .使用RobotStudio进行机器人系统的创建与安装。【教学方法与设计】1 .本章主要采用哪些教学方法？通过实际工程案例的讲解来引导知识点的
21、学习和应用。通过讲授和多媒体教学的方式,并结合板书进行教学，在讲解过程中注重与学生互动。2 .如何组织教学？运用哪些教学手段？在课堂中针对重难点内容不仅要通过多媒体展示，还要进行关键词组的板书。在对知识点剖析的过程中注意列举实例，应用视频，技术案例应用介绍。五、学业质量（一）学业质量内涵学业质量是学生在完成本课程学习后的学业成就表现。高等职业教育专科学生学业质量标准是以本课程学科核心素养内涵及具体表现为主要维度（见表1）,结合课程内容，对学生学业成就表现的总体刻画。表1工业机器人离线编程与仿真学科核心素养及表现核心素养内涵具体表现知识能力熟练使用机器人仿真软件进行机器人工作站的布局、机器人系统
22、的构建、机器人运动轨迹的编程、工作站仿真动作的设计、机器人系统的编程与调试，可以对现实生产制造过程中的应用进行模拟，直观的展示工艺过程、工艺节拍以发现问题、优化产品设计、缩短开发周期并降低成本等。理解仿真软件的作用；掌握仿真软件中建模功能的使用；具备离线编程的能力；能够设计工作站仿真动作模拟；能够进行工作站的仿真编程调试。工程思维机器人工作站以一台或多台机器人为主，配以相应的周边设备，借助人工的辅助操作完能运用仿真软件独立完成机器人工作站的布局、组建，成相对独立的一体化系统作业。涉及整个工作站的布局、系统的创建、组件的设计、程序的编写、工作站的调试、机器人系统的集成等项目的工程思维。编程与调试
23、等，直观展现工艺过程。职业素养注重培养学生的规范意识、安全意识，以及严谨认真、精益求精的工匠精神，吃苦耐劳、兢兢业业的劳模精神，执着专注、锐意进取的创新精神。机器人操作符合6S标准要求；操作机器人应着工装、戴安全帽；开关机流程要规范；示教机器人目标点要严谨认真、精益求精；编程调试要大胆创新。（二）学业质量水平高等职业教育专科工业机器人离线编程与仿真课程学业质量水平分为两级，每级水平主要表现为学生整合学科核心素养，运用仿真软件，完成不同复杂程度的机器人工作站系统的仿真设计。水平一：掌握基础模块的基本知识和基本技能，对RObOtStUdiO仿真软件有一定的认识，能够利用仿真软件完成机器人工作站布局
24、、机器人系统创建、工作站仿真动画设计、完成一般工作站仿真编程调试任务。水平二：在水平一的基础上，进一步掌握拓展模块的知识技能，能运用RobotStUdiO仿真软件，完成较复杂工作站的仿真系统设计，为本专业的学习奠定基础，为专业技能的提升提供保障。六、课程实施（一）教学要求1 .建议理论学时和上机学时的比例设置为1：1,让学生有更多的时间练习操作性的知识。通过实验指导给出详细的操作步骤，锻炼学生的动手操作能力和自学能力。2 .采用“任务导向设计”的教学方法。在课程教学中融入案例教学法、讨论教学法、发现式教学法、专题式教学法等多种教学方法的方法组合。适时选用提问、讨论等生动多样的形式，设置教学情境
25、，营造师生互动、生生互动的学习氛围，提仿真技术课教学的吸引力、感染力。3 .考核方式突出“四个注重”。考核内容“注重”能力，考核形式“注重”多样化，考核评价“注重”过程，考核机制“注重”多种奖励。注重过程考核，坚持全面评价，强调知行统一，对学生掌握知识起到积极作用。（二）学业水平评价评价教学方法要以实现课程标准规定的教学目标为依据，好的教学方法应有助于学习对教学内容的理解，并能激发学生的学习热情，提高自己的操作动手能力。鼓励有所创新并取得实效的教学方法。具体评价标准：（1）期末考试成绩=笔试成绩（40%）+上机考试成绩（60%）（2）实操考试成绩二平时成绩（每次上机成绩）40%+期末上机考试成
26、绩20%（三）教材编写要求1 .课程教学材料以自主开发的教学文本为主体，其他教材作辅助。2 .本教材的开发按照真实任务情境编写。利用真实任务案例中包含的技术应用点，让学生在仿真设计过程中学习基础概念，专用术语，设计流程和操作方法。从调试项目中去发现问题和解决问题。例题不要求高深，不要求长篇重复。力求能覆盖知识点并简单而明了。3 .本专业教材文本包括课程学习任务案例和课程练习两大部分。（四）课程资源开发与学习环境创设通过向学生提供课余免费的上机时间，布置实用性强的上机练习内容或课外实验大作业，进一步提高学生使用仿真软件的技能，锻炼学生独立思考能力以及通过网络获取知识和整合知识的能力。为增加学生得
27、兴趣将整本书中的内容分成入八个独立项目进行组织教学。（五）教师团队建设教师团队中的每位成员应熟悉高职教育理念，了解高职教育对象，具有较强的教育教学能力和实践操作能力。熟悉工业机器人的操作和使用，能熟练进行工业机器人的课程授课，能把握教育教学中的技巧及方法。（六）对学校实施本课程的要求学校要为工业机器人离线编程与仿真课程的教学提供必要的设备设施，保障基本教学条件，满足本课程标准的实施要求，支持教师开展理实一体的一体化教学。学校应结合工业机器人产业发展和专业教学的需要，立足学生实际，精选拓展模块内容，打造工业机器人离线编程与仿真精品课程。为培养高水平、高素质技术技能人才提供保障。附录教学设备设施配备要求项目技术参数与要求数量学生用计算机配置满足安装主流教学软件要求支持网络同传和硬件保护可选配多媒体教学支持系统每工位1台教师用计算机配置优于学生用计算机配置1台教师投影显示设备投影机或电子白板教学一体机1台软件配置课堂管理软件、常用办公软件、互联网应用软件、工业机器人仿真软件根据教学需要选用网络连接网络交换机
