《工业机器人现场编程》职业培训典型项目建设方案.docx

《工业机器人现场编程》职业培训典型项目建设方案
《工业机器人现场编程》是工业机器人技术专业核心课程，主要针对工业机器人现场 应用编程和相关工作站设备维护技术员所从事的工•业机器人手动操纵、机器人轨迹编程、 机器人程序设计、工作站程序设计、机器人程序调试等典型工作任务分析后，归纳总结出 来其所需求的工业机器人操纵、编程、调试、运维等能力要求而设置的课程。
课程有助于培养具有较高素养的工业机器人现场操纵编程技术员，让他们熟知常见工 业机器人品牌的手动操纵，能熟练使用工业机器人示教器进行机器人轨迹、逻辑程序设 计，能熟练对以工业机器人为核心的工作站系统程序调试与维护，能熟练运用气动技术、 电气控制技术、传感器技术等进行机器人工作站系统编程与调试。并培养学生具有强烈的 安全、环保、成本、产品质量、团队合作等意识。
通过课程的学习，培养学生工业机器人系统的编程与设计、系统开发的岗位职业能 力，培养分析问题、解决问题的能力，养成良好的职业道德，为成为自动化高素质技术技 能人才打下坚实的基础。
一、培训目标
1. 知识目标
（1）熟悉工业机器人的操作安全知识；
（2）熟悉工业机器人的种类和功能；
（3）掌握工业机器人的系统构成；
（4）掌握工业机器人示教器的使用；
（5）掌握工业机器人的I/O控制和通信方法；
（6）掌握工业机器人坐标系设置与创建相关知识；
（7）掌握工业机器人运动指令的编程；
（8）掌握工业机器人功能指令相关知识；
（9）掌握工业机器人逻辑程序设计及调试方法；
（10）熟悉工业机器人外围设备相关知识；
（11）熟悉工业机器人系统备份的相关知识。
（12）熟悉工业机器人常用系统参数的设置；
2. 能力目标
（1）能安全规范的操作工业机器人：
（2）能看憧工业机器人技术手册；
（3）能根据具体应用选择相应的机器人坐标系；
（4）能对工业机器人系统程序进行备份恢复；
（5）能熟练手动操作工业机器人；
（6）能熟练对工业机器人运动轨迹进行编程设计；
（7）能熟练运用工业机器人中断指令设计程序；
（8）能通过示教器对工业机器人进行编程控制；
（9）能通过示教器实现对I/O端口进行控制和调试；
（10）能熟练对工业机器人的系统常用参数进行配置；
（11）能熟练对工业机器人工作站程序进行调试与维护。
3. 素质目标
（1）具有正确的世界观、人生观、价值观，遵纪守法，诚信做人、踏实做事；
（2）具有良好的职业道德和公共道德。
（3）具有专业必需的文化基础；
（4）具有良好的文化修养和审美能力；
（5）知识面宽，学习能力强；
（6）能用得体的语言、文字和行为表达自己的意愿，具有社交能力和礼仪知识；
（7）拥有健康体魄，具有健康的心理和乐观的人生态度，能适应专业岗位对体质的要 求；
（8）具有勤于思考、勇于创新、敬业乐业、严谨务实工作作风；具有安全意、责任意 识；
（9）具有文明、友善和团队协作精神。
二、实施方案
1. 根据内容特点选择多种行动导向的教学方法，以学员为主体，激发学员的学习枳极 性和兴趣。
2. 任务驱动，让学员主动获取知识，掌握白学的方法与技能。
3. 小组合作进行训练，培养学员的团队合作精神。
4. 案例教学，通过案例引入，知识讲解，解决问题。
5. 要注重师生互动、学员互动等交往形式，有意识地培养学员学会倾听、交流、协 作、分享的合作意识和交往技能，让他们在实质性的工作和讨论中真正地交流想法，丰富 见解。
三、培训内容
根据职业岗位工业机器人电气集成工程师、工业机器人编程与维护技术员的要求，将 本课程的教学内容分解为8个教学单元。
表I课程项目结构与学时分配表
序号
课题
教学目标
教学内容
学时
备注
1
工业机器 人基本操 纵及使用 安全
① 了解工业机器人的使用安 全；
② 掌握工业机器人的分类及 功能；
① 熟悉工业机器人的安全使用环境和 安全规程；
② 工业机器人各部件的功能工业机器 人的组成结构、型号、主要参数与指
4

③ 掌握工业机器人的机械电 气、气动结构及组成；
④ 掌握工业机器人示教器的 基本操纵；
⑤ 掌握工业机器人的三种运 动模型的手动操纵。
标、应用对象
③ 控制柜常规型号与组成、控制器的 组成功能，和机器人本体的连接；
④ 示教器操作界面的认识、各功能键 的作用和使用方式；
⑤ 规范启动动工业机器人，能熟练进 行手动操作。

2
工业机器 人的参数 配置及系 统管理
① 掌握工业机器人示教器系 统参数设定；
② 掌握示教器备份与加载方 法与步骤；
③ 掌握示教器程序模块的备 份与加载应用；
④ 掌握工业机器人I/O端口 的加载和查询测试；
① 通过查阅技术手册对机器人参数进 行设定，熟练对程序的相关操作。
② 熟悉工业机器人的主要系统参数， 及参数设定的方式；
③ 备份与加载的设备，备份与加载步 :‘状
④ 在搬运机器人系统中，备份程序， 实施加载；
⑤ 工业机器人I/O端口加载和测试。
4

3
工业机器 人的坐标 系设置
① 了解工业机器人工件坐标 系、工具坐标系、基坐标系、 大地坐标等概念及原理；
② 掌握工件坐标系的创建、 参数配置和标定；
③ 掌握工具坐标系的创建、 参数配置和标定；
④ 掌握有效载荷参数的创 建、参数配胃.和标定；
① 创建工件坐标系、配置其参数；
② 创建工具坐标系、配置其参数；
③ 创建有效载荷参数、配置其参数：
④ 验证工件坐标系的方向、精度方法;
⑤ 验证工具坐标系的方向、精度方法;
⑥ 验证有效载荷参数的精度方法；
⑦ 工件、工具坐标系的替换应用；
8

4
工业机器 人的焊接 轨迹程序 设计
① 掌握程序模块的应用；
② 掌握例行程序的应用；
③ 掌握线性运动、关节运动、 圆弧运动、绝对位置运动等 运动模式的路径规划和程序 设计。
④ 掌握程序运行调试方法。
① 程序模块的创建和功能分析；
② 例行程序的创建和功能分析；
③ 矩形平面焊接轨迹的程序设计；
④ 圆形平面焊接轨迹的程序设计；
⑤ 其他形状的平面焊接焊机程序设 计：
⑥ 斜面焊接轨迹的程序设计；
⑦ 程序的查错、调试和运行；
12

5
工业机器 人的逻辑 功能程序 设计
① 了解程序逻辑设计思路；
② 掌握条件判断功能；
③ 掌握循环功能的功法；
④ 掌握WHILE循环用法：
⑤ 掌握程序间调用方法；
⑥ 掌握计时功能的用法；
⑦ 掌握循环嵌套功能用；
⑧ 掌握赋值功能的用法；
⑨ 掌握计算功能的用法；
① 程序逻辑设计思路；
② IF条件判断功能；
③ FOR循环功能的功法；
④ WHILE循环用法：
⑤ PROCALL程序间调用方法；
⑥ WailTime计时功能的用法；
⑦ FOR循环嵌套功能用；
⑧ 赋值：=功能的用法：
⑨ 加减乘除等计算功能的用法；
12

6
器站上序 机作带程 业工位料计 工人单下设
① 掌握I/O控制功能使用；
② 掌握中断程序使用；
③ 掌握传送带的控制方法：
④ 掌握气动夹具控制方法；
⑤ 掌握气动系统设备维护；
⑥ 掌握传送带的设备维护；
⑦ 掌握机器人单/双带上下料 的程序设计与调试方法；
① I/O控制气动夹具实现物料块夹取;
② 中断程序相应光电传感器信号；
③ 传送带运动模式的控制；
①气动夹具控制程序设计；
⑤ 气动系统设备的安装与检修；
⑥ 传送带的设备的安装与检修；
⑦ 单/双带上下料的程序设计与调试；
12

7
工业机器 人工作站 码垛与 CNC上下 料程序设 计
① 掌握光幕的检测原理和信 号处理方法；
② 掌握CNC气动门的自动控 制及检修维护方法；
③ 掌握CNC模拟电机的控制 方法与机器人配合；
④ 掌握工业机器人CNC上下 料程序的设计方法；
⑤ 掌握上料柴垛和下料码垛 的机器人程序设计；
⑥ 掌握程序的调试能验证；
① 光幕的检测原理和信号处理方法；
② CNC气动门自动控制及检修维护；
③ CNC模拟电机控制功能；
④ 工业机器人与I/O系统的通信；
⑤ 工业机器人CNC上下料程序设计:
⑥ CNC上料端的机器人柴垛设计；
⑦ CNC下料端的机器人码垛设计；
⑧ 整体程序的调试能验证；
⑨ CNC硬件设备的检修与维护；
12

8
多品牌工 业机器人 的程序设 计
① 掌握工业机器人操纵方法 和示教器基本使用；
② 掌握工业机器人操纵方法 和示教器基本使用；
③ 掌握工业机器人操纵方法 和示教器基本使用；
④ 掌握工业机器人常用运动 及功能指令用法；
⑤ 掌握工业机器人常用运动 及功能指令用法；
⑥ 掌握埃夫特工业机器人常 用运动
及功能指令用法；
① 每位学生任选一种其他品牌的工业 机器人进行学习；
② 该品牌机器人的结构、电气、气动 设备的基本维护；
③ 该品牌机器人的手动操纵；
④ 该品牌机器人的示教器基本操作；
⑤ 该品牌机器人的运动指令；
⑥ 该品牌机器人的功能指令；
⑦ 分析该品牌机器人与机器人的使用 差异化和相同点。
20

合计
84

四、培训教材
1. 教材选取的原则
结合各院校教学设计及实训条件，设计个性化校本教材、实训教材，以工业机器人系 统集成企业或终端应用企业的真实案例，进行重新设计，转化为教学资源，配套建设相应 教材；
2. 推荐教材
（1）吴海波、刘海龙.《工业机器人现场编程》，高等教育出版社.2019年.
（2）叶晖、管小清.《工业机器人实操与应用技巧》，机械工业出版社，2019年.
五、培训师资要求
（1）具有上位机软件技术及相关专业硕士及以上学位；
（2）至少掌握I种上位机软件开发经历；
（3）具有丰富的上位机运动控制系统设计与开发经验；
（4）建议在工业机器人系统集成等相关企业顶岗锻炼3个月以上；
（5）具有完成以上安排所有计划课时的能力。
六、学习场地、设施要求
（1）多媒体教室、实训教室、白板、黑板、相关工具、相关量具等辅助教学设备；
(2) 工业机器人实训台8套，3-5人/组；
(3) FANUC、KUKA、埃夫特工业机器人工作站4套，3-5人/组。
七、课程资源的开发与利用
积极开发和利用网络教学资源：课程标准、实训指导书、授课计划、电子教案、教学 资源库等教学文件，及多媒体教学课件、习题、案例库、试题库、网络方案、布线标准、 工具软件、精品在线开放课程等资源。
八、考核方式与考核标准表2考核方式
考核类型
考核内容
考核形式
成绩比例
过程考核
学习态度、课堂纪律、6S管 理、团队合作精神等
课堂出勤记录、课堂表现、课堂提问、平 时作业、小论文、小测验等
10%
实验操作态度、实验报告完 成、实验操作技能等
实验报告、操作过程、操作规范、试验结 果、6S管理、团队合作情况、职业素养 考核等
40%
终结性考核
理论与实践综合性考试，综合 技能、职业规范、创新能力等
期终考试、项目(作品)考核、综合答 辩、项目报告、大论文等
50%
总计
100%
表3考核评价标准
序号
考核点
考核评价标准
成绩比例(％)
1
工业机器人基本操 纵及使用安全
没有良好的团队协作扣3~5分/次，实训室6S管理未 到位扣1~5分/次，未按安全规范操作扣5~1()分/次， 不能正确使用工具扣1~3分/次，教师现场提问未能正 确回答扣3分/次，设备发生碰撞未损坏扣1〜5分/次, 设备发生碰撞且有损坏扣5〜10分/次；工业机器人线 路连接错误扣3分/次，工业机器人示教器操作错误扣 3分/次，工业机器人运动控制错误扣3分/次，实训任 务细节功能缺失或不完整扣3分/次，实训任务未能及 时完成扣5分/次。
5%
2
工业机器人的参数 配置及系统管理
没有良好的团队协作扣3~5分/次，实训室6S管理未 到位扣1-5分/次，未按安全规范操作扣5〜10分/次， 不能正确使用工具扣1~3分/次，教师现场提问未能正 确回答扣3分/次，设备发生碰撞未损坏扣1~5分/次, 设备发生碰撞且有损坏扣5~10分/次；不能正确配置 系统参数错误扣3分/次，不能备份或系统恢复扣3分 /次，实训任务细节功能缺失或不完整扣3分/次，实 训任务未能及时完成扣5分/次。
5%
3
工业机器人的坐标 系设置
没有良好的团队协作扣3~5分/次，实训室6S管理未 到位扣1~5分/次，未按安全规范操作扣5~1()分/次， 不能正确使用工具扣1~3分/次，教师现场提问未能正 确回答扣3分/次，设备发生碰撞未损坏扣1〜5分/次, 设备发生碰撞且有损坏扣5~ 10分/次；不能正确创建 工件坐标系扣10分/次，不能正确创建工具坐标系扣 1()分/次，不能正确创建有效载荷数据扣10分，坐标
10%

系精度大于2mm扣1~5分/次，实训任务细节功能缺 失或不完整扣3分/次，实训任务未能及时完成扣5分 /次。

4
工业机器人的焊接 轨迹程序设计
没有良好的团队协作扣3~5分/次，实训室6S管理未 到位扣1〜5分/次，未按安全规范操作扣5〜10分/次， 不能正确使用工具扣1~3分/次，教师现场提问未能正 确回答扣3分/次，设备发生碰撞未损坏扣1~5分/次, 设备发生碰撞且有损坏扣5~10分/次；轨迹精度大于 2mm扣1~5分/处，实训任务细节功能缺失或不完整 扣3分/次，实训任务未能及时完成扣5分/次。
10%
5
工业机器人的逻辑 功能程序设计
没有良好的团队协作扣3~5分/次，实训室6S管理未 到位扣1~5分/次，未按安全规范操作扣5~1()分/次， 不能正确使用工具扣1~3分/次，教师现场提问未能正 确回答扣3分/次，设备发生碰撞未损坏扣1〜5分/次, 设备发生碰撞旦有损坏扣5〜10分/次；程序逻辑设计 错误扣10分/处，实训任务细节功能缺失或不完整扣 3分/次，实训任务未能及时完成扣5分/次。
15%
6
工业机器人工作站 单/双带上下料程序 设计
没有良好的团队协作扣3~5分/次，实训室6S管理未 到位扣1~5分/次，未按安全规范操作扣5~1()分/次， 不能正确使用工具扣1~3分/次，教师现场提问未能正 确回答扣3分/次，设备发生碰撞未损坏扣1~5分/次, 设备发生碰撞且有损坏扣5〜10分/次；不能完整运行 扣3分/次，夹取物料失败扣3分/次，精度大于2mm 扣1~5分/处，实训任务细节功能缺失或不完整扣3分 /次，实训任务未能及时完成扣5分/次。
15%
7
工业机器人工作站 码垛与CNC上下 料程序设计
没有良好的团队协作扣3~5分/次，实训室6S管理未 到位扣1~5分/次，未按安全规范操作扣5-10分/次， 不能正确使用工具扣1~3分/次，教师现场提问未能正 确回答扣3分/次，设备发生碰撞未损坏扣1-5分/次, 设备发生碰撞且有损坏扣5~1()分/次；不能完整运行 扣3分/次，夹取物料失败扣3分/次，精度大于2mm 扣1〜5分/处，实训任务细节功能缺失或不完整扣3分 /次，实训任务未能及时完成扣5分/次。
20%
8
多品牌工业机器人 的程序设计
没有良好的团队协作扣3~5分/次，实训室6S管理 未到位扣1~5分/次，未按安全规范操作扣5~10分/ 次，不能正确使用工具扣1~3分/次，教师现场提问 未能正确回答扣3分/次，设备发生碰撞未损坏扣 1~5分/次，设备发生碰撞且有损坏扣5~10分/次； 不能正确使用程序指令扣3分/次，不能正确操作机 器人扣3分/次，实训任务细节功能缺失或不完整扣 3分/次，实训任务未能及时完成扣5分/次。
20%
合计
100%