绪章绪论

本章主要是机器人及应用导论，从课程设计、条件资源、教学评价和学习方法四个方面简要介绍课程及学习方法，课程团队教学目标制定原则，教学内容融合 1+X 职业技能证书标准和技能大赛赛点，知识技能有机结合工匠精神、民族自信、职业素养等内容的思政地图。通过本章节学习，让学习者了解工业机器人技术的在装备制造业智能化、数字化转型中的重要地位和作用，增强职业认同感和荣誉感，掌握本课程的学习方法。

●0.1课程指南

课程指南

项目一走进工业机器人

本章主要是机器人及应用概述，讲述工业机器人的定义、特性、历史、发展；介绍机器人应用的技术领域、应用现状与发展趋势。通过本章节学习，让学生对机器人、对工业机器人有一个初步的认知，了解机器人的定义、特性、行业应用现状与发展趋势，学生应能够良好运用上述所学知识，形成团结协作、组织沟通的能力，形成严谨认真的学习态度，产生对本门课的学习兴趣。

●1.1认知机器人的定义与特性

通过本节课的讲解，使同学们了解机器人名词的由来、工业机器人的定义、机器人的特性和机器人学三原则等相关知识。

●1.2认知机器人的发展历史

通过本节课的讲解，使同学们了解从古到今国内外机器人的发展历史、工业机器人发展的三个阶段等相关知识。

●1.3认知机器人的现状与发展趋势

通过本节课的讲解，使同学们了解世界工业机器人的发展现状和格局、我国工业机器人的发展历程和应用现状，并对工业机器人发展趋势进行展望。

项目二认知工业机器人

本章主要认知机器人的分类、组成原理、基本术语、图形符号和技术参数。讲述机器人按不同方式分类的机器人及其特点；机器人系统的三大部分、六个子系统介绍；机器人常用基本术语的定义和图形符号和结构简图；最后介绍了机器人的主要技术参数和参数的区别。通过本章节学习，学生应熟知分类和特点、系统组成、工业机器人图形表示和技术参数的作用，对机器人有一个基本认识，为学习后续章节打下基础。

●2.1认知机器人的分类

通过本节课的讲解，使学生认识按机器人的分类方式，熟悉按应用领域分类、驱动方式分类、智能方式分类、控制方式分类、坐标类型分类划分的各类机器人的应用和特点。

●2.2认知工业机器人的组成原理

通过本节课的讲解，使同学们认知机器人系统由三大部分六个子系统组成，熟悉工业机器人基本工作原理。

●2.3认知机器人基本术语和图形符号

通过本节课的讲解，使同学们认识关节、连杆、刚度等基本术语，了解机器人运动副的图形符号、基本运动的图形符号、运动机能的图形符号、运动机构的图形符号和机器人的机构简图和运动原理图。

●2.4认知机器人的技术参数

通过本节课的讲解，使同学们了解自由度、工作空间、工作速度、工作载荷、定位精度、重复定位精度、承载能力、分辨率等主要技术参数。

项目三拆装工业机器人机械结构

本章主要介绍工业机器人的机械结构。讲解工业机器人的机身机构、工业机器人的臂部机构、工业机器人的腕部机构、工业机器人的手部机构、工业机器人的行走机构。通过本章节学习，学生应熟知工业机器人机械结构组成的基本知识；学生应能够良好运用上述所学知识辨识、对比、选用工业机器人的机械机构系统，养成严谨求实的专业素养。

●3.1探索工业机器人的机身机构

通过本节课的讲解，使同学们了解工业机器人的机械结构组成，学习常用机器人的机身机构。

●3.2探索工业机器人的臂部机构

通过本节课的讲解，使同学们了解工业机器人的臂部机构的作用和定义，学习手臂的垂直移动、径向移动、回转运动，以及手臂的结构和臂部的配置形式。

●3.3探索工业机器人的腕部机构

通过本节课的讲解，使同学们了解腕部机构的定义和作用，了解机器人腕部的回转、俯仰和侧摆三种转动方式，为同学们展示机器人的单自由度、二自由度、三自由度腕部，并通过动画了解机器人柔顺腕部的工作原理。

●3.4探索工业机器人的手部机构

通过本节课的讲解，使同学们了解机器人的手部的定义、特点，机器人手部按不同原则的分类。 了解机器人的夹持类手部的分类、组成、指端的形状、指面型式、手指的材料以及传动机构等相关知识，通过动画展示夹持类手部、钩托式手部和弹簧式手部的结构和原理。 了解机器人的吸附式手部的分类、特点，了解气吸式和磁吸式手部组成、特点、分类和工作原理。

●3.5探索工业机器人的行走机构

通过本节课的讲解，使同学们了解车轮式行走机构中车轮的形式，车轮的配置，和越障轮式机构。 了解履带式行走机构的组成与形状，履带式行走机构的特点，履带式行走机构的变形等知识。 了解足式行走机构的特点、足的数目、足的配置等知识，通过视频展示足式行走机构的动态和静态稳定性，两足步行式机器人和多足步行式机器人的运动。

●3.6工业机器人机械结构虚拟仿真拆装实训训

通过本节课的讲解，向同学们展示实训目的，拆卸工具、拆卸原则及注意事项，工业机器人机械结构拆卸流程。 向同学们展示实训目的，拆卸工具、拆卸原则及注意事项，工业机器人机械结构安装流程。

项目四拆装工业机器人驱动系统

本章主要介绍工业机器人的驱动系统。工业机器人的驱动系统是驱使执行机构运动的装置，它将电能或流体能等转换成机械能。它是用来使机器人运动的动力机构。通过学习本章内容，大家可以对工业机器人的驱动系统有深刻的认识和理解，为学习后续章节打下基础。

●4.1探索机器人驱动系统

本节主要对工业机器人驱动系统中的驱动方式和驱动元件做了详细的讲解。其中驱动方式分为直接驱动和间接驱动；按照利用的能源来分，驱动元件主要分为电动执行装置、液压执行装置和气压执行装置。 对工业机器人的传动机构做了详细的讲解。主要包括滚珠丝杠、齿轮齿条以及谐波传动。 主要包括带传动、链传动、杆、连杆与凸轮传动等。另外还进行了制动器的讲解

●4.2探索电力驱动系统及其特性

本节主要对工业机器人的电气驱动系统及其特性做了详细的讲解。主要为伺服电动机和步进电动机，其中伺服电动机又分为交流伺服电动机和直流伺服电动机。

●4.3探索液压驱动系统及其特性

本节主要对工业机器人的液压驱动及其特性做详细的讲解。主要包括五个主要部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质。

●4.4探索气压驱动系统及其特性

本节主要对工业机器人的气动驱动系统及其特性做了详细的讲解。主要包括气源装置、气动控制元件。包括气动执行元件。

●4.5探索工业机器人RV减速器拆装实训

本节介绍工业机器人RV减速器拆装实训过程

项目五给机器人装上五官

本章主要介绍工业机器人各类传感器的定义、组成、原理、应用领域及分类。包括机器人内部传感器和外部传感器。通过学习本章内容，大家可以对机器人传感器在工作站中的作用有深刻的认识和理解，为学习后续章节打下基础。

●5.1机器人传感器应用

本节主要对工业机器人的内部传感器进行概述

●5.2机器人内部传感器应用

本节主要对工业机器人的内部传感器中的规定位置、规定角度的检测做了详细的讲解。主要包括微动开关和光电开关。 主要为电位器式传感器。 主要包括旋转变压器、增量式光电编码器及绝对式光电编码器。 对工业机器人的内部传感器中的速度传感器。主要包括直流测速发电机及交流测速发电机。

●5.3机器人的外部传感器应用

本节主要对工业机器人的几种外部传感器的组成结构、工作原理、应用场景做了详细的讲解。主要包括接触觉传感器、接近觉传感器、距离传感器等。

●5.4机器人视觉系统应用

本节主要讲解工业机器人视觉系统的工作原理、组成结构、实现方法、硬件装置。对常用的视觉元件做了对比分析，对视觉系统的特点做了简要介绍。

项目六探索工业机器人控制系统

本章主要介绍工业机器人的控制系统。讲述控制系统的功能、结构、特点；控制系统的三层结构，不同品牌机器人控制系统的简要介绍；典型的工业机器人的控制方式、特点和应用场景；点控制和连续轨迹控制的对比，速度控制和力控制的应用场景；最后介绍了工业机器人常用的通新接口，如接口形式、特点、常用技术参数，工业机器人的人机交互形式，示教器的使用方法，常用通信线缆和传输接口的形式和特点，工业机器人安全防护的主要形式和措施。通过本章节学习，学生应熟知工业机器人控制系统的基本知识；能分析、使用简单的机器人控制系统；养成严谨求实的专业素质，为学习后续章节打下基础。

●6.1探索机器人控制系统的结构和功能

通过本节课的讲解，使同学们了解工业机器人控制系统的功能、结构、特点，ABB、KUKA等常见工业机器人的控制系统简要的分析对比。

●6.2应用工业机器人控制方式

通过本节课的讲解，使同学们了解工业机器人的三种常见的控制方式：位置控制、速度控制、力控制做详细的讲解和对比分析。重点讲解其特点及应用场景。

●6.3探索工业机器人通信和安全防护

通过本节课的讲解，使同学们了解工业机器人的通信方式，不同的通信方式的对比分析；以及人机交互设备、安全防护设备和技术要求。

项目七工业机器人典型应用编程与调试

本章主要学习工业机器人编程方法、编程语言介绍以及ABB工业机器人编程案例。主要讲述常用的编程方法、特点和常用软件；编程语言类型、系统状态、功能及ABB机器人基本编程指令；ABB工业机器人的切割、搬运、码垛和装配任务的实现。通过本章节学习，学生能够学会机器人编程方法及运用编程方法实现ABB工业机器人的编程、调试和运行。

●7.1工业机器人编程应用

通过本节课程的讲解，使同学们了解三种编程方式（在线示教编程、离线编程和自主编程）及特点，知晓常用的编程软件。

●7.2工业机器人的编程语言应用

通过本节课程的讲解，使同学们了解工业机器编程语言的类型、操作状态、功能以及常用的编程语言，认知ABB机器人基本编程语言中的数据类型、基本运动指令、功能函数，学会简单的编程方法。

●7.3切割机器人应用

通过本节案例任务的讲解，使同学们学会两种轨迹编程方法：边示教点位边编程和先编程后示教两个方法，会运用基本运动指令编程和控制IO指令，建立例行程序，编写程序及调试运行。

●7.4搬运机器人应用

通过本节案例任务的讲解，使同学们学会使用流程控制For、Test指令，waitDI等待信号指令的使用 ；会运用常用程序数据的声明的方法声明常量和变量，学会能够按路径规划编写工业机器人搬运程序，并在程序数据中示教点位后实现整体调试和运行。

●7.5码垛机器人应用

通过本节案例任务的讲解，使同学们学会通过流程图表述程序运行过程，并依照流程图编写程序，使用点位计算方法减少示教点位数量，减少示教工作量，能够运用取余指令MOD和取整功能函数TRUNC做计算处理。

●7.6装配机器人应用

通过本节案例任务的讲解，使同学们学会将复杂项目进行模块化分割，能够根据任务划分各模块功能、编写对应模块的例行程序，并在主程序中调用例行程序完成整体任务的功能。