《工业机器人编程与操作》授课教案docx

  《工业机器人编程与操作》授课教案 教学学期： 授课教师： 授课班级： 日 期：  课 题 工业4.0与中国制造 2025 课 次 1周 授课班级 学时 2 授课地点 教学目标 能力目标 知识目标 素质目标 1、分析问题、处理问题 的能力 2、信息查阅、总结能力 了解世界工业发展 2、了解中国工业现状 及目标 3、了解本门课程的内 容 了解课程的要求及 学习方法 1、培育学生的创新精神与实践能力； 2、促进学生个性发展，培育学生分析问 题与解决实际问题的能力； 3、培育学生的团队合作精神； 4、培育学生的学习能力。 教学重点 与难点 教学过程 主要教学内容 备注 10分钟 考勤、引入 讲授50分 钟 一、工业4.0下的自动生产线 讲授视频 休息 讲授 25min 三、课程内容 与第四学期自动生产线课程的关系 本课程的教学内容 SX815Q机电一体化设备的安装与调试 四、教学要求 学习方法 实训室管理 讲授 5分钟 收拾实训台、总结、考勤、打扫卫生  课 题 工业机器人与实训设备 课 次 1周 授课班级 学时 4 授课地点 教学目标 能力目标 知识目标 素质目标 1、分析问题、处理问题 的能力 2、机械安装调试能力 3、提高PLC控制管理系统设 计能力 4、提高程序设计与调试 的能力 1、了解 sx815Q 机电一 体化设备 2、了解设备工作过程 1、培育学生的创新精神与实践能力； 2、促进学生个性发展，培育学生分析问 题与解决实际问题的能力； 3、培育学生的团队合作精神； 4、培育学生的学习能力。 教学重点 与难点 教学过程 主要教学内容 备注 10分钟 考勤、引入 讲授80分 钟 引入工业机器人 SX815Q机电一体化设备 参照世界技能竞赛标准，世赛选拔赛设备 全国技能大赛机电一体化项目大赛设备 三、设备功能组成 该实训设备包含颗粒上料单元、加盖扭盖单元、检测分拣单元、机 器人单元和智能仓储单元，能够实现工业机器人的基础操作和自动化生 产线实训操作，其中机器人单元包含一个六自由度 ABB工业机器人。 整套设备实现了瓶和颗粒的自动上料、颗粒填装、瓶加盖、瓶 扭 盖、不合格品分拣、装盒、盖盖、贴签、自动入库的自动化生产 全过 程，整个生产过程能够最终靠人机界面触摸屏来监控。 该设备主要包含以下技术：机器人控制、 PLC控制技术、传感器 技术、气动技术、变频技术、伺服控制技术、步进控制技术、人 机监 控技术、网络技术等。 实训设备工作演示 四、教学任务 1、ABB工业机器人编程与控制（8周）** 2、颗粒上料单元安装与调试（3周） 3、加盖扭盖单元安装与调试（1周） 4、检测分拣单元安装与调试（1周） 5、机器人单元安装与调试（1周） 6、智能仓储单元安装与调试（1周） 7、整机调试（1周） 运行演示  休息 讲授 80min 五、设备使用 1、电源（实训室配电箱、设备配电箱） 2、单元电源控制面板 3、设备移动时的拆装 操作 指导 10分钟 收拾实训台、总结、考勤、打扫卫生、  课 题 工业机器人与 ABB120机器人 课 次 2周 授课班级 学时 2 授课地点 教学目标 能力目标 知识目标 素质目标 1、分析问题、处理问题 的能力 2、机器人安全操作能力 1、了解机器人现状 2、了解ABB机器人 3、了解机器人安全操 作事项 1、培育学生的创新精神与实践能力； 2、促进学生个性发展，培育学生分析问 题与解决实际问题的能力； 3、培育学生的团队合作精神； 4、培育学生的学习能力。 教学重点 与难点 教学过程 主要 教学内容 备注 5分钟 考勤、引入 讲授40分 钟 一、 引入工业机器人品牌 1、世界机器人品牌 2、国产机器人品牌 埃斯顿（实训室后） 3、认知实习中的工业机器人 焊接机器人（五征汽车焊接车间） 包装机器人（亚太森博包装车间） 一、 ABB机器人简介 1、公司简介 2、产品型号 3、 组成 本体 控制器 示教器（编程仿真软件） 观看视频 讲授 40min 三、ABB120机器人构成 1.机器人本体（6轴） 六个关节轴 六台伺服电动机 六个转数计数器（编码器） 籥并 9 5 勖 Altai t 讲授 观看视频 2.机器人控制柜 操作面板 电源开关 一 1 ￡「 1 0 ■ ■MR Si； J I  钥匙开关：选择工作模式：手动、自动 急停按钮 复位按钮 3.机器人示教器 示教器是进行机器人的手动操纵、程序编写、参数配置以及监控用 的 手持装置，也是我们最常打交道的控制 装置。 A连接电缆B触摸屏C急停开关 D手动操作摇杆E数据备份用USB接口 F使能器按钮H示教器复位按钮 G触摸屏用笔 编程仿线tstudio 三、工业机器人安全事项 5分钟 收拾实训台、总结、考勤、打扫卫生、 课 题 利用手动操作摇杆操控 ABB人关节运动 课 次 2周 授课班级 学时 4 授课地点 教学目标 能力目标 知识目标 素质目标 1、分析问题、处理问题 的能力 2、机器人安全操控能力 1、了解ABB机器人构 成、安全事项 2、机器人示教器的使 用 3、机器人的基本操作 1、培育学生的创新精神与实践能力； 2、促进学生个性发展，培育学生分析问 题与解决实际问题的能力； 3、培育学生的团队合作精神； 4、培育学生的学习能力。 教学重点 与难点 ABB机器人操作 教学过程 主要教学内容 备注 10分钟 考勤、引入 80分钟 一、复习 1、ABB120机器人的六个美节轴 2、ABB120机器人开机 3.机器人示教器 二、示范操控机器人运动基本操作 1、上电开机 2、如何手持示教器 3、示教器的使能器 4、手动操作摇杆的使用 3、123和456轴的切换 4、运动速度的调节 三、学生分组训练基本操作 参考网络资源： 示范操作 实操 75min 四、训练项目小范 1、移动机器人手臂到初始位置 12345个轴在 0度左右，6轴在 270度左右 2、移动机器人手臂到抓料位 抓住瓶的姿态置 五、学生分组训练项目 参考网络资源： 操作 指导 15分钟 收拾实训台、总结、考勤、打扫卫生、  课 题 ABB人在运动指令下的单步运动 课 次 3周 授课班级 学时 2 授课地点 教学目标 能力目标 知识目标 素质目标 1、分析问题、处理问题 的能力 2、机器人操控能力 1、了解ABB机器人构 成、安全事项 2、机器人示教器的使 用 3、机器人的基本操作 1、培育学生的创新精神与实践能力； 2、促进学生个性发展，培育学生分析问 题与解决实际问题的能力； 3、培育学生的团队合作精神； 4、培育学生的学习能力。 教学重点 与难点 运动指令格式 教学过程 主要教学内容 备注 5分钟 考勤、引入 1 一、运动指令格式 美节运动（MOVEJ） 线性运动（MOVEL） 圆弧运动（MOVEC） 绝对位置运动（MOVEABSJ）。 讲授40分 钟 格画「雌I的也%=^ToaL M蚣山 卦据；糜;目标,￡.?射认为打 ￡匹：土；三行速决射据。 工皿工运行转通数据, 丁.匕工具中心点1TTP U :电■也j】；工体庄标系* 「斤：「■人以病氏握所H：运动至口恒底..官量人三亶状」f?中三田共学15 土保持 唾一，常用千机罂人在工向大?回修动, no 5 视频 HctbL技性运动指金 E壬J是「三八」二p 4言苴倒娃点：后的睛衿冶缕保性宜理?一翳如岸拴,亡际 年应用环麻役锤王与加谷过行他用1日比￥ * 格式：Koy#L Pio, Sj? 工［0T二。1 %眼也 应用；机翱御!1，益■正式i同1至.日标苴，当曲庭与目惊/的点决走一条直坡，机器 J%叨优&内控，运明智拒保持魄可前出J!磬地，常用FR落入生二已状忌啰切, 3 T / 线min 二、新建机器人程序 1、新建程序模块； 2、新建例行程序； 视频 3、编辑运动指令 4、创建机器人点位数据; 5分钟 收拾实训台、总结、考勤、打扫卫生、 课 题 ABB人在运动指令下的单步运动 课 次 3周 授课班级 学时 4 授课地点 教学目标 能力目标 知识目标 素质目标 1、分析问题、处理问题 的能力 2、机器人操控能力 1、了解ABB机器人构 成、安全事项 2、机器人示教器的使 用 3、机器人的基本操作 1、培育学生的创新精神与实践能力； 2、促进学生个性发展，培育学生分析问 题与解决实际问题的能力； 3、培育学生的团队合作精神； 4、培育学生的学习能力。 教学重点 与难点 ABB机器人操作 教学过程 主要教学内容 备注 5分钟 考勤、引入 实操85分 钟 一、新建机器人程序 1、新建程序模块； 2、新建例行程序； 3、编辑修改运动指令 4、修改运动指令 5、调试运行程序 操作 指导 实操 75min 二、ABB机器人运动 任务：机器人完成从安全点前往抓瓶点，再前往放瓶点，最后回到安全点的 运动过程，按照1-8的点位运动，中间加适当的中间点。 1、安全点 2、抓瓶点正上方 100 3、抓瓶点 4、抓瓶点正上方 100 5、放瓶点上方100 6、放瓶点 7、放瓶点上方100 8、安全点 操作 指导 15分钟 收拾实训台、总结、考勤、打扫卫生、  课 题 机器人的连续运动 课 次 4周 授课班级 学时 2 授课地点 教学目标 能力目标 知识目标 素质目标 1、分析问题、处理问题 的能力 2、机器人安全操作能力 3、ABB机器人仿线、机器人程序设计能力 1、了解ABB机器人构 成、安全事项 2、机器人示教器的使 用 3、机器人的基本操作 4、机器人基本指令及 应用 1、培育学生的创新精神与实践能力； 2、促进学生个性发展，培育学生分析问 题与解决实际问题的能力； 3、培育学生的团队合作精神； 4、培育学生的学习能力。 教学重点 与难点 运动指令格式 教学过程 主要教学内容 备注 5分钟 考勤、引入 — L 、任务要求 机器人完成从机械原点前往抓瓶点，夹住瓶子，再前往放瓶点，放下瓶子，最后回到安全点。 二、任务分析： 1、路线设计： 按照下图路线运动，取瓶点和放瓶点正上方（ 50mm-100mm各设置一个点，保证机器人抓瓶角度和 放瓶角度，确保安全准确。 讲授40分钟根据需要加适当的中间安全点，避让障碍物。MOVJ 讲授40分钟 根据需要加适当的中间安全点，避让障碍物。 MOVJ 和MOVL指令结合使用 讨论讲授 fine ,其它运动可设为 fine ,其它运动可设为 Z20 运动速度小一些，可设为 V50或V100 3、抓瓶和放瓶动作的控制 三、程序设计 休息 讲授 40MIN 四、程序分析 movj home v50 z20 tooll movj p2 v100 z20 tooll movl pl v50 fine tool 抓瓶 movl p2 v50 z20 tool movj p4 v100 z20 tooll movl p3 v50 fine tool 放瓶 movl p4 v50 z20 tool movj home v100 z20 tooll 五、任务拓展练习 1、放瓶到1-4号任意位置 2、盖盒子 3、贴标签到1-4号任意位置 示范 5分钟 收拾实训台、总结、考勤、打扫卫生、  课 题 机器人的连续运动 课 次 4周 授课班级 学时 4 授课地点 教学目标 能力目标 知识目标 素质目标 1、分析问题、处理问题 的能力 2、机器人安全操作能力 3、ABB机器人仿线、机器人程序设计能力 1、了解ABB机器人构 成、安全事项 2、机器人示教器的使 用 3、机器人的基本操作 4、机器人基本指令及 应用 1、培育学生的创新精神与实践能力； 2、促进学生个性发展，培育学生分析问 题与解决实际问题的能力； 3、培育学生的团队合作精神； 4、培育学生的学习能力。 教学重点 与难点 ABB机器人操作 教学过程 主要教学内容 备注 5分钟 考勤、引入 实操85分 钟 复习训练：从原点到取瓶点，从原点到放瓶点 操作机器人到原点、取瓶点、放瓶点 新建（打开）模块例行程序 运动指令编辑 MOVJ和MOVL 一、 示范操作 机器人完成从机械原点前往抓瓶点，夹住瓶子，再前往放瓶点，放下瓶子，最后回到安全点。 1、点位数据变量定义 1、原点 2、抓瓶点正上方100 3、抓瓶点 4、放瓶点上方100 5、放瓶点 2、程序编辑 3、点位示教 4、程序调试 操作 指导 实操 75min 二、分组训练 成果验收 操作 指导 15分钟 收拾实训台、总结、考勤、打扫卫生、  课 题 机器人手抓的动作控制 课 次 5周 授课班级 学时 2 授课地点 教学目标 能力目标 知识目标 素质目标 1、分析问题、处理问题 的能力 2、机器人安全操作能力 3、ABB机器人仿线、机器人程序设计能力 1、了解ABB机器人构 成、安全事项 2、机器人示教器的使 用 3、机器人的基本操作 4、机器人基本指令及 应用 1、培育学生的创新精神与实践能力； 2、促进学生个性发展，培育学生分析问 题与解决实际问题的能力； 3、培育学生的团队合作精神； 4、培育学生的学习能力。 教学重点 与难点 运动指令格式 教学过程 主要教学内容 备注 5分钟 考勤、引入 1 、任务要求 讲授40分钟二、任务分析:MOVJ 和 讲授40分钟 二、任务分析: MOVJ 和MOVU旨令结合使用 讨论讲授 3、抓瓶和放瓶动作的控制 三、手抓的动作控制 取瓶和放瓶动作需要控制机器人的输出口其中抓并&手抓DO14 取瓶和放瓶动作需要控制机器人的输出口 其中抓并&手抓DO14 吸盘左 DO15 吸盘右 DO16 采用手动按键控制手抓动作 采用set rest指令控制手抓动作 休息 四、程序设计 movj home v50 z20 tooll movj p2 v100 z20 tooll movl pl v50 fine tool set do15 抓瓶 movl p2 v50 z20 tool movj p4 v100 z20 tooll movl p3 v50 fine tool reset do15 放瓶 movl p4 v50 z20 tool movj home v100 z20 tooll 讲授 40MIN 三、手抓的动作控制 取瓶和放瓶动作需要控制机器人的输出口 其中抓瓶手抓DO14 吸盘左DO15 吸盘右DO16 1、采用手动按键控制手抓动作 2、采用set rest指令控制手抓动作 Wait指令等待 示范 5分钟 收拾实训台、总结、考勤、打扫卫生、  课 题 机器人手抓的动作控制 课 次 5周 授课班级 学时 4 授课地点 教学目标 能力目标 知识目标 素质目标 1、分析问题、处理问题 的能力 2、机器人安全操作能力 3、ABB机器人仿线、机器人程序设计能力 1、了解ABB机器人构 成、安全事项 2、机器人示教器的使 用 3、机器人的基本操作 4、机器人基本指令及 应用 1、培育学生的创新精神与实践能力； 2、促进学生个性发展，培育学生分析问 题与解决实际问题的能力； 3、培育学生的团队合作精神； 4、培育学生的学习能力。 教学重点 与难点 ABB机器人操作 教学过程 主要教学内容 备注 5分钟 考勤、引入 实操85分 钟 复习训练：机器人的抓瓶放瓶过程 一、手抓的动作控制示范 采用手动按键控制手抓动作 二、分组训练 手动按键功能设置 三、手抓的动作控制示范 采用set rest指令控制手抓动作 Waittime 指令等待延时 四、分组训练 成果验收 操作 指导 实操 75min 五、拓展任务练习 1、放瓶到1-4 号任意位置 2、盖盒子 3、贴标签到1-4号任意位置 成果验收 操作 指导 15分钟 收拾实训台、总结、考勤、打扫卫生、  课 题 位置偏移指令应用 课 次 6周 授课班级 学时 2 授课地点 教学目标 能力目标 知识目标 素质目标 1、分析问题、处理问题 的能力 2、机器人安全操作能力 3、ABB机器人仿线、机器人程序设计能力 1、了解ABB机器人构 成、安全事项 2、机器人示教器的使 用 3、机器人的基本操作 4、机器人基本指令及 应用 1、培育学生的创新精神与实践能力； 2、促进学生个性发展，培育学生分析问 题与解决实际问题的能力； 3、培育学生的团队合作精神； 4、培育学生的学习能力。 教学重点 与难点 偏移指令 教学过程 主要教学内容 备注 5分钟 考勤、引入 讲授40分 钟 一、 引入 4个瓶位置 24个标签位置 二、机器人的坐标系 1、大地坐标 2、基座坐标 3、工具坐标系 4、工件坐标系 三、坐标系建立步骤 讨论 讲授 休息 讲授 40min 四、偏移指令格式 Offs (P10, X 五、偏移指令应用 1、抓放一个瓶 正上方位置使用偏移井 2、抓放4个瓶4 , 偏移，Y偏移，Z偏移) 弓令 个瓶位坐标 示范 训练 1 3 2 4 正上方位置使用偏移 四个瓶位使用偏移  5分钟 收拾实训台、总结、考勤、打扫卫生、  课 题 位置偏移指令应用 课 次 6周 授课班级 学时 4 授课地点 教学目标 能力目标 知识目标 素质目标 1、分析问题、处理问题 的能力 2、机器人安全操作能力 3、ABB机器人仿线、机器人程序设计能力 1、了解ABB机器人构 成、安全事项 2、机器人示教器的使 用 3、机器人的基本操作 4、机器人基本指令及 应用 1、培育学生的创新精神与实践能力； 2、促进学生个性发展，培育学生分析问 题与解决实际问题的能力； 3、培育学生的团队合作精神； 4、培育学生的学习能力。 教学重点 与难点 偏移指令 教学过程 主要教学内容 备注 5分钟 考勤、引入 实操85分 钟 一、复习任务：机器人完成 1个瓶的抓放 运动点位示教 程序设计 二、示范offs 指令编辑 三、offS指令完成1个瓶的抓放 示范 操作 指导 实操 75min 四、offS指令完成4个瓶的抓放 取瓶点P1 1号放瓶点P3需要示教获得 P1 取瓶点正上方 50mm Offs(P1,0, 0, 50) P3 1号放瓶点正上方 50mm Offs(P3, 0, 0, 50) 2 号放瓶点 Offs(P3, 54, 0, 0) 2号放瓶点正上方 50mm Offs(P3, 54, 0, 50) 3 号放瓶点 Offs(P3, 0, 54, 0) 3号放瓶点正上方 50mm Offs(P3, 0, 54, 50) 4 号放瓶点 Offs(P3, 54, 54, 0) 4 号放瓶点正上方 50mm Offs(P3, 54, 54, 50) 五、任务拓展：逐个移动到 1-24 个标签位置 操作 指导 15分钟 收拾实训台、总结、考勤、打扫卫生、  课 题 机器人程序架构 课 次 7周 授课班级 学时 2 授课地点 教学目标 能力目标 知识目标 素质目标 1、分析问题、处理问题 的能力 2、机器人安全操作能力 3、ABB机器人仿线、机器人程序设计能力 1、了解ABB机器人构 成、安全事项 2、机器人示教器的使 用 3、机器人的基本操作 4、机器人基本指令及 应用 1、培育学生的创新精神与实践能力； 2、促进学生个性发展，培育学生分析问 题与解决实际问题的能力； 3、培育学生的团队合作精神； 4、培育学生的学习能力。 教学重点 与难点 机器人程序架构 教学过程 主要教学内容 备注 5分钟 考勤、引入 _ 一、ABB机器人程序架构 1、应用程序 应用程序能包含程序数据和若干个程序模块，但 有且仅有一个主程序模块 主程序模块由MAIN程序、程序数据及若干个例行 程序 程序模块由程序数据和若干例行程序组成 讲授40分钟Vrilirnt flliKluk^讨论讲授/Vf 讲授40分钟 Vrilirnt flliKluk^ 讨论讲授 2、系统模块 User模块和BASE模块组成 休息 休息 程序数据1 程序数据 1、存储类型：常数const、变量var、可变量pers 2、数据类型 76 种：number、bool、byte、 robtarget、robjoint 等 示范 讲授40min3、示教器中建立程序数据的步骤:4 讲授 40min 3、示教器中建立程序数据的步骤: 4、数据的命名 5、数据的范围 6、数据的赋初值（赋值指令） 5分钟 收拾实训台、总结、考勤、打扫卫生、 课 题 ABB机器人的仿真软件中程序编辑 课 次 7周 授课班级 学时 4 授课地点 教学目标 能力目标 知识目标 素质目标 1、分析问题、处理问题 的能力 2、机器人安全操作能力 3、ABB机器人仿线、机器人程序设计能力 1、了解ABB机器人构 成、安全事项 2、机器人示教器的使 用 3、机器人的基本操作 4、机器人基本指令及 应用 1、培育学生的创新精神与实践能力； 2、促进学生个性发展，培育学生分析问 题与解决实际问题的能力； 3、培育学生的团队合作精神； 4、培育学生的学习能力。 教学重点 与难点 仿真软件使用 教学过程 主要教学内容 备注 5分钟 考勤、引入 实操85分 钟 一、引入：连续取放4个瓶的任务，4次动作类似，运动步骤也类似，可以通 过复制程序段修改实现，也可通过子程序的设计实现。对这种较为复杂的 机器人程序在示教器中操纵复杂， ABB机器人提供了人仿真软件，可以再计算 机上完成对机器人配置与编程。 二、示范操作 1、可在示教器中新建模块、主程序和例行程序、点位数据等信息 2、仿真软件的启动连接并获得权限等 3、仿真软件中程序的编辑、应用（下载） 三、分组训练 1、任务程序设计（复制修改程序法） 操作 指导 实操 75min 三、分组训练 1、程序设计 2、示教器中新建模块、主程序、点位数据等信息 2、仿线、仿真软件中程序的编辑、应用（下载） 4、示教器中运行调试程序 四、拓展训练 子程序法达成目标 操作 指导 15分钟 收拾实训台、总结、考勤、打扫卫生、  课 题 程序流程指令及应用 课 次 8周 授课班级 学时 2 授课地点 教学目标 能力目标 知识目标 素质目标 1、分析问题、处理问题 的能力 2、机器人安全操作能力 3、ABB机器人仿线、机器人程序设计能力 1、了解ABB机器人构 成、安全事项 2、机器人示教器的使 用 3、机器人的基本操作 4、机器人基本指令及 应用 1、培育学生的创新精神与实践能力； 2、促进学生个性发展，培育学生分析问 题与解决实际问题的能力； 3、培育学生的团队合作精神； 4、培育学生的学习能力。 教学重点 与难点 分支指令和循环指令 教学过程 主 要 教学

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