陳圣明　廖夢筆　袁雪瓊

摘要：工業(yè)機(jī)器人仿真與離線編程是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的核心課程，本文結(jié)合湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院的實際情況和教學(xué)經(jīng)驗，圍繞課程簡介、課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實施以及考核評價等方面淺談一些基本的課程設(shè)計與相關(guān)安排，以期和讀者共享與參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;RobotStudio;課程建設(shè)

中圖分類號：G712.3;TP242.2-4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-9129（2020）06-0114-01

Abstract：Industrialrobotsimulationandofflineprogrammingarethecorecoursesofindustrialrobottechnology.ThisarticlecombinestheactualsituationandteachingexperienceofHunanInstituteofInformationTechnology，focusingonthecourseintroduction，courseobjectives，teachingcontent，teachingimplementation，assessmentandevaluation.Somebasiccoursedesignandrelatedarrangements，withaviewtosharingandreferencewithreaders.

Keywords：industrialrobot;RobotStudio;courseconstruction

引言：工業(yè)機(jī)器人仿真與離線編程是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的必修課程，也是專業(yè)核心課程。設(shè)置本課程主要基于：一是工業(yè)機(jī)器人成本較高，品牌眾多，且產(chǎn)品型譜較豐富，實訓(xùn)設(shè)備采購需要大量資金，利用仿真軟件可以讓學(xué)生接觸更多型號以及不同品牌的機(jī)器人。二是利用仿真軟件，使學(xué)生能夠在實際操作設(shè)備之前，明確操作規(guī)程和方法，對設(shè)備結(jié)構(gòu)、功能、運(yùn)動軌跡以及操作安全注意事項等方面加深印象，提升設(shè)備操作安全。三是工業(yè)機(jī)器人在各行各業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，為滿足教學(xué)需要，學(xué)院需要采購一定數(shù)量的相同型號工業(yè)機(jī)器人，這使得在有限的經(jīng)費(fèi)預(yù)算下限制了工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用集成系統(tǒng)或成套生產(chǎn)線設(shè)備的采購，因此，針對學(xué)校在預(yù)算有限的情況下，開設(shè)工業(yè)機(jī)器人仿真課程，利用仿真軟件創(chuàng)建和實訓(xùn)平臺以及生產(chǎn)現(xiàn)場完全一致的工作站進(jìn)行教學(xué)是有效的解決方式之一。

1課程簡介

結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)方案以及該課程在學(xué)生前后所修課程之間的關(guān)聯(lián)，我院將其安排第3學(xué)期開設(shè)，總學(xué)時為72課時，包括理論24課時，實踐48課時，總計4學(xué)分。本課程以RobotStudio6.07作為仿真平臺，以實際工作過程為導(dǎo)向，通過任務(wù)驅(qū)動的方式，并結(jié)合5個實際案例開展教學(xué)，培養(yǎng)目標(biāo)是學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識創(chuàng)建工作站、構(gòu)建模型，設(shè)定符合工藝要求的設(shè)備運(yùn)動軌跡以及編程實現(xiàn)符合實際情況的動態(tài)仿真，為后續(xù)的頂崗實習(xí)以及就業(yè)崗位奠定仿真技能基礎(chǔ)。

2課程目標(biāo)

通過本課程的理論學(xué)習(xí)與實踐操作，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用仿真與離線編程技術(shù)解決“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用方案建模與離線仿真階段”相關(guān)問題的能力。在本課程的學(xué)習(xí)中滲透創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、課程思政、校風(fēng)校訓(xùn)以及職業(yè)素養(yǎng)等方面的教育，使學(xué)生形成認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，有利于后續(xù)課程學(xué)習(xí)和職業(yè)生涯發(fā)展。

3教學(xué)內(nèi)容

項目1：構(gòu)建簡單運(yùn)動軌跡的工作站（6課時）。主要內(nèi)容為了解什么是工業(yè)機(jī)器人仿真應(yīng)用技術(shù);學(xué)會如何安裝軟件，創(chuàng)建和保存文件;學(xué)會如何在RobotStudio中完成工作站的布局;創(chuàng)建工件和工具坐標(biāo);利用虛擬示教器操作機(jī)器人，讓機(jī)器人完成簡單的運(yùn)動軌跡。

項目2：創(chuàng)建碼垛機(jī)器人工作站（6課時）。主要內(nèi)容為學(xué)會使用RobotStudio的建模功能并進(jìn)行相關(guān)設(shè)置;學(xué)會第三方軟件創(chuàng)建的模型如何導(dǎo)入與設(shè)定（例如利用第2學(xué)期所學(xué)的SolidWorks繪制工具、夾具等模型，完成模型的導(dǎo)入與設(shè)定）;學(xué)會創(chuàng)建機(jī)械裝置;學(xué)會創(chuàng)建工具并完成安裝。

項目3：激光切割機(jī)器人離線軌跡編程（6課時）。主要內(nèi)容為學(xué)會創(chuàng)建工件的機(jī)器人軌跡曲線示教;學(xué)會生成符合工藝要求的軌跡路徑;學(xué)會調(diào)整軌跡目標(biāo)點(diǎn);理解機(jī)器人軸配置參數(shù)的概念以及如何調(diào)整;了解離線軌跡編程的關(guān)鍵點(diǎn);學(xué)會使用離線軌跡輔助編程工具。

項目4：搬運(yùn)機(jī)器人工作站仿真與編程（12課時）。主要內(nèi)容為理解Smart組件的概念，了解子組件的種類和功能;學(xué)會用Smart組件創(chuàng)建動態(tài)輸送鏈和動態(tài)夾具;學(xué)會設(shè)定工作站邏輯，包括機(jī)器人IO信號的創(chuàng)建;理解并掌握RAPID語言的程序結(jié)構(gòu)、語法規(guī)則、常用數(shù)據(jù)類型和指令;編寫搬運(yùn)工作站程序并仿真運(yùn)行。

項目5：創(chuàng)建帶外軸的機(jī)器人工作站（6課時）。主要內(nèi)容為學(xué)習(xí)帶外軸的機(jī)器人系統(tǒng)創(chuàng)建方法和運(yùn)行軌跡的創(chuàng)建方法。

項目6：示教器用戶自定義界面（6課時）。主要內(nèi)容為了解ScreenMaker的功能;學(xué)會設(shè)定與示教器用于自定義界面關(guān)聯(lián)的RAPID程序和數(shù)據(jù);學(xué)會使用ScreenMaker創(chuàng)建、調(diào)試和修改示教器用戶自定義界面。

4教學(xué)實施與考核評價

課程的教學(xué)實施應(yīng)充分考慮學(xué)生的實際情況以及課程自身的定位和目標(biāo)等多方面因素，高職學(xué)生普遍理論基礎(chǔ)較為薄弱而動手實踐能力相對擅長，而工業(yè)機(jī)器人仿真與離線編程本身作為一門實操性很強(qiáng)的課程，應(yīng)當(dāng)注重培養(yǎng)學(xué)生的實操技能和自主學(xué)習(xí)能力，以項目為導(dǎo)向，通過設(shè)定任務(wù)來驅(qū)動學(xué)生，使學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真和編程方法。此外，學(xué)生在完成任務(wù)之后，可以設(shè)置成果展示環(huán)節(jié)，學(xué)生之間分組互評，提高學(xué)生的課堂參與度與團(tuán)隊協(xié)作能力。

課程的考核成績包含平時成績與期末考試成績兩部分，分別占比60%和40%。平時成績包含課堂考核、平時表現(xiàn)與綜合過程考核三部分：（1）課堂考核指對應(yīng)教學(xué)任務(wù)書中考核內(nèi)容的考核情況（一學(xué)期對每個學(xué)生至少有5次以上的考核情況記載），占比20%;（2）平時表現(xiàn)指學(xué)生出勤、上課紀(jì)律、課堂參與度和課后作業(yè)完成情況等，占比30%;（3）綜合過程考核指對全班學(xué)生同時實施的過程考核項目，占比50%。

5結(jié)語

本文從課程簡介、課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實施建議、考核與評價等方面講述了《工業(yè)機(jī)器人仿真與離線編程》的課程建設(shè)，回答了“為什么學(xué)”、“學(xué)什么”、“怎樣學(xué)好”、“怎么教學(xué)和考核”等問題，基于各個教學(xué)案例和教學(xué)過程的綜合考核，多方位的評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，能較好的促進(jìn)學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)熱情。

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作者簡介：陳圣明（1989-），男，江西井岡山人，湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程學(xué)院專任教師。