《工业机器人系统集成》课程标准(1)

一、课程性质本教材编写的目标是培养应用型的高技能人才；基本理念是以“必需、实用、够用”为度，突出实际应用的原则，面向基层、面向实用的人才培养理念。本教材适用于机械类等专业。二、课程任务工业机器人的系统集成技术是工业机器人自动化的重要组成，它通过集成开发，将工业机器人灵活地应用在工业现场中。很多人对于工业机器人如何在工业系统中发挥作用并不了解，本项目引入工业机器人系统集成的应用领域介绍和相关的职业规划，通过介绍集成的实施步骤，学习集成项目的方案、设备选型、机械和电气设计以及模拟布局，使学生正确地认识工业机器人系统集成。三、课程目标本教材编写的目标是培养应用型的高技能人才；基本理念是以“必需、实用、够用”为度，突出实际应用的原则，面向基层、面向实用的人才培养理念。四、学时分配《工业机器人系统集成》知识模块与课时设置如下：理论学时为16学时。课程框架及学时分配如下表所示：序号项目名称学时项目1工业机器人系统集成概述4项目2工业机器人搬运工作站系统集成4项目3工业机器人数控加工工作站系统集成4项目4工业机器人检测分拣工作站系统集成4合计16五、本课程主要教学内容项目1工业机器人系统集成概述学习目标很多人对于工业机器人如何在工业系统中发挥作用并不了解，本项目引入工业机器人系统集成的应用领域介绍和相关的职业规划，通过介绍集成方案的实施步骤，学习集成项目的方案设计、设备选型、机械和电气设计以及模拟布局，使学生正确地认识工业机器人系统集成。课时安排本章安排理论4学时主要教学内容任务1工业机器人集成领域概述及职业规划任务描述本任务通过对工业机器人系统集成的产业链、领域和应用的介绍，使学生对工业机器人系统集成形成清晰的认知。再通过工业机器人系统集成的行业前景，简单阐述了系统集成工程师的职业规划。知识准备一、工业机器人集成领域概述二、职业规划任务实施任务2工业机器人系统集成方案解析任务描述工业机器人工作站是工业机器人系统集成的基本工作单元，认识工业机器人工作站的组成和特点能够帮助我们了解系统集成。在工业机器人系统集成方案的设计阶段，首先需要对客户需求和产品信息进行详细解析，全面了解产品信息后，才能够设计出满足客户需求的系统集成方案。方案需要根据产品的需求和以及生产要求进行设计。本任务介绍的是为完成一项合格的方案，所需要掌握的系统集成方案的设计思路和产品工艺，以及如何根据产品的需求和生产要求进行合理设计。知识准备一、　工业机器人工作站简述二、　产品对象信息解析三、集成工作站的设计思路任务实施任务3工业机器人系统集成设备组成及选型原则任务描述工业机器人系统集成工作站是整合了多种设备器件的自动化装备工作站，系统集成通过整合多种设备以完成作业任务。不同的工艺应用会使用不同的设备进行集成，如何选择合适的设备是系统集成重要的考量因素。知识准备一、系统集成设备的组成二、系统集成设备选型原则任务实施任务4工业机器人系统集成设计任务描述本任务主要介绍了工业机器人系统集成工作站的安全事项以及机械设计与电气设计的方法和原则。需要注意的是，在设计过程中必须全方位考虑设备及人员在使用过程中的安全问，在此基础上进行合理设计。知识准备一、系统集成工作站的安全事项二、系统集成工作站的机械设计三、　系统集成工作站的电气设计任务实施任务5工业机器人系统集成布局模拟任务描述系统集成在选型和设计工作完成后，通常会进行布局模拟的工作。工业机器人系统集成布局模拟就是将已选定的各项设备通过电脑软件进行作业现场的模拟，通过软件的模拟可以验证工作站内设备的布局摆放、机器人的可达性、设备之间的干涉、作业的节拍产量等。本任务通过简单的介绍，带大家了解系统集成布局模拟的方法。知识准备一、工业机器人系统集成布局模拟介绍二、工业机器人系统集成布局方法任务实施项目2工业机器人搬运工作站系统集成学习目标搬运、码垛工作是工业机器人常见的工业应用，搬运机器人不仅能提高生产效率，降低成本，更能提高产品质量，减少不必要的损耗。搬运码垛机器人用于重复性高、危险性高、节拍快的加工行业，不仅可以节约人力劳动成本，还能提高人工及设备的安全性，为企业创造出更大的利润。本项目通过将搬运工作站拆分为平面码垛搬运工作站和立体仓储搬运码垛工作站2个项目集成进行介绍，学习工业机器人搬运工作站系统集成的设计、选型和调试的方法及思路。课时安排本章安排理论4学时主要教学内容任务1工业机器人搬运工作站的组成任务描述本任务通过介绍搬运工作站机器人系统和外围设备的分类、组成及选型方法，学习在系统集成中搬运工作站机器人及外围设备的选型方法。知识准备一、搬运机器人系统二、搬运机器人的外围设备任务实施搬运机器人的选型任务2工业机器人搬运工作站夹具设计任务描述本任务通过介绍工业机器人平面搬运码垛工作站和立体仓储搬运工作站夹具的设计步骤和原理，来学习常见搬运工作站夹具设计方法。知识准备一、平面码垛搬运工作站机器人夹具二、立体仓储搬运工作站机器人夹具任务实施一、平面码垛搬运工作站夹具的设计二、立体仓储搬运工作站夹具的设计任务3工业机器人搬运工作站外围设备控制的连接任务描述本任务通过介绍搬运工作站外围设备的选型、连接方式和控制方法，串联性地将搬运工作站外围设备控制的连接方法进行简述，通过学习平面码垛搬运和立体码垛搬运的相似性与差异性，两者在选型方法和通信方式上的不同之处也有了鲜明对比。知识准备一、搬运工作站的I/O规划二、搬运工作站机器人与外围设备的通信方式任务实施一、搬运工作站外围设备的选型二、搬运工作站机器人与外围设备的电路设计任务4工业机器人码垛搬运工作站系统集成任务描述本任务通过设计工业机器人码垛搬运工作站的硬件系统并规划软件系统，最终完成整个系统的调试工作。知识准备一、平面码垛搬运工作站工作任务描述二、　平面码垛搬运工作站工作流程任务实施一、　机器人接收到PLC的取料允入信号后，开始取料二、　码垛计数三、　复位重置任务5工业机器人立体仓储工作站系统的集成任务描述本任务通过设计工业机器人立体仓储工作站的硬件系统，并规划软件系统，最终完成整个系统的调试工作。知识准备一、工业机器人立体仓储工作站工作任务描述二、立体仓储工作站工作流程任务实施项目3工业机器人数控加工工作站系统集成学习目标本项目通过将数控加工工作站拆分为工业机器人机床上下料工作站和工业机器人数控加工工作站2个集成项目进行介绍，学习上下料机器人和数控机床集成工作站的设计、选型和调试的方法及思路。课时安排本章安排理论4学时主要教学内容任务1工业机器人数控加工工作站组成任务描述本任务通过简述常见的工业机器人数控加工工作站内机设备的组成、分类和选型方法，学习在系统集成中，工业机器人数控加工工作站内机器人及相关设备的选型方法。知识准备一、数控加工的机器人分类二、数控加工机器人外围设备任务实施数控加工工作站机器人的选型任务2数控加工集成工作站夹具设计任务描述本任务介绍了数控加工集成工作站夹具的设计步骤和原理，通过对设计步骤和原理的介绍，学习常见数控加工集成工作站夹具的设计方法。知识准备一、机器人上下料夹具二、数控机床固定夹具任务实施一、机器人上下料夹具的设计步骤二、数控机床固定夹具的设计步骤任务3工业机器人数控加工工作站外围设备控制的连接任务描述本任务通过介绍数控加工工作站外围设备的选型、连接方式和控制方法，串联性地将数控加工工作站外围设备控制的连接方法进行叙述。知识准备一、数控加工工作站的I/O规划二、机器人与外围工作设备的通信任务实施一、数控加工工作站外围设备选型二、数控加工工作站的I/O接线任务4工业机器人机床上下料系统集成任务描述本任务以工业机器人和数控机床等相关设备为硬件基础，通过PLC与数控加工工作站远程I/O模块之间的数据交换，实现用户程序对加工单元安全门的开关、夹具的位置及CNC的启动运行的控制。知识准备一、工业机器人机床上下料集成应用任务描述二、机床上下料工作流程图任务实施任务5工业机器人数控加工集成应用实训任务描述本任务以数控机床为硬件基础，通过PLC与数控机床的远程I/O模块之间的数据交换，实现用户程序对加工单元安全门的开关、夹具的位置及CNC的启动运行的控制。通过数控机床程序的学习，了解数控机床的简单编程方法。知识准备根据任务需求，数控加工集成工作站的工作流程描述如下：1.　工作站上电前，系统处于初始状态，机器人选择自动控制模式并且无报错，在Home点待机，CNC机床门关闭，固定夹具无工件。2.　按操作面板上的启动按钮，系统开始运行，数控机床等待PLC信号。具体流程如下：（1）　CNC机床等待PLC信号，当获得PLC允许放料至数控加工位信号后，数控加工单元安全门打开，机器人进入数控加工站放料至加工位并回到机器人安全位，且输出放料完成信号给PLC。（2）　当PLC收到机器人放料完成信号后会反馈给数控加工单元，数控加工单元接收到信号，立即夹紧固定夹爪并同时关闭数控加工单元安全门进行加工。（3）　CNC机床根据程序对待加工产品进行加工。（4）　当数控加工单元加工完成后将安全门打开，并打开固定夹爪，同时输出加工完成命令，机器人接收到加工完成信号后进入加工位抓取加工完成品，并回加工安全点，同时告知数控加工单元取料完成。（5）　数控加工单元接收到PLC发来的取料完成信号后，立即关闭安全门，并等待下一次的PLC允许放料信号。3.　在运行过程中，若按暂停按钮，机器人暂停运行，按继续按钮，机器人继续运行。4.　在运行过程中急停按钮一旦动作，系统立即断电停止。急停按钮恢复后，按复位按钮进行复位，选择示教器为“手动模式”，通过操作示教器使机器人回到作业原点。只有使系统恢复到初始状态，按启动按钮，系统才可重新启动。任务实施一、数控加工机床信号控制二、数控加工机床运行程序项目4工业机器人检测分拣工作站系统集成学习目标通过简述常见的工业机器人检测分拣工作站内设备的组成、分类和选型，学习在系统集成中，工业机器人检测分拣工作站的机器人及检测系统和分拣系统的选型方法。课时安排本章安排理论4学时主要教学内容任务1工业机器人检测分拣工作站的组成任务描述本任务通过简述常见的工业机器人检测分拣工作站内设备的组成、分类和选型，学习在系统集成中，工业机器人检测分拣工作站的机器人及检测系统和分拣系统的选型方法。知识准备一、检测分拣机器人的分类二、检测系统三、　分拣系统任务实施任务2工业机器人检测分拣工作站夹具设计任务描述本任务介绍了检测分拣集成工作站夹具的设计步骤和原理。通过设计步骤和原理的介绍，能够学习常见检测分拣集成工作站夹具的设计方法。知识准备一、机器人检测分拣工作站夹具二、工作站夹具的工作原理任务实施工作站夹具的设计步骤任务3工业机器人检测分拣工作站外围设备控制的连接任务描述本任务通过介绍工业机器人检测分拣工作站外围设备的选型、连接方式和控制方法，对检测分拣工作站外围设备控制的连接方法进行简述。知识准备一、检测分拣工作站I/O规划二、机器人与外围工作设备的通信方式任务实施一、检测分拣工作站外围设备选型二、检测分拣工作站电路设计任务4工业机器人汽车轮毂检测任务描述本任务通过设计和规划工业机器人汽车轮毂检测分拣工作站的硬件系统和软件系统，最终完成整个系统的调试工作。知识准备一、工业机器人汽车轮毂检测分拣工作站集成应用实训任务描述二、汽车轮毂检测分拣工作站工作流程图任务实施汽车轮毂检测分拣工作站程序设计