《工业机器人系统离线编程与仿真》课程标准
一、课程基本信息
课程名称：工业机器人系统离线编程与仿真
课程代码：1520292
课程类型：专业核心课
学时：72学时
学分：4学分
适用专业：工业机器人技术
合作企业：
二、课程的性质与任务
（一）课程性质
《工业机器人系统离线编程与仿真》是工业机器人技术专业的专业核心课程，在课程体系中发挥着承上启下的重要作用，同时也是专业核心岗位能力的重要支撑。
本课程以ABB Robot Studio为例,介绍机器人离线编程与仿真技术，以适应工业机器人系统操作员岗位对现场操作前仿真验证的需求为目标，使学生了解工业机器人工程应用虚拟仿真的基础知识、机器人虚拟仿真的基本工作原理，熟练掌握机器人工作站构建、Robot Studio中的建模功能、机器人离线轨迹编程、Smart组件的应用、带轨道或变位机的机器人系统应用。培养学生工业机器人基本应用、工业机器人编程等方法和能力，锻炼学生的团队协作能力和使用Robot Studio仿真软件以及针对不同的机器人应用设计机器人方案的能力，提高学生分析问题和解决实际问题的能力，提高学生的综合素质，增强适应职业变化的能力，为进一步学习其它机器人课程打下良好基础。
本课程与其他课程的关系如表1、2所示：
表1《工业机器人系统离线编程与仿真》课程与前期课程的关系
序号
前期课程名称
对本门课程的支撑作用
1
工业机器人技术基础
机器人本体机构与传感器技术
2
工业机器人应用系统建模
三维工作站平台的搭建
表2《工业机器人系统离线编程与仿真》课程与后续课程的关系
序号
后续课程名称
对本门课程的巩固作用
1
工业机器人现场编程与应用
工业机器人现场编程、调试
2
工业机器人系统集成与应用
通过集成系统掌握知识技能的综合应用
（二）课程任务
本课程的任务是落实立德树人根本任务，满足工业机器人技术专业的人才培养要求，围绕核心素养，吸纳相关领域的前沿知识和技术，在培养学生的职业能力和促进职业素质的养成方面占有重要地位。通过将“岗、赛、证”核心技能标准与工业机器人在焊接、喷涂和搬运等典型工作场景的工作任务结合，使学生具备工业机器人系统应用中的离线编程与仿真应用能力，并且推进课程思政建设，发挥好本课程的育人作用，将劳动精神、知识传授和能力培养三者融为一体，通过技能学习，同步提升学生职业素养、劳动素养与创新精神。
通过项目式教学方法，将软件功能板块融入到项目案例中。以建模、Smart组件使用、轨迹离线编程、动画效果制作、模拟工作站的构建、仿真验证等软件教学内容为依托，培养学生
的工业机器人的综合应用能力和综合素养。
三、课程目标
《工业机器人系统离线编程与仿真》课程目标是以培养工业机器人仿真工作站搭建及离线编程相关综合应用能力为主线，依据工业机器人专业教学标准，工业机器人应用编程1+X职业技能等级标准、工业机器人系统操作员岗位能力标准、全国职业院校技能大赛工业机器人技术应用赛项标准，确定三维教学目标。
（一）知识目标
1、了解工业机器人离线编程系统的构架；
2、了解Robot Studio离线编程软件的界面和各菜单功能；
3、掌握焊接机器人工作站、喷涂机器人工作站、搬运机器人工作站的设计理念和设计方法；
4、掌握工业机器人系统的建立方法；
5、掌握工作站系统仿真运行与视频录制的方法；
6、掌握Robot Studio创建三维模型的基本方法；
7、掌握创建机械装置的基本原理及设置机械装置运动特性的基本方法；
8、掌握创建机器人工具的基本原理及方法；
9、掌握离线编程的基本方法和程序的优化方法；
10、了解机器人离线轨迹编程辅助工具的应用；
11、掌握创建Smart组件的基本步骤与方法；
12、掌握工作站逻辑设定的基本方法；
13、了解带导轨机器人系统、带变位机机器人系统的应用以及创建方法；
（二）能力目标
1、能够熟练安装工业机器人离线编程软件；
2、能够建立工业机器人系统，熟练机器人的手动操作；
3、能完成焊接机器人工作站、喷涂机器人工作站、搬运机器人工作站的搭建；
4、创建工作站离线轨迹编程轨迹程序，完成仿真运行与视频录制；
5、能够创建典型部件的机械装置，并进行导入导出操作；
6、创建机器人工具并完成相关设置；
7、完成焊接机器人工作站、喷涂机器人工作站、搬运机器人工作站离线轨迹编程与仿真运行；
8、能够创建具有动态属性的Smart组件；
9、能创建带导轨、带传送带、带变位机的机器人系统工作站并仿真运行；
10、能够通过软件实现机器人离线轨迹编程。
（三）素质目标
1、培养学生自主学习工业机器人系统离线编程及仿真新知识、新技术的意识，具有较强的发现问题、分析问题和解决问题的能力；
2、培养学生较强的语言表达、工业机器人相关岗位沟通和协调能力；善于表达自己的意见，阐述自己的观点；
3、树立协同工作的全局思维、创新意识、安全意识；树立相互沟通、互帮互助的团队协作精神；
4、培养学生职业岗位工作中精于工、敬于业、匠于心、品于行、合于力的职业精神；
5.培养学生崇尚劳动、诚实劳动的劳动精神，精益求精、一丝不苟的工匠精神和爱岗敬业、勇于创新的劳模精神。
四、课程结构与内容
（一）课程结构
本课程是依据工业机器人系统操作员岗位能力标准中的掌握工业机器人运动的特点和程序编
写方法、能熟练应用指令编写轨迹程序、能够创建动态属性的Smart组件及建立组件间的控制逻辑，编写工业机器人程序岗位能力要求，重点针对工业机器人虚拟仿真Robot Studio的操作、编程环境，能实现典型机器人工作站仿真程序编辑。
本课程内容组织以焊接机器人工作站、喷涂机器人工作站、搬运机器人工作站典型工作场景进行课程项目化设计，将工业机器人应用编程1+X证书职业技能等级标准融入课程中，进行项目化重构，并提炼典型工作任务。根据职业岗位所需要的知识、能力、态度要求，结合前、后续课程，紧紧围绕完成工作任务需要，将岗位、证书、技能大赛评分技能要求融入到教学内容中，使教学内容和工作过程相一致，并能体现学生职业精神培养和职业素养养成的需要。同时，注重加强对学生可持续发展能力的培养，满足学生就业与发展的需要。
课程项目如下：
（二）课程内容
序
号
项目
教学目标
教学任务
教学内容
学时
1
焊接机器人仿真项目
教学目标：掌握在弧焊工作
站中离线编程和仿真运行的方法和技能。
教学重点：由目标路径自动生成机器人运动程序
教学难点：工具数据的标定方法、工具数据的作用
模型导入及布局
弧焊工作站系统创建；工业机器人系统设定；弧焊模块模型导入；工业机器人模型导入；
2
焊型导入；工作站布局
2
焊工具数据标定
使用“TCP和Z，X”方法
标定焊工具数据
2
验证焊工具数据
2
程序编制与调试
规划焊接工件轨迹，
2
焊接目标点与路径设计
2
焊接程序编程
2
焊接工作站仿真运行与调试
2
2
喷涂机器人仿真项目
教学目标：掌握在喷涂工作
站中离线编程和仿真运行的方法和技能。
教学重点：Smart组件属性连接与信号连接
教学难点：工作站的逻辑设计
模型导入及布局
喷涂工作站系统创建；工业机器人系统设定；喷涂模块模型导入；工业机器人模型导入；工作站布局
2
配置模型参数
模型颜设置；模型透明度设置
2
创建与设定动
动态喷涂Smart组件创建
2
属性连接与信号连接
2
态喷涂
组件
喷涂工作站逻辑设计；
Smart 组件I/O 信号与工
业机器人I/O 信号关联
2
喷涂程序编制与调试
在线编程和离线编程的特点
喷涂目标点与路径设计
2
喷涂程序编程
2
喷涂工作站仿真运行与调
试
2
3
搬运机
器人仿
真项目
教学目标：掌握搬运机器人离线编程和仿真运行的方法和技能。
教学重点：smart 组件与信号控制设计
教学难点：码垛编程中偏移量的计算
搬运夹具模型构建
仿真软件构建简易三维模型及相关模型库的调用；
2
夹具运动关节构建
构建吸盘的机械装置。机械装置关节链的参数设定；编译机械装置姿态，设定机械装置活动范围
2
吸盘控制逻辑设计
构建吸盘的smart 组件；完成smart 吸盘的信号控制；
2
卡爪控
制逻辑
设计
构建夹爪的smart 组件；完成smart 夹爪的信号控制
2
变位机仿真设计
构建变位机机械装置；构建变位机的smart 组件；变位机姿态设定以及机械装置编译
2
搬运路径编程
创建搬运机器人的路径；编辑搬运机器人的运动程序
2
仓储码垛编程
完成单层仓储码垛编程；
构建完整的工作站逻辑。
2