工业机器人技术专业教学资源库《A-7-2》课程整体教学设计

职业教育工业机器人技术专业教学资源库课程整体教学设计

课程名称：上下料机器人工作站系统应用（FANUC模块）

编制人：程文锋

邮箱：2276075408@https://www.sodocs.net/doc/0b6829012.html, 电话：130********

编制时间：2015.1.3

编制单位：浙江机电职业技术学院

注释：课程教学设计依各个学校师资、实训条件、周边产业等不同，是个性化的，牵头院校制定设计样板。

《上下料机器人工作站系统应用（FANUC模块）》

课程整体教学设计方案

一、课程基本信息

二、课程定位

本课程以FANUC上下料机器人工作站系统的组成结构、工作原理、操作编程和系统应用为主要教学内容，该课程是工业机器人技术专业的核心课程，上下料机器人工作站系统是一门跨多个学科的综合性技术，它涉及了工业机器人、PLC、自动控制、视觉系统和数控机床等多种学科的内容，该课程的核心技能是上下料机器人工作站的设计、安装、调试、运行和维护应用技能，满足上下料机器人工作站系统岗位群的需要。

前导课程：《可编程控制器技术应用》、《工控组态与现场总线技术》、《工业机器人现场编程》、《工业机器人离线编程》等。

后续课程：《顶岗实习》、《毕业设计》等。

三、课程目标

1．知识目标

1）熟悉机器人上下料工作站操作安全规范；

2）熟悉FANUC工业机器人上下料工作站的组成；

3）熟悉FANUC工业机器人上下料的方式与原理；

4）掌握 FANUC工业机器人上下料工装技术和检测技术；

5）掌握FANUC工业机器人与外围设备的接口技术；

6）掌握FANUC工业机器人工作站外围控制系统的应用；

2.能力目标

1）能根据具体应用选择FANUC工业机器人；

2）能根据具体应用选择FANUC工业机器人工作站外围设备；

3）能根据具体应用设计FANUC工业机器人与外围设备的接口电路；4）能调试PLC程序及FANUC机器人程序；

5）能解决FANUC工业机器人工作站的常见故障；

6）能看懂FANUC工业机器人技术手册；

3．素质目标

1）具有坚定正确的政治方向，热爱祖国，拥护中国共产党的领导；2）具有良好的职业道德和科学的创新精神；

3）具有良好的心理素质与健康体魄；

4）具有分析与决策能力；

5）具有与他人合作、沟通，团队工作能力；

6）具有发现问题，解决问题的能力；

7）具有自我学习、追求进步不断超越能力；

四、课程内容

五、学情分析

前导课程：《可编程控制器技术应用》、《工控组态与现场总线技术》、《工业机器人现场编程》、《工业机器人离线编程》等。

后续课程：《顶岗实习》、《毕业设计》。

学生学风：本专业高职学生思维较活跃，理论基础差，实践动手能力强。虽然完成前导课程学习，对PLC、工业网络、机器人编程等有一定基础，但缺乏工程案例系统整体应用意识，也需建立良好的学习习惯，培养团队合作意思。

主教材：课程团队《上下料机器人工作站系统应用》电子教材，《上下料机器人工作站系统应用(FANUC模块)》电子教材。

辅助教材：汪励、陈小艳《工业机器人工作站系统集成》机械工业出版社

汤晓华《工业机器人应用技术》高等教育出版社

吕景泉《工业机械手与智能视觉系统应用》中国铁道出版社

六、课程教学设计思路

(一) 课程设计理念

1. 依托行业，切合岗位需求，融入职业标准

与工业机器人装备制造行业企业深度合作，紧密结合专业教育与职业实践，按照上下料机器人系统工作站岗位的知识与技能要求，设计本课程的教学目标与教学内容，教学内容中融入本行业职业标准和规范。

2. 以职业能力为目标，以工作过程为导向

打破以往教学内容以“知识点”为中心的观念，以工作过程为导向，以工业机器人装调维护人员的职业行动领域，引入完整的工作结构，按照岗位工作过程的知识结构组成与能力训练要求序化教学内容，组织教学与实践训练，从而有效地发展学生的职业能力。

3. 以学生为主体，注重素质教育

教学上着眼于人的全面发展，更多地关注学生在完成项目学习过程中的体验，让学习者在做中学、学中做，引导学生积极主动地参与教学活动，全面锻炼学生的资料收集、团队合作、与人沟通等综合能力，培养学生的思维能力和科学精神和学习新技术的能力，提高学生的综合素质，加强学生的职业道德观，挖掘学生的内在潜能，使他们的素质全面而和谐地发展。

4. 构建知识技能与职业素养并重的评价体系，鼓励创新能力的培养

本课程采用项目化教学，不仅关注学生的学习结果，更关注完成学习任务的全过程，注重过程评价；不仅关注学生知识技能的掌握情况，还关注学生的职业素养的培养。教学评价做到形成性评价与终结性评价相结合，学生评价与教师评价相结合，定性评价与定量评价相结合。为鼓励创新，在教学中还布置提高任务，给学生创新发挥空间，评价时给创新任务加分。

(二) 课程设计思路

依托FANUC真实工业机器人上下料工作站项目，设计开发课程教学资源。上下料工作站系统应用以FANUC工业机器人为数控机床上下料为主线，参照机器人上下料工作站典型项目应用，由浅入深地培养学生的工业机器人数控机床上下料工作站系统的应用能力。

本课程模块资源设计了五个教学项目：（1）FANUC工业机器人上下料工作站系统安全教育；（2）FANUC工业机器人上下料工作站系统认识；（3）FANUC工业机器人上下料工作站系统连接（电气原理、硬件接口）；（4）FANUC工业机器人上下料工作站系统程序调试（机器人、PLC、视觉系统等部分，数控程序调用）；（5）FANUC工业机器人上下料工作站系统维护与故障诊断。

五块教学内容贯穿工业机器人应用项目的全过程，从工作站的认识、输送线的控制、数控机床接口电路的设计、机器视觉系统的应用、人机界面的设计、到工作站的系统设计、调试、维护与维修。根据项目进程，综合讲授工业机器人、数控机床、视觉系统、PLC、伺服控制器、变频器、触摸屏等系统集成应用的知识，以任务为驱动，训练学生工业机器人系统安装、调试和维护的技能。

在教学过程中，以项目导向、任务驱动，采用六步法实施教学，每个项目有若干个任务驱动，每个项目与任务体现学生认知规律及能力递进，在教学中以学生为主体结合校企合作及先进的教学手段使学生提高学习兴趣，较好地完成任务要求。为提高学生自主学习的积极性，建议采用项目过程考核，学生的知识、技能、学习的主动性、创造性及合作精神贯彻与整体教学进程中。

“上下料机器人工作站系统应用”课程对工业机器人技术专业共开设80课时，本课程模块学练一体总课时占32课时。

七、课程教学设计

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八、课程重点难点及解决方案

（一）重点难点：

（1）工作站的应用和工作过程；

（2）工作站的工业机器人、PLC、数控机床、视觉系统等设备接口连接；

（3）工作站的工业机器人安装、编程、调试与维护；

（4）工作站的PLC系统安装、编程、调试与维护；

（5）工作站的视觉系统安装、组态、调试与维护；

（6）工作站的数控机床的应用、连接、调试与维护；

（7）工作站的整机联机调试与维护；

（二）解决方案：

（1）企业工程真实案例引入到课堂教学中，培养学生发现、提炼、分析、解决实际问题的能力；

（2）充分运用电子课件、动画、视频、网络课堂等现代化教学手段，原理教学变得更直观具体，生动形象，使学生学有兴趣，理解全面，记忆深刻，提高理解能力；

（3）利用真实、虚拟的教学载体，教学实施做到“虚、仿、实”，既有高仿的虚拟实践教学环境，也有真实。

（4）采用一体化的授课形式，并结合现代教学理念，如互动式教学、启发式教学、案例教学等，充分调动学生学习的主观能动性和学习机器人的兴趣。

九、第一节课梗概

第一次课重点讲解FANUC工业机器人、数控机床和输送线的安全操作规范，认识各类警告标示，学习设备开启前安全检查步骤，掌握正确的上电顺序，懂得急停的作用，并能够在操作上下料工作站系统时，出现紧急的情况下正确使用急停按钮。

十、教学评价

本课程评价方案采用过程性考核评价方法。以能力测试为目标，强化过程性考核。在教学组织过程中，教师和学生共同对项目实施中的工作态度、协作精神、创新发挥、完成结果等进行成绩评定，作为过程性考核成绩；学期结束采用项目题库，根据学生独立完成情况给出综合考核成绩；学生课程成绩中过程性考核成绩占60%，综合考核成绩占40%。

过程考核：项目评价为等级制（A、B、C、D、E）（60%），分别代表5分、4分、3分、2分、1分，任课教师给每个项目进行考核评分和小组互评。课程结束后各小组有3个项目的有效成绩计入总成绩，考勤和项目报告10%计入总成绩。

综合考核：实操综合考核（20%）+理论综合考核（20%）；

实操考核由任课教师和实验管理员负责组织实施，一人一卷，一人一个工位，现场打分评定。