本课题选自《工业机器人操作与编程》，是电类专业的技术核心教材，在整个专业课程体系中占有重要地位。
本次课的内容：工业机器人分类与应用，从机械结构、坐标系和用途三个方面让同学们了解工业机器人的分类，对工业机器人有一个全面的认知。了解工业机器人的结构与主要参数，进一步认识ABB工业机器人，为后续基于ABB工业机器人的项目学习做准备，达到融会贯通。
学情
教学
目标
知识与技能：1．工业机器人的分类与应用；
2．工业机器人的结构与主要参数；
3．ABB工业机器人。
过程与方法：
4．利用微视频并结合实际工业应用进行展示讲解；
情感态度与价值观：5．养成边学边记录、边做边思考的习惯；
6．养成规范操作良好习惯，提高安全操作意识；
7．激发对本专业的热爱，增强团队合作意识并培养良好的职业素养。
教学重点
ABB工业机器人
教学难点
工业机器人的结构
资源
工业机器人实验台、电脑、学习平台、微课视频、学习任务书等
教学场所：工业机器人实训室
教法
学法
教法：启发引导、任务驱动、视频演示等
教学：观察法、自主探究、实践操作、小组讨论等
教学环节
教学内容与教学活动
设计意图
复习引入
创设情境
【学生】观看机器人工作过程的情况并思考看到的现象；
为学生创造具体的教学情境，激发其学习的主动性和积极性。
布置任务
强调安全
1．任务内容
（1）课前搜集工业机器人的种类；
（2）根据要求对工业机器人进行分类；
（3）讲讲你所知道的工业机器人的应用；
2．任务要求
（1）工业机器人的分类与应用在哪些地方；
（2）根据要求对工业机器人结构与主要参数进行描述；
（3）ABB工业机器人的主要参数。
【教师】对任务做简要介绍。
任务驱动，让学生对即将开始的任务有一个初步的了解。
分步实施
完成任务
任务一、工业机器人的分类与应用在哪些地方
1．根据工业机器人的分类
【教师】综合学生的发言进行总结，并进行分类的讲解。
【教师】巡回指导，发现问题，及时指导。
学生查阅工业机器人分类，了解ABB工业机器人主要参数，激发学生自主研究
任务二、工业机器人的结构与主要参数
1．工业机器人结构
【学生】根据要求指出工业机器人腰部等位于什么地方，并能牢固记住包含哪些部位。
【教师】归纳总结，形象贴切的以身体部位为基准进行讲解。
2．工业机器人主要参数
【学生】根据工业机器人不同部位，指出它的主要参数涉及哪些。
【教师】对不同参数进行讲解与区分。
末端、腰部、手臂、手腕等剖析工业机器人结构和参数
任务三、了解ABB工业机器人
1．IRB120机器人
【学生】手持示教器，按照教师示范操作工业机器人，在操作中了解该型号工业机器人的特点。
【教师】示范操作，巡回指导，发现问题，及时指导。
2．IRC5控制器系统
【学生】点开系统设置，查看ABB该型号机器人的控制系统，从内部进行细致学习。
规范操作，通过操作了解ABB工业机器人
拓展思考
【学生】谈学习收获与体会。
【教师】作最后的梳理归纳。
启发拓展思考：
ABB工业机器人的操作注意事项，如何让ABB工业机器人根据我们的要求进行工作呢？具体如何设置参数及编写程序呢？
操作流程的规范性和高效性。
5
项目二认识工业机器人工作站
任务一工作站三维搭建教案
工作站三维搭建
4学时
本课题选自《工业机器人操作与编程》，是电类专业的技术核心教材，在整个专业课程体系中占有重要地位。本堂课的内容选自书中项目二“认识工业机器人工作站”。本次课的教学内容为工作站的三维搭建。
本次课的内容：认识华航唯实DS-01机器人工作站，运用PQArt仿真软件搭建机器人工作站的三维模型，为工业机器人仿真课程做准备。
知识与技能：
1．认识华航唯实DS-01机器人工作站；
2．PQArt仿真软件的使用方法；
3．通过操作演示，讲解工作站三维搭建的方法；
情感态度与价值观：
4．培养严谨细致的工匠精神；
5．激发对本专业的热爱，培养动手能力。
三维球的使用方法
根据尺寸，灵活运用三维球完成整台设备的三维搭建
教学场所：计算机教室
教法：启发引导、任务驱动、示范操作等
【教师】展示PQArt软件的仿真效果，让学生看到该软件能起到的作用，激发学生的学习兴趣。
引出本课内容：如何在仿真软件中建立工作站？
【学生】观看PQArt软件的仿真动画，将最终效果与最初的空工作站对比，思考要完成工作站的三维搭建，需要完成哪些任务？
强调细节
（1）完成三维球装配项目；
（2）完成DS-01工作站的三维搭建。
（1）熟悉三维球的各项功能，例如：到点、到边的中点、到中心点、与边平行、与面垂直等；
（2）根据任务书要求，将所有模块安装到指定位置。
【教师】对任务做简要介绍，强调精准操作。
【学生】阅读学习任务书明确任务内容和要求，并观看教师的操作演示。
任务一、三维球装配项目
1.学习三维球的各项功能
【学生】使用三维球装配项目的仿真文件，学习三维球的使用方法。
【教师】发放三维球装配项目的仿真文件，通过操作演示，展示三维球的各项功能的效果和使用方法，指导学生完成该零件装配项目，熟悉三维球的使用方法。
2.完成零件的装配
【学生】使用三维球，完成整个零件的装配。
3.学生展示
【教师】组织学生比拼，表扬优秀的同学，鼓励不熟练的同学多多练习。
先从简单的零件装配项目入手，讲解PQArt软件中三维球的使用方法，演示各项功能的效果，让学生熟悉三维球的使用。
任务二、完成DS-01工作站的三维搭建
1.导入DS-01工作站
【学生】在PQArt软件中导入DS-01工作站
【教师】讲解操作步骤。
2.移动三维模型到指定位置
【学生】使用任务一中学习的三维球使用方法，根据老师给出的尺寸图，将各模块移动到指定位置。
3.移动工具模型到指定位置
【学生】学习工具的移动方法，完成工具的三维模型放置
【教师】讲解机器人工具的三维模型移动方法
使用三维球，完成模型的移动。
工作站的三维搭建需要与实际的设备相对应，所有的尺寸都是在真实设备上测量所得，而做到了虚实一致后，就能将虚拟环境下的仿真结果导出至真实设备中运行，如何创建机器人轨迹，让机器人动起来，需要进一步的学习。
总结归纳三维搭建小技巧。
任务二工作站装配教案
工作站装配
8学时
本课题选自《工业机器人操作与编程》，是电类专业的技术核心教材，在整个专业课程体系中占有重要地位。本堂课的内容选自书中项目二“认识工业机器人工作站”。本次课的教学内容为工作站的装配。
本次课的内容：学习实训设备的气路连接，学习芯片检测工位、码垛单元、涂胶单元、料仓单元的安装步骤。
学生已经学习了华航唯实DS-01工作站的三维搭建方法，了解了各模块的功能，对于工业机器人工作站的使用有着浓厚的兴趣。学生逻辑思维能力较弱，喜爱动手操作，对本课的工作站装配有较大的动力。
1．完成法兰盘的安装与气路连接；
2．完成芯片检测工位、码垛单元、涂胶单元、料仓单元的安装；
3．通过操作演示，讲解工作站装配的方法；
工作站的气路连接和模块安装
熟练辨别各种螺丝，熟练完成工作站的装配
【教师】在上一节课中，完成了工作站的三维搭建，了解了各个模块的作用，在真实的机器上，要让机器人能完成涂胶、码垛、芯片分拣检测等功能，需要将相应的模块组装好。
引出本课内容：如何安装工业机器人的气路及各模块零件？
【学生】复习各模块的功能及形状，准备好零件、螺丝、工具，准备学习模块的组装。
（1）完成法兰盘安装与气路连接；
（2）完成芯片检测工位的安装；
（3）完成码垛单元的安装；
（4）完成涂胶单元的安装；
（5）完成料仓单元的安装；
（6）完成工具及工具架的安装。
（1）熟练掌握工具的使用方法；
（2）熟练掌握气路图的读图方法；
（3）按照气路图，完成工作站的气路连接；
（4）熟练掌握机械装配图的读图方法；
（5）按照机械装配图，完成芯片检测工位、码垛单元、涂胶单元、料仓单元及工具架的安装。
【教师】布置操作任务，要求学生在安装之前清点好各组的零件、工具，讲述操作中的安全注意事项。
任务一、法兰盘安装与气路连接
1.学习气路图的读图方法
【学生】学习怎么看气路图，找到元器件和连接接口和气路图上标记的对应关系。
【教师】讲解气路图读图方法，指出元器件符号和实物的位置。
2.完成法兰盘的安装
【学生】使用内六角扳手安装法兰盘。
【教师】操作演示，学生操作时巡回指导。
3.完成气路连接
【学生】根据气路图，剪取合适长度的气管，完成电磁阀与法兰盘、工位气缸的气路连接。
要完成气路连接，首先需要看懂气路图，需要在理解的基础上完成操作。
任务二、芯片检测工位的安装
1.识读芯片检测工位的机械装配图
【学生】学习机械装配图的读图方法。
【教师】以安装好的实物为参照，讲解操作步骤。
2.安装芯片检测工位
【学生】按图施工，安装芯片检测工位。
完成芯片检测工位的安装，学会根据机械装配图，选择相应的螺丝、零件完成组装。
任务三、码垛单元的安装
1.识读码垛单元的机械装配图
2.安装码垛单元
【学生】按图施工，安装码垛单元。
完成码垛单元的安装，学会根据机械装配图，选择相应的螺丝、零件完成组装。
任务四、涂胶单元的安装
1.识读涂胶单元的机械装配图
2.安装涂胶单元
【学生】按图施工，安装涂胶单元。
完成涂胶单元的安装，学会根据机械装配图，选择相应的螺丝、零件完成组装。
任务五、料仓单元的安装
1.识读料仓单元的机械装配图
2.安装料仓单元
【学生】按图施工，安装料仓单元。
完成料仓单元的安装，学会根据机械装配图，选择相应的螺丝、零件完成组装。
任务六、工具及工具架的安装
1.安装工具和工具架
【学生】根据布局图，将工具架安装到指定位置。
【教师】学生操作时巡回指导。
完成工具架的安装。
总结归纳工作站装配小技巧。
“简单使用示教器”教案
简单使用示教器
1学时
18高职机器人
2021.9.24
本次课的内容：简单使用示教器，为后续继续学习机器人的I/O口配置，程序数据的设定，程序的编写等做好铺垫和前期准备，促进了学生融会贯通的你能力，也能更好的对学生前期所学知识的掌握情况进行检验。
知识与技能：1．机器人的上电；
2．使能器按钮的使用；
3．示教器菜单功能掌握。
4．理论与实践教学相结合进行教学；
示教器菜单功能掌握及应用
示教器右侧按键功能的掌握看，
IRB120型号机器人、电脑、学习平台、微课视频、学习任务书等
温故知新，激发其学习的主动性和积极性，为展开新课做好铺垫。
实操演示
（1）打开机器人及正确使用使能器按钮；
（2）掌握示教器界面上的菜单栏功能及按键功能；
（1）独立完成机器人上电的操作；
（2）能够正确使用使能器按钮；
（3）正确使用急停按钮。
【教师】对任务做简要介绍，强调规范安全操作。
【学生】阅读学习任务书明确任务内容和要求，并观看教师操作演示。
理事实结合，让学生对即将开始的任务有一个初步的了解，提高学生的学习积极性。
任务一、打开机器人及正确使用使能器按钮
1．对机器人进行上电操作
【学生】学生观看教师的示范操作，并分组合作，完成对机器人的上电操作。
（1）首先在这个实训平台的左侧找到一个圆形的启动开关，由“0“档位旋至“1”档；
（2）接着打开实训平台下方左侧的空气开关；
（3）最后打开实训平台下方右侧的机器人控制柜上的power电源开关，由“off”档拨至“on”档。
【教师】示范指导，巡回指导。
2．正确使用使能器按钮
【学生】学习并掌握使用使能器按钮的操作注意事项，知道急停按钮是如何操作的。
（1）使能器按钮是为保证操作人员的人身安全而设计的,只有在按下使能器按钮,并保持“电机开启”的状态,才可对机器人进行手动操作与程序的调试。当发生危险时,人会本能地将使能器按钮松开或按紧,机器人则会马上停下来,从而保证安全。操作者操作时需要用左手的四个手指按住使能器按钮。
（2）使能器按钮分为两档,在手动状态下将第一档按下去,机器人处于“电机开启”状态,此时按着使能器保持第一档状态,就可以手动操纵机器人。将第二档按下去以后,机器人就会处于“防护装置停止”状态。
（3）只有机器人处于“电机开启”状态时，才可以对其进行手动操作，否则机器人会处于“防护装置停止”状态，无法进行运动。
3．小组合作
组内四位同学轮流进行使能器按钮和急停按钮的操作，并进行组内总结和班内总结。
教师运用学习平台的微课资源，进行实操示范和讲解，鼓励学生自主学习，突出做中学，做中教。
团队合作，分工明确，营造人人参与个个活跃的学习氛围。
任务二、掌握示教器界面上的菜单栏功能及按键功能
1．主界面介绍
首先，介绍一下示教器触摸屏的主界面：界面最上方从左至右依次为菜单栏、通知栏和状态栏，中间部分为显示界面，位于显示界面右下角的为快捷键。
在示教器触摸屏菜单栏处单击后出现下拉菜单选项，具体各个选项的操作说明如表所示。
分类介绍：
菜单栏
HotEdit热编辑，表示程序模块下轨迹点位置的补偿设置窗口；
输入输出，表示设置及查看I/O视图窗口；
手动操作，表示动作模式、坐标系、操纵杆锁定载荷属性更改窗口；
自动生产窗口，表示再自动模式下，可直接调试程序并运行；
程序编辑器表示建立程序模块及例行程序的窗口；
程序数据，表示选择编程时所需程序数据的窗口；
备份与恢复，表示可备份和恢复系统；
校准，表示进行转数计数器和电机校准的窗口；
事件日志，表示查看系统出现的各种提示信息；
资源管理器，表示查看当前的系统文件；
状态栏
状态栏分别是机器人当前模式、使能状态、机器人当前系统和机器人当前速度状态。
快捷操作栏
快捷操作栏分别由运动参数状态栏、增量模式、程序运行模式、程序步进模式、速度和执行任务组成，这些选项分别具有不同的功能。
运动参数状态栏可以查看机器人所处的工具坐标系和工件坐标系；
增量模式栏可以更改机器人的运动速度，有“无、小、中、大”，四个档位，增量越大，机器人的运动速度就越慢，具体操作及显示值可以点开“显示值“进行查看，机器人在运动时，我们打开增量模式，调至“大“，可以看到机器人运动速度明显变慢，调至“小“，可以看到机器人运动速度明显变快；
程序运行模式栏可以选择机器人运动方式为单周运动还是连续运动；
程序步进模式栏分为步进入、步进出、跳过和下一步行动；速度栏可以修改机器人的运行速度，有不同的挡位，分别为速度”-+1%”，”-+5%“，直接变为”0%“、”25%“、”50%“、”100%“，机器人在运动时，我们打开运动速度栏，将速度调至25%，可以看到机器人运动速度变慢了，此时再调为100%，可以看到机器人运动速度变快了；
最后一栏为执行任务栏，表示要”停止“和”启动“的任务。
【学生】实践操作，有疑惑可询问老师或观看相应的微视频或小组讨论，自主探究解决。
【教师】讲解菜单栏，状态栏和快捷操作栏，巡视指导，答疑解惑，鼓励其自主探究、小组讨论。
2．按键的使用
下方的为四个可配置的快捷按钮，再下方的四个竖着的按钮分别是外部轴切换、线性/重定位模式切换、轴运动切换和增量模式，这四个按键的右侧为操纵杆，最下方的四个按键为程序调试按钮，第一个是启动按钮，开始执行程序，右侧第二个是步进按钮，使程序前进一个指令，第三个是停止按钮，第四个是步退指令，使程序后退一个指令。
【教师】讲解按键的使用，巡视指导，答疑解惑，鼓励其自主探究、小组讨论。
复习：
由教师讲解后再学习和实践操作，体现“做中教，做中学，做中求进步”的教学特点，并采用“教师主导，学生主体”的教学模式，充分使得学生成为课堂的主人，强化学生的学习印象，并提高学生学习的热情与对本专业的热爱。
理论和实践相结合，充分提高了课程的趣味性和操作性，有利于增强课堂说服力，强化了教学效果，同时教师的巡回指导又帮助了个别有困难的学生，帮其解决了学习问题，提高了学习的积极性。
如何通过示教器来调整机器人的姿态，使之准确地移动到目标点？
作业布置：熟悉示教器地使用。
完成操作、断开电源、整理工位。
养成7S和规范操作职业素养。
10
2021.10.11
1．机器人的信号配置；
2．机器人的信号关联与监控；
3．理论与实践教学相结合进行教学；
4．养成边学边记录、边做边思考的习惯；
5．养成规范操作良好习惯，提高安全操作意识；
6．激发对本专业的热爱，增强团队合作意识并培养良好的职业素养。
ABB机器人信号的配置
ABB机器人信号的关联和监控
激发其学习的主动性和积极性，为展开新课做好铺垫。
（1）板块配置；
（2）信号配置；
（3）信号关联；
（4）信号监控；
（1）独立完成板块配置；
（2）能够正确进行信号配置；
（3）正确进行信号的关联和监控。
下发模块化任务，让学生对即将开始的任务有一个初步的了解，提高学生的学习积极性。
任务一、板块配置
前期准备
操作流程：
（1）首先打开RobotStudio软件，点击“ABB模型库“，选择”IRB120”型号的机器人，再点击“确定”，然后就成功导入机器人；
（2）其次创建机器人系统，点击“机器人系统”，再点击“从布局”，选择好对应软件型号后，点击“下一个”，再点击“下一个”，接着点击“选项”；
（3）把“DefaultLanguage”改为”Chinese”，把“IndustrialNetworks”改为”709-1DeviceNetMaster/Slave”；
（4）接着点击“完成”，等待右下角“控制器状态0/1”变为“控制器状态1/1”且颜色由红色变为绿色时，机器人系统就已经创建完成，那么此时就可以点开“控制器”中的“示教器”。
板块配置
选择实训室常用的DSQC652板块；
（2）点击ABB机器人菜单，选择“控制面板”，再选择“配置”，再点击“DeviceNetDevice”，点击“添加”；
（3）修改“<默认>”下拉菜单“DSQC65224VDCI/ODevice”，选择完成之后其余项目无需更改，其中的地址“Address”，需要把63修改为我们常用的10，再点击“确定”；
（4）此时会弹出一个对话框问你“是否现在重新启动？”点击“是”，然后等待示教器重启，重启完毕后DSQC652板块就已配置完成。
组内四位同学轮流进行布局设定和板块配置的操作，并进行组内总结和班内总结。
按照“教师主导，学生主体”的教学模式进行课堂教学，教师只起到示范指导的作用，学生是课堂的主体，主要由学生进行课堂活动，提高了学生的积极主动性。
由教师讲解后再学习和实践操作，，充分使得学生成为课堂的主人，强化学生的学习印象，并提高学生学习的热情与对本专业的热爱。
任务二、信号配置
1．信号说明
2．信号配置
以di1信号为例，进行步骤讲解：
（1）打开“控制面板“，点击”配置“，选择”Signal“，点击”添加“，先修改”Name”为“di1”；
（2）再根据I/O分配表选择”TypeofSignal“的类型为”DigitalIutput”，注意信号类型不能选错，“AssignedtoDevice”选择刚才创建好的的d652板块；
（3）“DeviceMapping”根据I/O分配表填写0。接着进行数字输出信号do1的创建，打开“控制面板“，点击”配置“，选择”Signal“；
（4）点击”添加“，先修改”Name”为“do1”，再根据I/O分配表选择”TypeofSignal“的类型为”DigitalOutput”，注意信号类型不能选错；
（5）“AssignedtoDevice”选择刚才创建好的的d652板块，“DeviceMapping”根据I/O分配表填写32。
用同样的方法再创建一个do1信号，hd快换信号和一个grip夹爪信号，地址分别为32，7和4。可以将快换信号和夹爪信号配置到示教器快捷上，配置方法为：
（6）为点击菜单后，选择配置可编程按键，将类型改为输出，再选择hd设为快捷键一，将grip设为快捷键二。
【学生】实践操作，有疑惑自主探究解决。
【教师】讲解信号配置的方法，巡视指导，鼓励学生自主探究、小组讨论。
组内四位同学轮流进行四个信号配置的操作，并进行组内总结和班内总结。
理论和实践相结合，强化了教学效果，同时教师的巡回指导又帮助了个别有困难的学生，解决了学习问题，提高了学习的积极性。
任务三、信号关联
1．建立数字输入信号di1与机器人系统输入“电机开启”的关联
操作步骤：
（1）选择“控制面板“；
（2）选择”配置“；
（3）双击”SystemInput”进行设定；
（4）单击“添加”按钮；
（5）双击“SingalName”，选择”di1”;
（6）双击“Action”;
（7）选择“MotorsOn”，然后单击”确定“按钮；
（8）单击”确定“按钮；
（9）单击”是“，配置完成。
2．建立系统输出“机器人紧急停止”与数字输出信号do1的关联
(1)选择“控制面板“；
(2)选择”配置“；
(3)双击”SystemOnput”进行设定；
(4)单击“添加”按钮；
(5)双击“SingalName”，选择”do1”;
(6)双击“Action”;
(7)选择“EmergencyStop”，然后单击”确定“按钮；
(8)单击”确定“按钮；
(9)单击”是“，配置完成。
【教师】讲解两种信号的关联，巡视指导，答疑解惑，鼓励其自主探究、小组讨论。
组内四位同学轮流进行两种信号关联的操作，并进行组内总结和班内总结。
教师运用软件仿真操作，进行示范和讲解，鼓励学生自主学习，更有针对性和实践性。
任务四、信号监控
1．对di1进行仿真操作
（1）选择“输入输出“；
（2）打开视图，选择“IO设备“；
（3）可以看到“d652”正在运行，选中“d652”；
（4）然后单击“信号”；
（5）选中“di1”,然后单击”仿真“按钮；
（6）单击“1”，即可将“di1”仿真为“1”；
（7）单击“消除仿真”，即可将“di1”仿真消除。
2．对do1进行强制操作
（1）选择“输入输出”；
（2）打开视图，选择“IO设备”；
（5）选中“do1”,单击“0”和“1”即可对“do1”的状态进行强制。
【教师】讲解信号监控，巡视指导，答疑解惑，鼓励其自主探究、小组讨论。
组内四位同学轮流进行仿真和强制的操作，并进行组内总结和班内总结。
机器人信号可以由外部设备进行控制吗？
作业布置：练习四个信号的配置和两个信号的监控。
“Home点和TCP的创建”教案
Home点和TCP的创建
2021.10.15
本课题选自《工业机器人操作与编程》，是电类专业的技术核心教材，在整个专业课程体系中占有重要地位。本堂课的内容选自书中项目一“ABB机器人基础知识及手动操作”。本次课的教学内容为Home点和TCP的创建的讲解。
本次课的内容：简单使用示教器，为后续继续学习机器人的程序数据的设定，程序的编写等做好铺垫和前期准备，促进了学生融会贯通的能力，也能更好的对学生前期所学知识的掌握情况进行检验。
1．机器人Home点的创建；
2．机器人TCP的创建。
机器人Home点的创建
机器人TCP的创建
复习旧知，激发其学习的主动性和积极性，为展开新课做好铺垫。
（1）Home点的创建；
（2）TCP的创建；
（1）独立完成机器人home点和TCP的创建；
（2）能够进行硬件和软件的调试；
理实结合，让学生对即将开始的任务有一个初步的了解，提高学生的学习积极性。
任务一、Home点的创建
1．例题
题目要求是：操作示教器，设定工业机器人Home点姿态为本体的1轴、2轴、3轴、4轴、6轴的关节角度均为0度，5轴的关节角度为+90度，即工业机器人法兰盘轴线方向为竖直向下。
那么通过分析题意，题目的要求分两部分：
（1）新建一个名称为home的数据，数据类型为jointtarget，其表示位置数据，主要包含机器人6个轴的角度值。
（2）设置home数据的值，6个轴位置角度分别0，0，0，0，90，0。
新建home数据可以有两个方法：
（1）在程序编辑器中插入一条MoveAbsj的指令，点进位置数据里，有新建选项；
（2）进入主菜单的程序数据中，找到jointtarget类型，进入里面新建。
设置home值也有两种方法：
（1）进入程序编辑器，选中MoveAbsj程序中的home，点击编辑-查看值，可进行修改；
（2）二是进入主菜单的程序数据，找到home，点击编辑-修改值。我们就利用软件，以第二种方法为例来讲解操作步骤：
（1）打开主菜单，点击“程序数据”。
（2）选择进入“jointtarget”数据。
（3）新建一个名称为“Home”数据。
（4）选中Home，点击“编辑”，再点击“修改值”。
（5）rax-1至rax-6分别代表机器人1-6轴的角度，将其修改为0,0,0,0,90,0。然后点击“确定，完成操作。
（6）创建一条Moveabsj绝对位置运动指令，程序为Moveabsjhome,v1000,z50,tool0，调试后指针偏移到主程序，按下使能按钮等待电机开启后就可以看到机器人运动到设定好的home点了。
接着进入实训室进行实操验证。
【学生】学生观看教师的示范操作，并分组合作，完成对机器人的Home点设定的。
2．小组合作
组内四位同学轮流进行home点的设立，并进行组内总结和班内总结。
任务二、TCP的创建
1．TCP介绍
TCP的全称为工具坐标系，它是一个可自由定义、由用户定制的坐标系，工具坐标系的原点成为TCP点，即工具中心点。TCP的设定有两种途径:一种是找个固定的参考点进行示教,另一种则是知道工具的各参数,就可以得到相对于法兰盘上的默认工具坐标tool0的X、Y、Z的偏移量,同样也能得出精确的TCP。第二种方法常用在搬运应用的工具上。
那么在建立工具数据tooldata之前,我们先来了解一下建立工具数据的方法:
(1)首先在机器人的工作范围内找一个非常精确的固定点作为参考点,最好是一个尖端。
(2)在工具上确定一个参考点,最好是工具的中心点。
(3)手动操作机器人,移动工具上的参考点,以4种以上不同的机器人姿态尽量与固定的参考点碰上。为了获得更精准的TCP,下面用6点法进行操作,第4点是用工具的参考点垂直于固定点,第5点是工具参考点从固定点向将要设定为TCP的X方向移动,第6点是工具参考点从固定点向将要设定为TCP的Z方向移动。TCP取点数量的区别:4点法,不改变工具坐标的方向;5点法,改变工具坐标的Z方向;6点法,改变工具的X和Z方向。前面3个点的姿态幅度越大,TCP的精度越高。机器人通过这些位置数据自动计算求得TCP数据,并保存在tooldata程序数据中,需要时调用即可。
建立工具数据的方法:
2．例题讲解
该题的要求为：
1.创建名称为“tool1”的工具，TCP位于尖点处；
2.定其mass值为1；
3.通过工作站提供的TCP标定尖点，定义该工具的TCP参数，要求：
a)tool1坐标系X轴方向与基坐标系的X轴平行，方向相反；
b)tool1坐标系Y轴方向与基坐标系的Y轴平行，方向相反；
c)tool1坐标系Z轴方向与基坐标系的Z轴平行，方向相同；
（1）打开手动操作界面，进入工具，新建名为“tool1”的工具数据，并将mass设为1。
（2）将机器人1-6轴调至（0,0,0,0,90,0）度，可用MoveAbsj指令运动到位。
（3）参考坐标系选择基坐标系，工具选择tool1。
（4）进入到tool1的工具定义界面，方法选择“TCP和Z,X”，点数选择4。
（5）利用手动线性操作机器人将工具末端对准尖点，注意此时工具应是竖直的。选中点4，点击“修改位置”。
（6）题目要求tool1的X轴与基座标系的X轴平行反向，根据工具坐标定义规则，应利用线性操作将工具移向与基座标系的X轴相同方向，再修改位置。
（7）再手动操作回到尖点位置。题目要求tool1的Z轴与基座标系的Z轴平行同向，根据工具坐标定义规则，应利用线性操作将工具移向与基座标系的Z轴相反方向，再修改位置。
（8）其余再调整三个不同姿态对准尖点，依次选择点1,2,3修改位置，最后点击“确定”。
（9）出现误差提示，如误差过大说明示教点不准，需重新示教，如示教无误，点击确定，完成。
（10）得到符合题目要求的工具坐标系tool1。
（11）验证方式为，在“手动操作“界面选择”动作模式“为”线性“，”坐标系“为工具坐标系”，“工具坐标”为“tool1”，按下使能按钮，等待电机开启后，拨动摇杆，就可以看到X轴、Y轴、Z轴均符合题目要求的新工具坐标系tool1了。
接着进行实操验证。
由教师讲解后再学习和实践操作，充分使得学生成为课堂的主人，强化学生的学习印象，并提高学生学习的热情与对本专业的热爱。
若是改变题目中TCP的要求方向该如何操作？
作业布置：熟练掌握Home点和TCP的创建。
9
“手把手来建站”教案
手把手来建站
2021.9.3
本课题选自《工业机器人操作与编程》，是电类专业的技术核心教材，在整个专业课程体系中占有重要地位。本堂课的内容选自书中项目一“ABB机器人基础知识及手动操作”。本次课的教学内容为建立简易虚拟工作站，并创建虚拟控制系统。
本次课的内容：建立简易虚拟工作站，并创建虚拟控制系统，为后续继续学习机器人的IO信号的配置，程序数据的设定，程序的编写等做好铺垫和前期准备，促进了学生融会贯通的能力，也能更好的对学生前期所学知识的掌握情况进行检验。
1．建立简易虚拟工作站；
2．创建虚拟控制系统。
建立简易虚拟工作站，创建虚拟控制系统
常用的快捷方式
IRB120型号机器人、电脑、Robotstudio软件、学习平台、微课视频、学习任务书等
【教师】复习之前学习过的Robotstudio软件的安装方法和软件的操作界面。这次课先来完成第一项任务：即建立简易虚拟工作站，并创建虚拟控制系统。
复习旧知，巩固所学，为展开新课做好铺垫。
（1）建立简易虚拟工作站；
（2）创建虚拟控制系统；
（1）独立完成虚拟工作站的创建作；
（2）能够正确创建控制系统；
【教师】对所学任务做简要介绍，强调规范步骤操作。
理实结合，将书本内容和实际操作流程相结合，提高学生的学习热情。
任务一、建立简易虚拟工作站
1．创建虚拟工作站的方法
（1）首先打开软件，单击功能选项卡【文件】下的【新建】-【空工作站】，单击“创建”。视图1即为我们的工作主界面。
（2）选择功能选项卡【基本】下的【ABB模型库】，选中【IRB120】，单击【确定】。IRB120这款机器人是ABB第四代机器人系列的最新产品。它具有敏捷、紧凑、轻量的特点，控制精度与路径精度俱优，是物料搬运与装配应用的理想选择。它具有紧凑轻量、优化工作范围、快速，精准，敏捷、紧凑型控制器：小型机器人的好“拍档”、用途广泛等特点。
（3）选择功能选项卡【基本】下的【导入模型库】-【设备】里的Pen，
（4）选择功能选项卡【基本】下的【导入模型库】-【设备】里的propellertable。
安装喷枪的方法有两种：
（1）右击Pen，单击【安装到】，选择相应机器人；
（2）直接在Pen上按住鼠标左键，将其拖至机器人后松开。
下面我们需要确认下工业机器人是否可以到达。右击工业机器人，单击【显示机器人工作区域】，白色区域即为工业机器人可到达的范围。若不在范围内，我们可通过Freehand工具栏中的“移动”和“旋转”工具来进行调节。
移动调节的方法是：选中物体，单击“移动”工具，此时会出现一个十字箭头。拖动十字箭头，使小桌子移到合适的位置即可。
【学生】学生观看教师的示范操作，并分组合作，完成对机器人工作站的创建操作。
【教师】示范指导，巡回指导，并挑选部分同学进行示范操作。
2．常用的快捷方式
（1）平移是Ctrl+鼠标左键，
（2）旋转是Ctrl+Shift+鼠标左键；
（3）缩放是Ctrl+鼠标中键，或直接鼠标中键。
【学生】学习并掌握使一些常用的快捷方式。
组内四位同学进行寻工作站的建立，并进行组内总结和班内总结。
教师运用学习平台的微课资源和Robotstudio软件进行实操示范和讲解，鼓励学生自主学习，突出做中学，做中教，增强学生在学习中的主体地位。
任务二、创建虚拟控制系统
（1）选择功能选项卡【基本】下的【机器人系统】-【从布局…】，选择RobotWare版本，修改系统名称，确定保存位置；
（2）单击【下一个】，单击【下一个】，单击【选项】，点击类别中的【DefaultLanguage】，勾选“Chinese”；
（3）点击选项此选项【IndustrialNetworks】，勾选“709-1DeviceNetMaster/Slave”，核对概况显示无误后，单击【确定】；
（4）单击【完成】。该系统创建完成后，随即启动，直至达到电机上电（ON）状态。
注意：
（2）709-1DeviceNetMaster/Slave是一个最为常见的现场总线选项，其余常见的一些选项功能如表所示，比如要使用区域检测（WorldZones）功能，则需要选择608-1WorldZones选项，要进行焊接，633-4Arc选项必不可少。
【教师】讲解虚拟控制系统的建立步骤，巡视指导，答疑解惑，鼓励其自主探究、小组讨论。
组内四位同学进行虚拟控制系统的建立的操作，并进行组内总结和班内总结。
逐步分模块进行讲解，适应了学生的学习特点，加深学生的印象，提升学生的学习素养，增强学习趣味性。
理论和实践相结合，充分提高了课程的操作性，有利于增强课堂说服力，强化了教学效果，提高了学习的积极性。
如何创建一个机器人型号为“IRB1200”型号的机器人系统？
作业布置：保存创建好的机器人工作站并上传。
完成操作、关闭软件、整理桌面。
7
“‘双建’是关键”教案
“双建”是关键
2021.9.10
本课题选自《工业机器人操作与编程》，是电类专业的技术核心教材，在整个专业课程体系中占有重要地位。本堂课的内容选自书中项目一“ABB机器人基础知识及手动操作”。本次课的教学内容为创建工件坐标系和创建目标点。
本次课的内容：创建工件坐标系和创建目标点，为后续继续学习机器人的IO信号的配置，程序数据的设定，程序的编写等做好铺垫和前期准备，促进了学生融会贯通的能力，也能更好的对学生前期所学知识的掌握情况进行检验。
1．创建工件坐标系；
2．创建目标点。
创建工件坐标系和创建目标点
创建目标点的两种方法
【教师】复习之前学习过的工作站的创建方法，接下来将在此基础上完成轨迹路径的创建。在创建路径之前，首先要做好“双建”的工作，即创建工件坐标系和创建目标点。这次课要来完成一项任务：即建立简易虚拟工作站，并创建虚拟控制系统。
复习旧知，巩固所学，为更好地学习新内容打好基础。
（1）建立工件坐标系；
（2）创建目标点；
（1）独立完成工件坐标系和目标点的创建；
（2）掌握两种目标点地创建方法；
任务一、创建工件坐标系
1．常用坐标系介绍
工业机器人的常用坐标系有基坐标系、大地坐标系、工具坐标系和工件坐标系。
（1）基坐标系是以机器人安装基座为基准、用来描述机器人本体运动的直角坐标系。
（2）大地坐标系是以大地作为参考的直角坐标系。在多个机器人联动的和带有外轴的机器人会用到，90%的大地坐标系与基坐标系是重合的。
（3）工具坐标系：是以工具中心点作为零点，机器人的轨迹参照工具中心点，不再是机器人手腕中心点Tool0了，而是新的工具中心点。
（4）工件坐标系是以工件为基准的直角坐标系，可用来描述TCP运动的坐标系。
【学生】学生理解四种工件坐标系的含义。
2．工件坐标系的创建方法
（1）单击功能选项卡【基本】下的【其它】-【创建工件坐标】；（2）在创建工件坐标面板中修改名称为“Wobj1”，选择【用户坐标框架】-【取点创建框架】；
（3）在下拉菜单中选择“三点法”，利用工具“选择部件”和“捕捉末端”，采集准确的坐标数据。
（4）完成后单击创建。
（1）工具一定要选择“Pen_TCP”。
（2）在确定坐标的过程中，请适当调整工作站视图角度，以便坐标采集精确。
【学生】学习并掌握工件坐标系的创建的操作方法和操作注意事项。
同学进行工具坐标系的创建，并进行组内总结和班内交流。
教师运用学习平台的微课资源，进行讲解，鼓励学生自主学习，突出做中学，做中教。
操作注意事项由学生总结，教师进行归纳，充分体现学生主体的教学模式。
任务二、创建目标点
1．创建目标点
（1）单击选项功能卡【基本】下的【目标点】-【创建目标】，选择工具“选择部件”和“捕捉末端”。在“创建目标”面板中，鼠标单击“位置”，而后沿着桌子死四角点四次，单击“确认”，则在工件坐标“Wobj1”下有了四个目标点。
（2）观察目标点上Pen的实现效果，操作方法如下：右击目标点，如Target_10，单击选择【查看目标处工具】-【Pen】即可，单击其余目标点均有Pen的显示。
（3）显然，Pen的方向存在问题，我们要进行调整。以Target_10为例，右击选择【修改目标】-【旋转】，我们想要Pen固定Y方向，旋转180°，所以我们修改参数如视频所示。完成之后单击【完成】。
针对剩余的三个，我们可以进行批处理，即右击Target_10，选择【复制方向】，而后选择剩余的三个目标点（可以Crtl+逐个单击，或Shift+单击第一个、单击最后一个），右击选择【应用方向】，四个目标点上的Pen都一致了。
选中四个目标点，右击选择【添加新路径】，看，生成了Path_10。右击它，选择【自动配置】-【所有移动指令】，在【选择机器人配置】面板中，挑选各关节轴度数变化最少的，单击【应用】。
2．创建示教目标点
回到刚建完工件坐标系的状态。
（1）单击选项功能卡【基本】下的【路径】-【空路径】，即生成了Path_10。注意，同样要修改当前工具为“Pen_TCP”；
（2）选择选项功能卡【基本】下Freehand-“手动关节”，对机器人弹出的关节调到合适的位置，在合适的姿态下选择功能选项卡【基本】下的-【路径编辑】-【示教指令】，Target_10。
（3）选择选项功能卡【基本】下Freehand-“手动线性”，打开捕捉工具“捕捉末端”，提高对桌面点的选择。每到一个角点即单击【示教指令】。
组内四位同学轮流进行两种目标点的创建方法的操作，并进行组内总结和班内交流。
创建过程中，务必要特别注意以下几点：
（1）工具要选择“Pen_TCP”；
（2）右击目标点的【查看目标处工具】和【查看机器人目标】，可帮助我们检查路径效果；
（3）工业机器人复位方法：右击机器人选择【回到机械原点】
分步处理，适应了学生的学习特点，加深学生的印象，提升学生的学习素养，增强学习趣味性。
由教师讲解后再学习和实践操作，体现“做中教，做中学，做中求进步”的教学特点。
并采用“教师主导，学生主体”的教学模式，充分使得学生成为课堂的主人，强化学生的学习印象。
理论和实践相结合，充分提高了课程的趣味性和操作性，同时提高了学生学习的积极性。
如何换一种机器人型号，其工具的安装方式会改变吗？
作业布置：掌握工件坐标系和目标点的创建方法。
完成操作、关闭软件、整理工位。
“曲面溜一圈”教案
曲面溜一圈
2021.9.17
本课题选自《工业机器人操作与编程》，是电类专业的技术核心教材，在整个专业课程体系中占有重要地位。本堂课的内容选自书中项目一“ABB机器人基础知识及手动操作”。本次课的教学内容为创建增压缸表面的曲线路径。
本次课的内容：创建增压缸表面的曲线路径，为后续继续学习机器人路径规划，程序数据的设定，程序的编写等做好铺垫和前期准备，促进了学生融会贯通的能力，也能更好的对学生前期所学知识的掌握情况进行检验。
1．创建增压缸表面的曲线路径；
2．理论与实践教学相结合进行教学；
3．养成边学边记录、边做边思考的习惯；
4．养成规范操作良好习惯，提高安全操作意识；
5．激发对本专业的热爱，增强团队合作意识并培养良好的职业素养。
创建增压缸表面的曲线路径
修改Target_10姿态
【教师】复习之前学习过的工件坐标系和目标点的创建方法。如果采用之前创建目标点的方法来创建，则需要采集尽可能多的点，这样的工作量太大了，创建效率太低。本次课就要学习如何利用软件的自动路径功能来生成运行轨迹路劲的方法。
（1）创建增压缸表面的曲线路径；
（1）掌握利用软件的自动路径功能来生成运行轨迹路劲的方法；
（2）以修改Target_10姿态为例进行路径；
任务一、建立增压缸表面的曲线路径
1．准备工作
（1）打开“增压缸.rspag”文件;
(2)按所学知识建立工件坐标系wobj_1。
2．回忆MoveL和MoveJ的指令特点
（1）MoveL：机器人以线性方式运动至目标点，当前点与目标点两点决定一条严格直线，机器人运动状态可控，运动路径保持唯一，可能出现死点，常用于机器人在工作状态移动。示教的两个点之间的路径完全按照直线运动，奇异点和死机的可能性更大。
（2）MoveJ：机器人以最快捷的方式运动至目标点，机器人运动状态不完全可控,机器人关节怎么舒服怎么走,完全按照机器人自己的意愿执行路径,但运动路径保持唯一，常用于机器人在空间大范围移动。
在这我们运用MoveL指令，【Speed】设为“v1000”，即指1000mm/s，【Zone】设为“Z0”。Z0是指转弯半径为0，它和fine效果一样吗？执行fine时，系统不会预读程序，所以机器人会有短暂的停顿，人眼分辨不了。另外实际，Z0也是有转弯半径的，为0.3mm，而不是0mm，只是体现不明显。
3.操作步骤
进行下一步操作之前，要选择号工具坐标wobj_1和工具Pen_TCP，选择完成之后再从增压缸上端面边沿来进行创建路径的操作：
（1）首先，单击选项功能卡【基本】下的【路径】-【自动路径】。光标移至“参照面”后单击，再单击增压缸上端面，完成参照面的设置。利用Shift+鼠标左键，选中增压缸上端面外边缘。设置“最小距离”为0.20mm，“最大半径”40000.00mm，“公差”0.10mm，单击【创建】。
（2）单击选项卡【基本】下的【路径和目标点】标签页，【路径与步骤】下已经创建了一条路径Path_10。展开Path_10可以看到该轨迹的所有运动指令。
如果指令出现红色禁止符号，表式该运动指令的目标点不可达，可能的原因有路径经过奇异点、目标点超出机器人工作范围、关节范围超限；如果指令出现黄色感叹号，则表示当前的轴配置无法达到该指令的目标点。
组内四位同学进行增压缸表面的曲线路径的创建的操作，并进行组内交流和讨论。
教师进行实操示范和讲解，鼓励学生自主学习，突出做中学，做中教。
教师讲解，学生记录，及时质疑并做好反思，进行组内交流。
充分使得学生成为课堂的主人，强化学生的学习印象，并提高学生学习的热情与对本专业的热爱。
任务二、以修改Target_10姿态为例
1．操作步骤
（1）右击Target_10，单击选择【修改目标】-【旋转】。应绕本地Z轴旋转合适的角度，所以我们选择【Z】，设置旋转10，单击【应用】。角度10不是固定的，可以多试几次，实现机器人抵达点位即可。
（2）以Target_10为参考调整其余目标点姿态。选中其余的所有目标点，右击选择【修改目标】-【对准目标点方向】，所有目标点位的姿态都与Target_10一致。若此过程中还有目标点存在问题的，可以单独进行角度的调整，直至最后都完成。
【教师】讲解该例子，巡视指导，答疑解惑，鼓励其自主探究、小组讨论。
组内四位同学进行该例子的操作，并进行组内总结和班内总结。
建立增压缸表面的曲线路径
如何建立增压缸底面和侧面的曲线路径呢？
作业布置：建立增压缸表面的曲线路径并打包提交。
视觉系统应用教案
视觉系统应用
2学时
2021.10.18
本课题选自《工业机器人操作与编程》，是机器人技术应用专业的专业核心教材，在整个专业课程体系中占有重要地位。本堂课的内容选自教材中项目五“视觉系统应用”。
视觉系统是工作站中不可或缺的部分，它就像给工业机器人安上了“眼睛”，通过智能相机采集物体颜色、轮廓等信息，并将信息反馈给ABB机器人，ABB机器人根据识别物体具有的不同特征执行对应的动作，从而完成整个工作流程。通过该项目内容的学习，使学生能够完成视觉检测系统的连接、设置、验证和使用等操作。
学生具备了工业机器人的基本组成、驱动和控制系统的组成等知识，掌握了电路基本原理，分析和检测的方法。学生对于机器人视觉系统的内容还是首次接触，对新知识新技术接受能力较强，喜欢合作探究，具有强烈的求知欲和渴望探究的积极情感态度。依据前面学习情况，学生具备较强的工具使用、资料信息查询、表单填写报告撰写能力，但是实际解决问题的能力需要加强。
素质目标：
1．通过强调视觉系统标准化调试流程，树立安全第一作业意识；
2．通过视觉系统故障排除训练锻炼学生用心、细心、耐心的职业精神。
知识目标：
1．掌握视觉系统形状识别的参数设置；
2.掌握视觉系统形状识别流程编辑方法
能力目标：
1．能够熟练使用欧姆龙视觉系统正确识别异形芯片的形状和颜色特征。
2．能完成视觉识别软件设置；
3.能根据视觉传感器故障现象分析判断故障原因并排除。
掌握欧姆龙视觉系统形状和颜色识别的流程设计。
掌握欧姆龙视觉系统形成识别的参数设置。
工业机器人实验台、数字化学习平台、CHL-DS-01设备、欧姆龙视觉仿真软件
【教师】引入“智能视觉垃圾分类系统”案例视频。
通过观察工业机器人能将不同种类的垃圾准确地进行识别和分拣，从而引出问题：工业机器人是不是装了一双明亮的“眼睛”，为什么能否识别出垃圾的种类，这双“眼睛”是什么控制系统，识别出垃圾种类是通过哪些信号传输给机器人，从而机器人实现对垃圾的分拣。带着这些问题，我们首先明确本次课的任务。
【学生】思考工业机器人是通过什么方式对不同种类的垃圾进行分拣。工业机器人实训设备上的欧姆龙视觉系统如何对异形芯片进行形状和颜色的判断呢？。
通过视频直观感受视觉系统在垃圾分类中应用，激发学生探究视觉系统的兴趣。
（1）通信参数和视觉场景的设置；
（2）根据视觉检测结果，编写机器人运动程序；
（3）调试并完善机器人视觉检测过程；
（1）视觉系统软件参数部分的设置，包括视觉检测输出极性、输出周期的设置；
（2）视觉软件场景1—4对应四种异形芯片形状母版的设置；
（3）视觉软件场景5—8对应四种异形芯片颜色母版的设置；
（4）编写机器人运动程序并运行调试。
【教师】教师引出视觉系统的参数设置、模型登陆、综合判定方式，数据通信等知识点，强调规范安全操作。
【学生】学生思考：通过欧姆龙视觉系统判断芯片的种类，来实现不同类型芯片所代表垃圾的分类。
1.预习点评引导学生回顾旧知，也顺利引出了新课内容。
2.通过视觉系统来进行垃圾分类，在增加趣味性的同时，使学生更加直观的了解视觉系统的构成和工作原理，引导他们学会思考、开拓创新，发掘视觉系统的应用场景，培养学生的创新精神。
任务一、设置视觉系统的参数
1．视觉软件中设置通信参数
【教师】通过仿真软件演示如何进行视觉通信参数的设置。
2．图像模式选择动态
【学生】图像模式选择“相机图像动态”，点击保存按钮保存上述设置结果。
【教师】巡回指导，提出问题启发学生思考，如果图像模式选择的是静态，会出现什么问题？及时引导和探索。
视觉系统参数的设置是视觉准备进行识别芯片的基础。通过引导学生对问题的思考和尝试，锻炼学生的探索精神。
任务二、异形芯片形状母版的设置
1．创建1—4场景，分别存放长方形、正方形、圆、半圆四种芯片的形状母版
【教师】以长方形芯片为例进行示范讲解，其余芯片形状设置由学生合作探究完成。
2．形状检测时NG的解决办法
【教师】巡回指导，发现问题，引导分析。
通过运用欧姆龙视觉系统来进行不同形状的区分，便于及时纠错与修改，激发了学生的学习兴趣。
任务三、异形芯片颜色母版的设置
1．创建5—8场景，分别存放长方形、正方形、圆、半圆四种芯片的颜色母版
【学生】根据要求完成导入平均色差、测量参数、判定条件的设定，并对四种异形芯片的蓝色判定进行测试。
【教师】以蓝色长方形芯片为例进行示范讲解，其余芯片的颜色设置由学生小组合作完成。
2．颜色检测时NG的解决办法
【学生】当出现颜色判别NG时，可以从平均色差数值出发，进行一定范围的修正从而排除故障。
【教师】巡回指导，注意引导学生对视觉系统的进光量的调节，因为进光量在仿真中无法模拟。
练习同种颜色不同芯片判别时的参数设置，因为实物颜色之间有一定偏差，对判定结果有影响。通过对芯片颜色判定的测试，让学生在理解中体会，突出重点，突破难点。
任务四、机器人程序的编写和调试
1.将深色和形状检测均为OK的芯片分拣到1—4号工位垃圾桶中
【学生】用异形芯片模拟生产或生活垃圾中的废纸、金属、塑料、玻璃，在视觉系统参数及场景已经设置完成的前提下，将蓝色正方形芯片、红色长方形芯片、蓝色圆形芯片和红色半圆芯片，分别投放到1—4号工位的垃圾桶中。对于颜色或形状中有一个检测为NG的芯片由机器人放回到原料区原位置。根据教师的分析，小组通力合作完成其余深色芯片程序的编写并调试。
【教师】以蓝色正方形芯片投放为例，画出芯片判别以及机器人搬运流程图进行引导分析。
本任务是对学生实践能力的提升，通过引导学生对机器人信号配置、吸盘工具取放、芯片形状和颜色的判定等环节程序的编写与调试，让学生在做中学，学中做，从而突出重点，突破难点。另外在实操调试中，也使学生确立安全操作规范意识，养成用心、细心、耐心的工匠之心。
【学生】分组讨论，由学生独立思考后自行总结本次任务知识点。
【教师】教师对本次课程的完成情况进行归纳总结。
任务以小组为单位实施，对个人考核较少，导致组内存在“南郭先生”，需进一步优化任务设置，增加轮岗次数，加强个人技能训练。
引导学生独立思考，养成知识梳理的好习惯。
6
“工具取放”教案
工具取放
本课题选自《工业机器人操作与编程》，是电类专业的技术核心教材，在整个专业课程体系中占有重要地位。本堂课的内容选自书中项目5“工业机器人视觉检测与芯片分拣”。本次课的教学内容为“工具取放”。
学习本课之前，学生已经掌握了使用示教器的基本方法，能够运用基本运动指令实现对工业机器人的直线与圆弧运动。但是工具取放这一任务包含了工业机器人初始化到取放工具的一系列流程，对于学生而言是首次接触。因此在编程思路与流程规划上会有所欠缺。教学时应先从基础知识开始讲解，先让学生了解工作台的基本配置，再讲解关键指令的运用与任务流程的规划，由浅入深帮助学生更好的完成该任务。
知识与技能：1．芯片分拣工作台的组成；
2．任务流程规划与新指令运用；
3．示教编程。
4．利用微视频并结合图文进行讲解演示，帮助学生理解知识，掌握技能；
任务流程规划与新指令的运用
根据任务规划进行正确的示教编程
【教师】播放工业机器人芯片分拣的实际视频，着重展示机器人工具取放的过程。引出：如何根据任务要求运用先前的运动指令实现工业机器人芯片分拣这一基本流程。工具的取放是如何实现的？
本节课我们的学习内容主要分为以下3个部分
（1）了解芯片分拣工作站的组成；
（2）根据任务要求进行流程规划；
（3）.运用运动指令与输入输出指令实现工具的取放；
（1）了解工作站组成；
（2）学习新指令并根据任务要求进行流程规划。；
（3）根据流程规划进行示教编程，完成工具取放。
【学生】阅读学习任务书明确任务内容和要求，做好学习准备
任务一、了解芯片工作站的组成
（1）工业机器人本体
（2）工位台与PCB板
（3）工具架与工具
（4）芯片台
【学生】根据图文对芯片工作站的组成部分进行了解
【教师】讲授为主，让学生能够正确的对芯片工作站的各个组成部分进行区分并了解基本的位置分布。
图文讲解给予学生直观演示，促进学生对于知识的吸收
任务二、指令学习与流程规划
1．MoveAbsJ指令的基本概念
MoveAbsJ
MoveJ：TCP轨迹为不确定曲线，运动对象为工具
MoveAbsJ：TCP轨迹为不确定曲线，运动对象为轴
MoveAbsJ指令中机器人的最终位置，既不受工具或者工作对象的影响，也不受激活程序更换的影响。常用于机器人回原点操作
【学生】学习MoveAbsJ指令的基本概念，掌握指令的运用方法。
2．流程规划
（1）吸盘拾取
（2）吸盘放置
【学生】通过流程规划掌握示教编程的基本思路
【教师】图文讲解辅以示例展示。
MoveAbsJ指令作为常用的回固定位置指令，在后续的芯片分拣正式编程中也会得到广泛运用。
为后续正式编程奠定基础
任务三、示教编程
1．创建模块与例行程序
【学生】根据任务要求进行程序创建并命名
2．关键数据定义
【学生】定义关键位置数据
3．示教编程
（1）结合任务流程进行完整的示教编程演示并进行调试
（2）调试完成后完整演示工具取放的全部过程
首先程序初始化，机器人置于初始位置，快换装置复位
接着机器人偏移到安全点
紧接着，机器人到达吸盘工具的拾取点
快换装置启动安装吸盘
延时1s后，机器人向上运动偏移到安全点
机器人回到初始位置
下面进行吸盘放置程序调试，继续按下播放键
机器人从初始位置出发偏移到安全点
接着机器人到达吸盘工具释放点
复位快换装置释放吸盘
延时1s后机器人向上偏移回到home点
最后机器人回到初始位置，调试结束。
【学生】根据演示梳理知识，掌握基本流程后独立完成编程
规范操作
编程实际上是将一项工作按流程细化到每一个步骤，一个步骤对应一条指令。在芯片分拣中会有大量的位置数据，如果每个位置数据单独进行调用会使程序十分臃肿且不利于维护，是否有高效率的位置数据调用方法呢？这是我们下节课将要解决的一个问题。
编程的基本思路与指令的基本运用，引出下一节课的学习内容，鼓励学生先行去探索思考。
“芯片分拣”教案
芯片分拣
本课题选自《工业机器人操作与编程》，是电类专业的技术核心教材，在整个专业课程体系中占有重要地位。本堂课的内容选自书中项目5“工业机器人视觉检测与芯片分拣”。本次课的教学内容为“芯片分拣”。
学生要完成该任务需具备示教编程的基本技能，能够根据芯片分拣要求正确并设置视觉检测系统。掌握循环指令，运动指令，输入输出指令的运用方法。该任务流程复杂，所含知识点多，十分考验学生的综合能力。
学习本课之前，学生已经掌握了示教编程的基本思路与方法，能够运用运动指令与输入输出指令完成吸盘工具的取放，同时也掌握了正确使用工业机器人视觉检测系统的方法。芯片分拣中含有大量位置数据，机器人也将进行多次往复运动以便完成芯片分拣要求。因而在教学中因先让学生对于芯片分拣种类，PCB板与芯片台进行了解，同时让学生掌握数组与循环指令的使用技巧，为后续芯片分拣的正式编程奠定基础。
知识与技能：1．认识异形芯片；
2．芯片分拣流程；
3．数组与循环指令。
4．芯片分拣编程
数组与循环指令的运用，芯片分拣的基本流程
根据流程结合已学指令正确进行编程，完成芯片分拣的任务要求
【教师】在上节课中我们成功实现了吸盘工具的取放，这节课我们将开始研究如何实现完整的芯片分拣。在正式学习开始前，我们先来观察一下将要用到的异形芯片。【学生】观看机器人工作过程的情况并思考看到的现象；
（1）认识异形芯片；
（2）通过数组，循环程序实现多个位置数据调用；
（3）结合视觉检测系统实现芯片分拣；
（1）了解异形芯片的特征；
（2）了解芯片分拣流程，学习新指令实现多个位置数据调用。；
（3）根据流程规划进行示教编程，结合视觉检测系统完成芯片分拣。
任务一、认识异形芯片
（1）芯片台
（2）芯片种类
【学生】根据图文对芯片台，芯片种类进行了解
【教师】讲授为主，让学生能够认识芯片台的位置构成，了解异形芯片的形状特征。。
图文讲解给予学生直观演示，为后续学生学习位置数据调用与视觉检测系统设置奠定基础
任务二、芯片分拣流程
（1）单个芯片分拣
单个异形芯片分拣过程由四个部分组成，首先设定拾取点，拾取目标芯片，接着设定目标点，最后将芯片放置到PCB板的指定位置上。
（2）多个芯片分拣
对于单个芯片的分拣而言，我们可以通过类似于工具取放的方法，通过吸盘工具，设立拾取点与目标点进行芯片的分拣与装配。
而要进行多个芯片的随机分拣，我们需要先通过视觉检测系统对拾取到的芯片进行检测，读取并保存其外形与颜色数据，而后根据任务要求，将符合条件的芯片分拣装配到PCB板的正确位置上，不符合要求的芯片则放置到废料区，其基本程序流程如图所示。
【学生】通过流程规划掌握芯片分拣示教编程的基本思路
单个芯片分拣作为切入点，由浅入深的对多个芯片分拣的基本流程进行讲解，同时适当穿插视觉检测系统的基本概念，帮助学生巩固知识的同时做好正式编程的准备
任务三、新指令学习
1．数组
通过录屏讲解的方法教授学生数组的创建于数据的调用方法
2．While指令
i:=0;
WHILEi<7DO
Incri;
xiaobanyuan;
ENDWHILE
【学生】通过基本概念的讲解与例题解释，帮助学生理解循环指令的基本运用
循环与数组指令的灵活运用是实现芯片分拣的关键点
任务四、正式编程
1.PCB板
以A05号PCB板的例，在该板上，我们需要分拣完成的芯片的外形，颜色，位置如图所示
2.结合流程图进行示教编程（演示）
1.机器人从home点出发，去拾取吸盘工具后回home点。
2.机器人开始经过ccd视觉系统进行原料探测（机器人跑自动）。
3.原料探测完成，原料台上的芯片数据已经赋值在定义好的二维数组中。
4.接着机器人开始芯片分拣装配，根据储存的符合要求的芯片数据与目标点数据，拾取芯片将其分拣到PCB上的指定位置。
5.芯片分拣装配完成，机器人将吸盘工具放回到工具架
6.最后机器人返回home点，芯片分拣结束
【学生】参照演示完成芯片分拣编程。
规范操作，直观演示编程流程
1.异形芯片
了解异形芯片的种类与外形特征
2.数组与循环程序：
通过数组与循环程序，实现多个位置数据调用。
3.芯片分拣：
结合流程图实现多个芯片的随机分拣
本节课我们了解了芯片的种类及其在芯片台，PCB板上的对应位置。并通过定义数组结合循环程序，实现了多个芯片拾取点与目标点的赋值与调用，最终完成了芯片分拣这一任务。
课堂总结
“触摸屏”教案
触摸屏
本课题选自《工业机器人操作与编程》，是电类专业的技术核心教材，在整个专业课程体系中占有重要地位。本堂课的内容选自书中项目六“工业机器人与触摸屏和PLC”。本次课的教学内容为触摸屏。
本次课的内容：触摸屏，为后续学习了PLC后，实现机器人、触摸屏、PLC之间的相互通信，交互设计作准备，可以实现比较完整的项目，实现了不同课程知识之间的综合应用，促进了学生对不同课程知识之间的融会贯通，也能更好的对学生前期所学知识的掌握情况进行检验。
知识与技能：1．触摸屏的设置；
2．地址的分配；
3．触摸屏的画法。
4．利用微视频并结合触摸屏的绘制步骤进行实践绘制；
触摸屏的设置
不通信的前提下不易发现故障
【教师】播放触摸屏随机输入数据，工业机器人根据触摸屏的输入值进行实际运行。引出：工业机器人为什么受触摸屏控制，是不是触摸屏让机器人干什么机器人就能干什么，触摸屏上的画面是如何得到的，机器人是如何知道触摸屏给它下的命令的，带着这些问题，我们先来解决触摸屏上的画面是如何绘制的？
（1）完成触摸屏的参数设置；
（2）根据要求完成触摸屏画面的绘制；
（3）下载触摸屏画面至触摸屏；
（1）设置触摸屏的参数，包括选择触摸屏的型号，选择端口，波特率等；
（2）根据要求完成触摸屏画面的绘制，包括主页面、各子页面的绘制；
（3）将绘制完成的触摸屏画面下载至触摸屏。
【学生】阅读学习任务书明确任务内容和要求，并观看操作演示视频。
任务一、设置触摸屏的参数
1．根据实际触摸屏的型号，选择并设置触摸屏的型号
【学生】打开触摸屏软件，根据实际所用的触摸屏型号，选择并设置触摸屏的型号。
【教师】巡回指导。
2．选择端口
【学生】根据实际使用的端口情况，选择相应的端口。
学生查阅实际使用的触摸屏型号，端口，再选择相应的型号，激发学生自主研究
任务二、根据要求绘制触摸屏画面
1．新建各页面
【学生】根据要求新建需要的页面，并把每个页面。
2．绘制各页面
【学生】根据每一页的要求，绘制每一页的画面，如文字、按钮、下拉菜单等等，并设置好相应的地址。
绘制每一页画面，并合理分配每一页的地址
任务三、下载画面到触摸屏
1．连接好下载线
【学生】连接下载线。
2．下载画面
【学生】点击工程文件，选择建立下载数据，按提示向下操作。
触摸屏的绘制，其实是一个熟练操作的过程，只要熟练，并且地址分配合理，那么触摸屏绘制就是一个熟能生巧的操作。
绘制流程的规范性和高效性。
“码垛编程一”教案
码垛编程一
2021.9.27
本课题选自《工业机器人操作与编程》，是电类专业的技术核心教材，在整个专业课程体系中占有重要地位。本堂课的内容选自书中项目七“机器人综合训练”。本次课的教学内容为码垛编程一，在此之前的章节中，我们已经学习了工业机器人的编程指令，常用的编程方法，也实践了操作了一些程序的功能。
本次课的内容：码垛编程一是在掌握了一定技术的基础上，再加上点位示教、气路连接、码垛平台搭建等来完成的一个项目，实现了知识和技能的综合应用，促进了学生对知识之间的融会贯通，也能更好的对学生前期所学知识的掌握情况进行检验。
知识与技能：1．掌握码垛平台A、B的组装，以及所需点位的示教；
2．掌握码垛的编程思路和编程方法；
3．掌握码垛调试时的排故方法和排故步骤。
4．利用微视频并结合故障手册进行辅助学习；
码垛的编程方法
实践过程中的故障排除
【学生】观看设备工作过程的情况并思考看到的现象；
（1）完成码垛平台A、B的组装；
（2）完成码垛需要的点位示教；
（3）编写码垛程序，并排除故障；
（1）将机器人需要的外转电路连接完好；
（2）编写码垛程序、调试、排故；
（3）操作完毕后断开电源。
任务一、实现精确到位
1．精确到位，即精准到点位
【学生】罗列码垛操作时所需要的点位，并将这些点位示教完成
【教师】巡回指导
2．硬件电路连接方法和步骤、编程序方法
【学生】思考下列操作步骤
Home点
②抓取点
③放置点
第一步点位示教安全点，取夹爪点，取夹爪安全点；
第二步点位示教取料点，取料安全点；
第三步点位示教放置点和放置安全点；
第四步点位示教时注意机器人的工作范围。
【教师】讲解程序编写的分析与讲解，启发引导，提示学生，若遇到困难，可询问老师或观看点位示教微视频，鼓励其自主探究、小组讨论。
组内两位同学相互合作完成点位示教任务。
学生通过观察，将需要的硬件模块合理的摆放在工作台上，并进行组装搭建；经过教师的讲解进行程序编写；教师运用学习平台的微课资源，鼓励学生自主学习，突出做中学。
任务二、运动指令学习
1．学习运动指令的写法、实际用法
第一步MoveabsJhome\NoEOffsv500z50tool0；
第二步MoveJP20v500tool1\wobj:=wobj1；
第三步MoveLp1v500z50tool1\wobj:=wobj1。
【学生】学习以上三条指令，分别编写程序调试这三条指令，将程序导入机器人，观察这三条指令使机器人运动的真实情况。
【教师】讲解上述三条指令的编程方法，巡视指导，答疑解惑，鼓励其自主探究、小组讨论。
组内同学相互合作完成上述三条指令的编程、导入机器人调试，观察机器人的运动情况。
层层深入，增加相应的程序编写，增加程序的综合性。
任务三、编写码垛程序
1．编写完整的码垛程序
第一步编写取放工具程序；
第二步编写码垛程序；
第三步调试码垛运行，如果故障则需要排故。
【学生】编程程序、调试、排故等实践操作，运行码垛程序，观看码垛情况，运行程序过程中是否有碰撞或超限等问题，有疑惑可询问老师或观看相应的微视频，自主探究解决。
【教师】讲解取放工具和码垛的编写，导入程序、操作演示、巡视指导，答疑解惑。
组内两位同学相互合作完成取放工具和码垛程序编写、调试。
层层深入进一步加深难度，增加编程的难度。由教师讲解后再学习和实践操作，体现做中教，做中学。
码垛垛型换成竖型的话，点位示教要如何操作、程序要如何编写？
如果需要码垛双层码垛，又应该如何处理？
作业布置：完成双层码垛的编程、调试运行。
完成操作、断开电源、整理桌面。
“码垛编程二”教案
码垛编程二
2021.10.8
本课题选自《工业机器人操作与编程》，是电类专业的技术核心教材，在整个专业课程体系中占有重要地位。本堂课的内容选自书中项目七“机器人综合训练”。本次课的教学内容为码垛编程二，在此之前的章节中，我们已经学习了工业机器人的编程指令，常用的编程方法，也实践了操作了一些程序的功能。
本次课的内容：码垛编程二是在掌握了码垛编程一的基础上，再加上优化点位示教、优化程序等来完成的一个项目，实现了知识和技能的综合应用，促进了学生对知识之间的融会贯通，也能更好的对学生前期所学知识的掌握情况进行检验。
2．掌握码垛的编程新思路和编程新方法；
任务二、偏移指令学习
1．学习偏移指令的写法、实际用法
第一步MoveLOffs(p1,100,50,0),v100,fine,tool0；
第二步Offs(p1,100,50,0)的含义；
【学生】学习offs偏移指令，编写程序调试这条指令，将程序导入机器人，观察这三指令使机器人运动的真实情况。
【教师】讲解上述条指令的编程方法，巡视指导，答疑解惑，鼓励其自主探究、小组讨论。
组内同学相互合作完成上述这条指令的编程、导入机器人调试，观察机器人的运动情况。
层层深入，使用offs偏移指令，可以点位示教比较少的点位即可完成相应功能，增加相应的程序编写，增加程序的综合性。
码垛垛型换成三层的话，点位示教要如何操作、程序要如何编写？
如果需要码垛三层码垛，又应该如何处理？
作业布置：完成三层码垛的编程、调试运行。
项目七工业机器人综合训练
任务三涂胶工作站编程与调试教案
涂胶工作站编程与调试
本课题选自《工业机器人操作与编程》，是电类专业的技术核心教材，在整个专业课程体系中占有重要地位。本堂课的内容选自书中项目七“工业机器人综合训练”。本次课的教学内容为涂胶工作站编程与调试。
本次课的内容：在PQArt仿真软件中建立涂胶工作站，完成轨迹创建和仿真，将仿真好的程序导出到真实设备中，完成实机调试。
学生已经学习了工业机器人的基础知识和基础程序的编写方法，能使用PLC、触摸屏实现和工业机器人的联调，学习了PQArt软件中的三维搭建方法，已经实现了搬运码垛的PQArt仿真。
学生能编写简单的机器人程序，能在PQArt软件里完成基本的运动仿真，但逻辑思考能力不强，程序编写能力有待提高。
知识与技能：1．在PQArt软件中建立涂胶工作站；
2．完成涂胶工作站的仿真和调试；
过程与方法：3．通过操作演示，讲解PQArt软件的涂胶应用；
情感态度与价值观：4．培养严谨细致的工匠精神；
5．激发对本专业的热爱和爱国热情。
能在PQArt软件中完成涂胶工作站的仿真
能解决仿真过程中的故障
【教师】以工厂中的涂胶应用视频引入，创设情境，让学生能了解到实际生产中的应用场景，由此引出本课内容：涂胶工作站的建立和仿真。
教师展示PQArt软件中涂胶应用的仿真效果，与真实生产视频对比，让学生看到该软件能起到的作用，激发学生的学习兴趣。
【学生】观看生产应用视频和PQArt软件的仿真动画，理解涂胶工作站所完成的功能。
（1）完成PQArt软件中涂胶工作站的建立；
（2）完成PQArt软件中涂胶轨迹的创建和仿真；
（3）实机调试。
（1）配合真实设备完成涂胶笔、涂胶板的位置校准；
（2）根据任务书要求，创建涂胶轨迹，完成涂胶工作站的仿真任务；
（3）使用PQArt的“后置”功能，将仿真好的程序导入真实设备中运行调试。
【教师】布置任务。
任务一、涂胶工作站的建立
1.涂胶笔的校准
【学生】在实机上调整机器人到抓取涂胶笔的位置，记录机器人的6个轴的角度，输入到仿真软件中，此时对应的位置即为涂胶笔在真实环境中的位置，使用“安装（改变状态-无轨迹）”完成涂胶笔的校准。
【教师】操作演示，在学生操作时巡回指导。
2.涂胶板的校准
【学生】在仿真软件和实机的涂胶板上选择三个相同的位置，在实机上使用手动操作，记录这三个位置的XYZ坐标，使用PQArt软件中的“三点校准”功能，完成涂胶板的校准。
【教师】组织学生展示，点评操作流程。
讲解虚实结合的校准方法，完成涂胶工作站的建立，为涂胶轨迹的仿真做好准备。
任务二、涂胶轨迹的创建和仿真
1.添加拾取涂胶笔轨迹
【学生】使用“安装（生成轨迹）”功能添加拾取涂胶笔轨迹。
【教师】提醒注意过渡点的添加和出入刀点的设置，注意机器人坐标系的选择。
2.添加涂胶轨迹
【学生】使用“生成轨迹”功能，创建涂胶轨迹。
【教师】操作演示，在学生操作时巡回指导，发现问题，及时指导。注意轨迹起始点和结束点的出入刀点设置。
3.涂胶轨迹仿真
【学生】在创建轨迹之后，通过“编译”检查有无轨迹错误，及时修正错误点，仿真涂胶轨迹。
【教师】解决学生在操作中碰到的问题，指导学生做好记录。
4.添加卸载涂胶笔轨迹
【学生】使用“卸载（生成轨迹）”功能添加拾取涂胶笔轨迹。
5.交流讨论
【学生】展示仿真成果。
【教师】组织学生交流讨论，进行点评。
在工作站建立好的基础上添加轨迹进行仿真，展示“生成轨迹”这一功能的使用方法。
任务三、实机调试
1.导出仿真程序
【学生】使用“后置”功能，将轨迹仿真的程序导出到实际的工业机器人实训设备中。注意坐标系的统一。
【教师】操作演示。解决导出中的问题。
2.实机调试
【学生】修改程序以配合实际的工业机器人，在实际设备上运行调试程序。
将仿真调试和实机调试相结合，展示虚拟仿真软件的应用。
涂胶工作站的应用有很多，同样通过PQArt仿真软件，可以实现各种轨迹的涂胶，这些动作的本质其实都是工业机器人运动指令的不同应用，灵活应用这些程序指令，就能实现不同的功能。