工业机器人培训总结
工业机器人培训总结
---生产工程部雷超
目前我国制造行业正处于加快转型升级的重要时期，以工业机器人为主体的机器人产业，正是破解产业成本上升、环境制约问题的重要路径选择。同时随着智能制造产业不断升级以及人力成本的不断上升，工业机器人代替人工作业已成为制造行业发展的必然趋势。基于此发展环境，企业的技术人员必须熟练掌握工业机器人操作、调试、维护、设备集成和改造等核心技术，以适应新制造市场环境的要求。为此，石碣镇人力资源局开展了工业机器人应用基础精品培训班。此次培训共有来自全镇20家企业的60名技术人员参加，而我非常有幸被领导指派参加了此次的培训活动。我认为这次培训班举办的非常有意义，非常有必要，因为它不仅让我充实了更多的理论知识，更让我开阔了视野，增加了见识。通过此次的工业机器人应用培训，我对6轴机器人的概念有了深刻的理解，对机器人常见功能的应用方法如程序编辑、在线仿真模拟、点动示教、机器人I/O信号接口通讯有了一定程度的理解与掌握。以下为本次机器人培训所学内容的分享。
初识工业机器人。工业机器人由机械系统、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。机械系统即执行机构，包括基座、臂部和腕部，大多数工业机器人有3～6个运动自由度；驱动系统主要指驱动机械系统的驱动装置，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序及从传感器反馈回来的信号，控制机器人的执行机构，使其完成规定的运动和功能。六轴机械手臂是由六个转轴组成的空间六杆开链机构，理论上可达到运动范围内空间任何一点。六个转轴均有AC伺服电机驱动，每个电机后均有编码器。每个转轴均带有一个齿轮箱，机械手运动精度(综合)达正负0.05mm至正负0.2mm。本次培训课程所用的机器人型号是ABB_IRB120小型6轴机器人。IRB120仅重25kg，荷重3kg（垂直腕为4kg），工作范围达580mm，广泛适用于电子、食品饮料、机械、太阳能、制药、医疗、研究等领域。
工业机器人坐标系。坐标系从一个称为原点的固定点通过轴定义平面或空间。机器人目标和位置通过沿坐标系轴的测量来定位。机器人使用若干坐标系，每一坐标系都适用于特定类型的微动控制或编程。ABB六轴机器人坐标系包括：基座标系、大地坐标系、工件坐标系、工具坐标系。基坐标系在机器人基座中有相应的零点，这使固定安装的机器人的移动具有可预测性。因此它对于将机器人从一个位置移动到另一个位置很有帮助。大地坐标系在工作单元或工作站中的固定位置有其相应的零点。这有助于处理若干个机器人或由外轴移动的机器人.在默认情况下，大地坐标系与基坐标系是一致的。工件坐标系是拥有特定附加属性的坐标系。它主要用于简化编程，工件坐标系拥有两个框架：用户框架（与大地基座相关）和工件框架（与用户框架相关）。工具坐标系将工具中心点设为零位，由此定义工具的位置和方向，工具坐标系中心缩写为TCP(ToolCenterPoint)。执行程序时，机器人就是将TCP移至编程位置。这意味着，如果要更改工具机器人的移动将随之更改，以便新的TCP到达目标。所有机器人在手腕处都有一个预定义工具坐标系，该坐标系被称为tool0。这样就能将一个或多个新工具坐标系定义为tool0的偏移值。单轴运动即为单独控制某一个关节轴运动，机器人末端轨迹难以预测，一般只用于移动某个关节轴至指定位置、校准机器人关节原点等场合。线性运动即控制机器人TCP沿着指定的参考坐标系的坐标轴方向进行移动，在运动过程中工具的姿态不变，常用于空间范围内移动机器人TCP位置；一些特定情况下需要重新定位工具方向，使其与工件保持特定的角度，以便获得最佳效果，例如在焊接、切割、铣削等应用。当将工具中心点微调至特定位置后，在大多数情况下需要重新定位工具方向，定位完成后，将继续以线性动作进行微动控制，以完成路径和所需操作。
机器人示教。每台机器人配有一部示教器，它是进行机器人的手动操纵、程序编写、参数配置以及监控用的手持装置，也是我们最常打交道的控制装置。通过它操作者可以操作工业机器人运动、完成示教编程、实现对系统的设定、故障诊断等。机器人的线性运动是指安装在机器人第六轴法兰盘上的工具在空间中作线性运动。如果对使用操纵杆通过位移幅度来控制机器人运动的速度不熟练的话。那么可以使用“增量”模式，来控制机器人运动。在增量模式下，操纵杆每位移一次，机器人就移动一步。如果操纵杆持续一秒或数秒钟，机器人就会持续移动（速率为每秒10步）。机器人的重定位运动是指机器人第六轴法兰盘上的工具TCP点在空间中绕着工具坐标系旋转的运动，也可理解为机器人绕着工具TCP点作姿态调整的运动。如果对使用操纵杆通过位移幅度来控制机器人运动的速度不熟练的话。那么可以使用“增量”模式，来控制机器人运动。在增量模式下，操纵杆每位移一次，机器人就移动一步。如果操纵杆持续一秒或数秒钟，机器人就会持续移动（速率为每秒10步）。
工业机器人程序编写。ABBRAPID编程是一种基于计算机的高级编程语言，易学易用，灵活性强。支持二次开发，支持中断、错误处理、多任务处理等高级功能。RAPID程序数据存储类型：VAR(变量)、PERS(可变量)、CONST(常量)。常用RAPID指令包括赋值指令、运动指令、I/O控制指令、逻辑指令。MoveJ:机器人以最快捷的方式运动至目标点，机器人运动状态不可控，但运动路径保持唯一，常用于机器人在空间大范围移动。MoveL:机器人以线性移动方式运动至目标点，当前点与目标点两点决定一条直线，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。MoveC:机器人通过中间点以圆弧移动方式运动至目标点，当前点、中间点与目标点三点决定一段圆弧，机器人运动状态可控，运动路径保持唯一，常用于机器人在工作状态移动。逻辑指令包括IF条件判断、WHLIE循环、FOR循环、GOTO跳转指令。机器人的应用程序一般由三部分组成：程序数据、一个主程序-main和几个例行程序。例行程序种类：Procedures,Functions和Traps。Procedures没有返回值，可以直接调用；Functions有特定的返回值，必须通过表达式调用；Traps例行程序提供处理中断的方法，它和某个特定的中断连接，一旦中断条件满足将被自动执行，不能在程序中直接用。
如写一段直线运动程序代码如下，MoveLp1,v100,z10,toool1;(p1目标位置，数据类型：robottarget、v100运行速度，单位mm/s，数据类型：speeddata、z10转弯区尺寸，单位mm，数据类型：zonedatatoool1刀具中心点TCP，数据类型：tooldata)。在编写运行程序时要熟练的掌握每个常用运动控制指令的用法，并结合使用的需求和现场情况选择合适的指令进行运动控制。
工业机器人I/O通信。ABB的标准I/O板提供的常用信号处理有数字输入di、数字输出do、模拟输入ai、模拟输出ao、以及输送链跟踪。ABB机器人可以选配标准ABB的PLC，省去了原来与外部PLC进行通信设置的麻烦，并且在机器人的示教器上就能实现与PLC相关的操作。如常见DSQC652板，主要提供16个数字输入信号和16个数字输出信号的处理。本次培训课程中，授课讲师为我们详细介绍了DSQC652板的配置方法，通过对机器人输入输出的信号进行配置以及合理编写程序，我们成功实现工件的拿取及搬运。
机器人模拟仿真。Robostudio软件是ABB公司开发的工业机器人离线编程软件，它支持所有ABB机器人模型以及变位机，导轨等。软件完全和现场实际应用一样的示教器操作，机器人运动仿真与真实一致，可以做到在RobotStudio里所见即真实环境所得。本次机器人培训课程中，我们所实际使用的程序也是通过在软件上先进行模拟仿真后再上机操作的，逼真的模拟动画让我们学习机器人变得更加简单方便。
经过六个周末的培训，我们完成了工业机器人基础应用的培训。这次机器人培训学习，我感触很深，收获很大。通过这次培训，我不但夯实了理论基础，提高了专业技能，还与同行进行了交流，受益匪浅。同时作为一名工程技术人员要经常学习先进的科学技术和最新的理论，时刻更新丰富自己的知识，用最新的理论知识指导自己的方向，指导自己的理念，使自己的思想有所突破、有所创新，为公司自动化水平提升做出更多的贡献。本次的机器人培训课程虽然只是基础入门课程，但这次的培训为自身打开了机器人学习的大门，同时为即将开始的白木Housing自动化项目打下了理论基础。后续工作实践中自己仍会不断深入学习研究机器人相关技术，将所需知识灵活运用于自动化项目。
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工业机器人高级编程教学大纲
一、课程基本信息
课程代码：20051931009
课程学分：2学分
课程学时：54学时（理论学时：18；实验（实践）学时：36）
课程类别：专业选修
先修课程：高等数学、线性代数、电机与拖动基础、自动控制原理、机器人学、机器人运动控制等
适用专业（方向）：机器人工程
二、课程简介
工业机器人高级编程是机器人工程专业的一门选修的专业主干课，也是机器人工程专业重要的实践教学环节，是理论教学的补充、继续和深化。实训课程的主要目的是教授学生进行机器人基础与编程基础、工业机器人离线编程、构建基本仿真工业机器人工作站、机器人离线轨迹编程、机器人搬运与IO事件离线编程、机器人系统创建与运用、综合实训等实验的基本方法，培养实际操作技能，提高学生动手能力、分析问题和解决实际问题能力。通过实验使学生进一步巩固和加深对所学机器人运动控制系统基础理论知识的理解，为后续其他专业课以及工作打下坚实基础。
三、课程目标
工业机器人高级编程课程具体要求达到的特定教学目标包括：
1.课程目标1：在理论的指导下，通过虚拟仿真软件，了解机器人组成以及编程基础知识。与理论教学部分相结合，通过虚拟仿真软件，掌握工业机械臂的离线编程基础知识，并实现工业机械臂的零部件装配、工具坐标系校准、轨迹生成等任务。（指标点2.1）
2.课程目标2：在虚拟仿真软件中实现工业机械臂的运动仿真分析，并记录相应的轨迹以及关节角度，进行工业机械臂运动学正反解分析；在虚拟仿真环境中搭建机器人工作站，并匹配各个组件动作。（指标点2.2）
3.课程目标3：完成工业生产上的主要任务模拟并与实际设备匹配联动，验证运动仿真分析的结果，并实现虚拟仿真与真实设备同步联动。（指标点5.2）
4.课程目标4：能够熟知机器人相关理论、机器人离线编程、带导轨与带变位机的机器人系统的创建和运用等知识。培养学生正确的世界观和人生观、良好的德育品质和爱国情操、具有良好的思想道德思想、强烈的民族自豪感和社会责任感。初步培养学生科学的思想方法和研究问题的方法，培养学生的创新意识和探索精神。（指标点8.1）
5.课程目标5：通过实验任务驱动，在设计实现过程中，引导学生结合已掌握的书本知识，收集、整理相关资料，自主编程、积极创新，培养学生自己获取新知识的能力、创新意识以及独立学习的习惯。（指标点12.1）
四、课程支撑的毕业要求
1.本课程支撑的毕业要求：毕业要求2、5、8、12。
毕业要求2：问题分析
能够应用机器人基础理论、机器人离线编程、自动控制等专业知识识别和判断机器人与智能控制领域工程问题中的关键环节和参数，并进行有效分析。具备对与机器人相关的特定工程问题进行建模、编程、分析和解决的能力。
毕业要求5：使用现代工具
通过实验任务驱动，能恰当使用计算机离线编程仿真软件，并结合机器人系统等硬件资源，针对机器人轨迹编程、机器人搬运与IO事件离线编程、自定义机器人等机器人领域复杂工程项目进行模拟和仿真分析，并能够理解其局限性。
毕业要求8：职业规范
通过对机器人领域工程问题的分析研究，了解科学发展的曲折性和艰巨性，形成科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观，提高科学素养，成长为心系社会并有时代担当的技术型人才。
毕业要求12：终身学习
通过机器人工程问题驱动，在设计实现过程中，能够具有自主学习的意识，结合已掌握的书本知识，收集、整理相关资料，自主探索、积极创新，掌握自主学习的能力、创新意识以及独立学习的习惯。
2.本课程支撑的指标点：指标点2.1、2.2、5.2、8.1、12.1
指标点2.1：通过虚拟仿真软件，能够结合相关理论知识，对工业机械臂的零部件装配、轨迹生成等工业机器人领域的工程问题进行研究分析，具备识别分析问题关键环节的能力。
指标点2.2：针对工程问题，能够在虚拟仿真软件中对工业机械臂进行运动仿真分析，并记录机械臂相应的轨迹以及关节角度，进而对工业机械臂做运动学正反解分析；通过在虚拟仿真环境中搭建机器人工作站，并匹配各个组件动作，对问题进行建模、分析和求解，以得到有效结论。
指标点5.2：掌握计算机离线编程仿真软件Robotart的原理和使用方法，以及机器人工作站等硬件的操纵方法。
指标点8.1：能够了解科学发展的曲折性和艰巨性，树立科学的世界观、价值观，提高科学素养，成为负有社会责任感的技术型人才。
指标点12.1：针对复杂的工程问题，不局限于课程已学到的知识，积极主动探索创新，具有收集信息和知识的方法，以及自主学习的意识和能力。
五、课程教学目标与毕业要求对应表
课程目标
达成途径
评价依据
课程支撑的
毕业要求
目标1：在理论的指导下，通过虚拟仿真软件，了解机器人组成以及编程基础知识。与理论教学部分相结合，通过虚拟仿真软件，掌握工业机械臂的离线编程基础知识，并实现工业机械臂的零部件装配、工具坐标系校准、轨迹生成等任务。
通过讲授和随堂提问、讨论等环节进行课堂理论学习，利用网络资源自主学习，并参与问题讨论；通过课内实验培养学生实践应用能力；通过期中测试、期末考查进行学习总结。
期中测试、期末考核、课堂考勤、实验报告
毕业要求指标点2.1
目标2：在虚拟仿真软件中实现工业机械臂的运动仿真分析，并记录相应的轨迹以及关节角度，进行工业机械臂运动学正反解分析；在虚拟仿真环境中搭建机器人工作站，并匹配各个组件动作。
通过讲授和随堂提问、讨论等环节进行课堂理论学习，利用网络资源自主学习，并参与问题讨论；通过课内实验培养学生实践应用能力；通过期中测试、期末考查进行学习总结。
期中测试、期末考核、课堂考勤、实验报告
毕业要求指标点2.2
目标3：完成工业生产上的主要任务模拟并与实际设备匹配联动，验证运动仿真分析的结果，并实现虚拟仿真与真实设备同步联动。
通过讲授和随堂提问、讨论等环节进行课堂理论学习，利用网络资源自主学习，并参与问题讨论；通过课内实验培养学生实践应用能力；通过期中测试、期末考查进行学习总结。
期中测试、期末考核、课堂考勤、实验报告
毕业要求指标点5.2
目标4：能够熟知机器人相关理论、机器人离线编程、带导轨与带变位机的机器人系统的创建和运用等知识。培养学生正确的世界观和人生观、良好的德育品质和爱国情操、具有良好的思想道德思想、强烈的民族自豪感和社会责任感。初步培养学生科学的思想方法和研究问题的方法，培养学生的创新意识和探索精神。
通过讲授和随堂提问、讨论等环节进行课堂理论学习，利用网络资源自主学习，并参与问题讨论。
期中测试、期末考核、课堂考勤
毕业要求指标点8.1
目标5：通过机器人工程问题驱动，在设计实现过程中，引导学生结合已掌握的书本知识，收集、整理相关资料，自主编程、积极创新，培养学生自己获取新知识的能力、创新意识以及独立学习的习惯。
通过综合类实验，让学生以课程已学到的知识为基础进行拓展，积极学习探索，完成相关的实验任务，培养学生的独立自主学习的能力。
期末考核、课堂考勤、实验报告
毕业要求指标点12.1
六、课程教学内容与课程目标对应表
理论教学
教学内容
学时
教学目的与要求
教学方法
支撑课程目标
第1章机器人基础与编程基础
1.1机器人定义
1.2机器人特点
1.3机器人分类
1.4机器人基础知识
重点：机器人机械系统各部分的作用。
难点：机器人机械系统各部分的原理。
1
1.了解机器人机械系统的组成;
2.了解机器人机械系统各部分的原理和作用;
3.掌握工业机器人基础知识。
1.讲授
2.案例分析
3.提问、讨论
课程目标4
第2章工业机器人的示教器
2.1工业机器人示教器的原理
2.2工业机器人示教器的组成部分
2.3工业机器人示教器的使用方法
重点：工业机器人示教器的使用方法
难点：工业机器人示教器的原理
1
1.了解工业机器人示教器的组成;
2.了解工业机器人示教的原理和作用;
3.掌握工业机器人示教器的使用方法。
1.讲授
2.案例分析
3.提问、讨论
课程目标1
课程目标4
第3章工业机器人离线编程
3.1工业机器人离线编程软件的基本概念
3.2离线编程仿真软件RobotArt的使用方法
3.3四大家族机器人的编程指令及其之间的差异性
重点：离线编程虚拟仿真技术的原理
难点：离线编程虚拟仿真技术的操作方法
1
1.了解离线编程虚拟仿真技术的原理；
2.掌握离线编程虚拟仿真技术的操作方法。
1.讲授
2.案例分析
3.提问、讨论
课程目标1
课程目标4
第4章构建基本仿真工业机器人工作站
4.1认识工作站
4.2学习三维球
4.3工业机器人基本工作站的组成部分
4.4工作站的工作原理
重点：基本仿真工业机器人工作站的工作原理
难点：从零搭建工作站的方法
1
1.理解基本仿真工业机器人工作站的组成部分；
2.了解基本仿真工业机器人工作站的工作原理；
3.掌握从零搭建工作站的方法。
1.讲授
2.案例分析
3.提问、讨论
课程目标1
课程目标2
第5章机器人离线轨迹编程初级篇
5.1机器人校准的原理
5.2机器人轨迹路径的原理
5.3手持工具加工边的原理
重点：手持工具加工边的原理
难点：手持工具加工边的操作方法
1
1.了解手持工具加工边的原理；
2.掌握手持工具加工边的操作方法。
1.讲授
2.案例分析
3.提问、讨论
课程目标1
课程目标2
第6章机器人离线轨迹编程中级篇
6.1手持工具加工面的原理
6.2手持工具加工面的操作方法
重点：手持工具加工面的原理
难点：手持工具加工面的操作方法
1
1.了解手持工具加工面的原理；
2.掌握手持工具加工面的操作方法。
1.讲授
2.案例分析
3.提问、讨论
课程目标1
课程目标2
第7章机器人离线轨迹编程高级篇
7.1手持零件利用外部工具加工的原理
7.2手持零件利用外部工具加工的操作方法
重点：手持零件利用外部工具加工的原理
难点：手持零件利用外部工具加工的原理
2
1.了解手持零件利用外部工具加工的原理；
2.掌握手持零件利用外部工具加工的操作方法。
1.讲授
2.案例分析
3.提问、讨论
课程目标1
课程目标2
第8章机器人搬运与IO事件离线编程
8.1机器人简单抓取
8.2机器人搬运的原理
8.3常见IO事件介绍
8.4机器人IO事件离线编程的方法
重点：机器人搬运作业的实现方法
难点：机器人搬运与IO事件离线编程的操作方法
2
1.了解机器人搬运的原理；
2.掌握机器人搬运作业的实现方法；
3.掌握机器人搬运与IO事件离线编程的操作方法。
1.讲授
2.案例分析
3.提问、讨论
课程目标1
课程目标2
课程目标3
第9章带导轨的机器人系统创建与运用
9.1带导轨的机器人系统的结构
9.2包含导轨的机器人系统的搭建方法
9.3带导轨的机器人系统的运用场合
重点：带导轨的机器人系统的结构
难点：包含导轨的机器人系统的搭建方法
2
1.了解带导轨的机器人系统的结构；
2.掌握包含导轨的机器人系统的搭建方法；
3.了解带导轨的机器人系统的运用场合。
1.讲授
2.案例分析
3.提问、讨论
课程目标1
课程目标2
课程目标3
第10章带变位机的机器人系统创建与运用
10.1带变位机的机器人系统的结构
10.2带变位机的机器人系统的搭建方法
10.3带变位机的机器人系统的运用场合
重点：带变位机的机器人系统的结构
难点：带变位机的机器人系统搭建方法
2
1.了解带变位机的机器人系统的结构；
2.掌握带变位机的机器人系统的搭建方法；
3.了解带变位机的机器人系统的运用场合。
1.讲授
2.案例分析
3.提问、讨论
课程目标1
课程目标2
课程目标3
第11章综合实训
11.1机器人码垛的原理
11.2机器人分拣的原理
11.3机器人上下料的原理
11.4机器人搬运的原理
11.5机器人打磨的原理
11.6掌握机器人检测的原理
重点：机器人码垛，分拣，上下料，搬运，打磨，检测的原理
难点：机器人码垛，分拣，上下料，搬运，打磨，检测的实现
2
1.掌握机器人码垛的原理和实现；
2.掌握机器人分拣的原理和实现；
3.掌握机器人上下料的原理和实现；
4.掌握机器人搬运的原理和实现；
5.掌握机器人打磨的原理和实现；
6.掌握机器人检测的原理和实现。
1.讲授
2.案例分析
3.提问、讨论
4.启发、探究
课程目标5
第12章RobotArt自定义功能
12.1使用RobotArt实现自定义机器人、机构、工具、零件、后置的原理
12.2使用RobotArt实现自定义机器人、机构、工具、零件、后置的方法
12.3RobotArt实现自定义功能的用途
重点：RobotArt实现自定义机器人、机构、工具、零件、后置的原理
难点：使用RobotArt实现自定义机器人、机构、工具、零件、后置的方法
2
1.了解RobotArt实现自定义机器人、机构、工具、零件、后置的原理；
2.掌握使用Robot-Art实现自定义机器人、机构、工具、零件、后置的方法。
1.讲授
2.案例分析
3.提问、讨论
4.启发、探究
课程目标5
注：教学内容坚持课程思政，坚持专业教育与课程思政教育相融合。
实验教学
（一）实验项目基本情况
序号
实验项目名称
学时
实验类型
实验类别
分组人数
主要实验设备
1
机器人基础与编程基础
3
演示型
专业
1
工业机器人教学工作站、Robotart
2
工业机器人的示教器
3
演示型
专业
1
工业机器人教学工作站、Robotart
3
工业机器人离线编程
3
演示型
专业
1
工业机器人教学工作站、Robotart
4
构建基本仿真工业机器人工作站
3
综合型
专业
1
工业机器人教学工作站、Robotart
5
机器人离线轨迹编程初级篇
3
演示型
专业
1
工业机器人教学工作站、Robotart
6
机器人离线轨迹编程中级篇
3
演示型
专业
1
工业机器人教学工作站、Robotart
7
机器人离线轨迹编程高级篇
3
演示型
专业
1
工业机器人教学工作站、Robotart
8
机器人搬运与IO事件离线编程
3
演示型
专业
1
工业机器人教学工作站、Robotart
9
带导轨的机器人系统创建与运用
3
演示型
专业
1
工业机器人教学工作站、Robotart
10
带变位机的机器人系统创建与运用
3
演示型
专业
1
工业机器人教学工作站、Robotart
11
综合实训
5
综合型
专业
1
工业机器人教学工作站、Robotart
12
RobotArt自定义功能
5
综合型
专业
1
工业机器人教学工作站、Robotart
注：实验类型包括演示型、验证型、综合型、设计研究型、其他；实验类别包括基础、专业基础、专业、其他。
（二）实验内容和基本要求
1.实验项目1：机器人基础与编程基础
通过本实验使学生了解机器人机械系统的组成、机械系统各部分的原理和作用、机器人系统手动操作的方法。
1.1实验内容和要求
(1)机器人系统手动操作
(2)机器人系统基础编程
1.2主要实验方法
(1)验证法
(2)设计法
1.3实验重点难点
(1)实验重点：机器人系统手动操作与基础编程
(2)实验难点：机器人系统手动操作与基础编程
2.实验项目2：工业机器人的示教器
通过本实验使学生了解工业机器人示教器的组成和使用方法，工业机器人示教的原理和作用。
2.1实验内容和要求
(1)对工业机器人示教器各组成部分的功能进行测试
(2)利用示教器进行快捷操作
(3)利用示教器对系统进行设置
(4)使用示教器操纵工业机器人
2.2主要实验方法
(1)验证法
(2)设计法
2.3实验重点难点
(1)实验重点：工业机器人示教器的使用方法
(2)实验难点：工业机器人示教器的使用方法
3.实验项目3：工业机器人离线编程
通过本实验使学生了解离线编程虚拟仿真技术的原理，掌握离线编程虚拟仿真技术的操作方法。
3.1实验内容和要求
(1)熟悉工业机器人离线编程软件的基本操作
(2)熟悉离线编程仿真软件RobotArt的使用流程
(3)在离线编程软件中利用工业机器人进行写字操作
3.2主要实验方法
(1)验证法
(2)设计法
3.3实验重点难点
(1)实验重点：离线编程虚拟仿真软件的使用方法
(2)实验难点：离线编程虚拟仿真软件的使用方法
4.实验项目4：构建基本仿真工业机器人工作站
通过本实验使学生理解基本仿真工业机器人工作站的各组成部分，了解基本仿真工业机器人工作站的工作原理，掌握从零搭建工作站的方法。
4.1实验内容和要求
(1)学习三维球工具的使用方法
(2)从零开始，利用三维球工具搭建完整的工作站
4.2主要实验方法
(1)验证法
(2)设计法
4.3实验重点难点
(1)实验重点：从零搭建工作站的方法
(2)实验难点：从零搭建工作站的方法
5.实验项目5：机器人离线轨迹编程初级篇
通过本实验使学生了解手持工具加工边的原理，掌握手持工具加工边的操作方法。
5.1实验内容和要求
(1)对机器人系统进行校准
(2)创建机器人离线轨迹路径
(3)掌握轨迹编辑方式及仿真调试方法
(4)手持工具加工边的操作方法
5.2主要实验方法
(1)验证法
(2)设计法
5.3实验重点难点
(1)实验重点：手持工具加工边的操作方法
(2)实验难点：手持工具加工边的操作方法
6.实验项目6：机器人离线轨迹编程中级篇
通过本实验使学生了解手持工具加工面的原理，掌握手持工具加工面的操作方法。
6.1实验内容和要求
(1)创建轮毂打磨程序及上机
(2)掌握手持工具加工面的操作方法
6.2主要实验方法
(1)验证法
(2)设计法
6.3实验重点难点
(1)实验重点：手持工具加工面的操作方法
(2)实验难点：手持工具加工面的操作方法
7.实验项目7：机器人离线轨迹编程高级篇
通过本实验使学生了解手持零件利用外部工具加工的原理，掌握手持零件利用外部工具加工的操作方法。
7.1实验内容和要求
(1)创建弧形板画线程序及上机
(2)掌握手持零件利用外部工具加工的操作方法
7.2主要实验方法
(1)验证法
(2)设计法
7.3实验重点难点
(1)实验重点：手持零件利用外部工具加工的操作方法
(2)实验难点：手持零件利用外部工具加工的操作方法
8.实验项目8：机器人搬运与IO事件离线编程
通过本实验使学生了解机器人搬运的原理，掌握机器人搬运作业的实现方法、机器人搬运与IO事件离线编程的操作方法。
8.1实验内容和要求
(1)利用机器人进行简单抓取操作
(2)利用机器人进行码垛操作
(3)利用机器人进行鼠标装配操作
8.2主要实验方法
(1)验证法
(2)设计法
8.3实验重点难点
(1)实验重点：机器人搬运作业的实现方法
(2)实验难点：机器人搬运与IO事件离线编程的操作方法
9.实验项目9：带导轨的机器人系统创建与运用
通过本实验使学生了解带导轨的机器人系统的结构，掌握包含导轨的机器人系统的搭建方法，了解带导轨的机器人系统的运用场合。
9.1实验内容和要求
(1)搭建包含导轨的机器人系统
(2)利用带导轨的机器人进行钢结构梁柱焊接
9.2主要实验方法
(1)验证法
(2)设计法
9.3实验重点难点
(1)实验重点：包含导轨的机器人系统的搭建方法
(2)实验难点：包含导轨的机器人系统的搭建方法
10.实验项目10：带变位机的机器人系统创建与运用
通过本实验使学生了解带变位机的机器人系统的结构，掌握带变位机的机器人系统的搭建方法，了解带变位机的机器人系统的运用场合。
10.1实验内容和要求
(1)搭建带变位机的机器人系统
(2)I型焊管焊接工作站变位机程序的生成
10.2主要实验方法
(1)验证法
(2)设计法
10.3实验重点难点
(1)实验重点：带变位机的机器人系统搭建方法
(2)实验难点：带变位机的机器人系统搭建方法
11.实验项目11：综合实训
通过本实验使学生掌握机器人码垛、分拣、上下料、搬运、打磨和检测的原理和实现方法。
11.1实验内容和要求
(1)机器人码垛的实现
(2)机器人分拣的实现
(3)机器人上下料的实现
(4)机器人搬运的实现
(5)机器人打磨的实现
(6)机器人检测的实现
11.2主要实验方法
(1)验证法
(2)设计法
11.3实验重点难点
(1)实验重点：机器人码垛，分拣，上下料，搬运，打磨，检测的实现
(2)实验难点：机器人码垛，分拣，上下料，搬运，打磨，检测的实现
12.实验项目12：RobotArt自定义功能
通过本实验使学生掌握使用RobotArt实现自定义机器人、机构、工具、零件、后置的原理和方法。
12.1实验内容和要求
(1)自定义工具
(2)自定义机器人
(3)自定义机构
(4)自定义状态机
(5)自定义零件
(6)自定义后置
(7)构建完整工作站
12.2主要实验方法
(1)验证法
(2)设计法
12.3实验重点难点
(1)实验重点：使用RobotArt实现自定义机器人、机构、工具、零件、后置的方法
(2)实验难点：使用RobotArt实现自定义机器人、机构、工具、零件、后置的方法
七、课程考核及成绩评定
1.重点考核内容：工作站的搭建、机器人离线轨迹编程、机器人搬运与IO事件离线编程、带导轨的机器人系统创建与运用、带变位机的机器人系统创建与运用、机器人码垛，分拣，上下料，搬运，打磨，检测的实现、使用RobotArt实现自定义机器人、机构、工具、零件、后置的方法
2.考核方式：考查
3.考核形式：闭卷、平时考核、中期考核、期末考核、实验考核等方式综合评定
4.成绩评定：采用百分制，按以下三项考核指标进行实验成绩综合评定，其构成比例如下。
平时考核成绩：占课程总成绩的30%，（其中考勤占50%，作业占50%，平时测验×%）
期中考核成绩：占课程总成绩的10%
期末考核成绩：占课程总成绩的400%
课内实验成绩：占课程总成绩的20%
八、选用教材与课程资源
教 材：《RobotArt仿真软件使用教程》，2018年。
参考书：1.《运动控制系统》，阮毅编著，清华大学出版社，2011年第4版。
2.《运动控制系统》，尔桂花编著，清华大学出版社，2002年第1版。
3.《运动控制系统》，尚丽编著，西安电子科技大学出版社，2009年第1版。
网络教学资源：
1. https://art.pq1959.com/
2. https://www.icourse163.org/course/HUST-1001531001
撰写人：毛威，张凯，赵骞审核人：刘思邦
审定人：孙现科
2020年 8月 20日
C#上位机编程+运动控制培训班
【上课方式】
全日制（周一至周六，课堂讲解、复习、预习、作业点评、实操，晚上自习，周末班：周一、周三、周五，网络直播课，周二、周四、周六，复习、预习、作业点评，周日课堂讲解
【鸟叔视觉特点优势】
小班式授课，主抓基础点，学员撑握每个知识点才进行下一个环节，学员课程终身有效，鸟叔视觉拥有四大校区有强大的教师团队，后续遇见问题，鸟叔视觉是你们坚强的后盾。一条龙服务，入学安排宿舍》学习遇见问题老师一对一辅导》就业指导》推荐就业
【适合对象】
1.自动化行业从业者，有意向转行于机器视觉；想提升技能的人员；
2.没有工作经验，学校学习基础薄弱，利用大学时光充实自己（实习或实践）；
3.零基础或初学者，想系统学习机器视觉（需要会计算机基础操作，有逻辑思维，愿意静下心来学习）；
4.目前在自学，学习找不到方向，遇到问题没有指导
【课程内容】
1.0C#基础入门与强化
基础语法
1.1.1初识C#程序，完成一个C#程序，命名空间的介绍，类的介绍，main方法的介绍，注释符的介绍与使用，程序的编写规则。
1.1.2标识符和关键字，变量和常量声明与使用，基础数据类型，常用数据类型的转换。
1.13运算与表达式：常用运算符的介绍，运算符的优先级，表达式的介绍。
1.1.4流程控制语句：if语句，for语句，while语句，switch语句，try。。catch等常用语句编写与调试。
面向对象
1.2.1面向对象思想的概述，类的介绍，面向对象程序设计三大基本特征。
1.2.2类成员中字段，属性，方法，构造函数，析构函数的使用。
1.2.3面向对象的核心思想，封装继承，多态的介绍和使用，单例类的使用
WinForms窗体
1.3.1Form窗体的添加和删除，多窗体的使用，窗体属性的修改和添加，窗体中的事件。
1.3.2WinForm窗体控件的增加，删除，对齐，锁定等基础功能的使用。
1.3.3Form窗体中Label，Button，CheckBox，ListView。。。。等控件的相关操作
数据的访问与保存
1.4.1字符与字符串的相关操作，文件的与文件夹的相关操作。
1.4.2XML与INI配置文件操作，CSV实现数据记录保存
线程
1.5.1C#中线程的简介，线程的基本操作：线程的创建，线程的挂起，线程的休眠。。。。
1.5.2线程池中的多线程操作，线程锁Lock的使用，异步线程的使用
网口通讯
1.6.1Socket知识点介绍（Socket，TCP，UDP协议，端口含义）。
1.6.2Socket通讯界面的搭建及UI界面的美化。
1.6.3Socket通讯的基本流程创建（TCP服务器创建和在线列表功能实现，TCP客户端的创建和连接）
1.6.4实现客户端与服务器直接的数据交互
串口通讯
1.7.1串口通讯知识介绍（串口参数，信息的接受发送）
1.7.2串口调试助手的使用
1.7.3串口调试助手的数据的发送
1.7.4串口调试助手的数据的接收
2.0固高运动控制编程班
2.1运动控制项目系统分析
2.1.1运动控制项目需求分析
2.1.2系统功能结构分析
2.1.3系统的业务流程
2.2固高运动控制卡开发之基本功能介绍
2.2.1运动控制卡的安装与驱动器的连接，接线端子板的使用，软件调试
2.2.2通过编程实现对运动和电机的控制：打开/关闭运动控制卡，初始化，系统复位，清除运动控制卡的状态，电机使能，系统回零，设置输出IO，监控IO。
2.2.3设置规划坐标，获取编码器反馈位置，设置运动模式，检测运动状态，运动参数设自动运行，启动信号检测，急停信号处理。置，
2.2.4运动模式：点位运动模式，jog运动模式，PT运动模式，电子齿轮运动模式，插补运动模式。
2.3运动控制开发之项目框架搭建准备
2.3.1运动控制板卡底层类的功能介绍
2.3.2公共类的介绍（通讯类，INI类，CSV类）
2.4运动控制项目界面搭建及UI美化
2.4.1登录模块，用好切换，密码修改
2.4.2系统窗体设计
2.4.3系统子窗体设计
2.5运动控制项目之手动程序模块设计
2.5.1通用参数设置界面设计、更新及修改
2.5.2手动程序业务逻辑代码实现
2.6运动控制项目之自动程序模块设计
2.6.1通用参数设置界面设计（启动，停止，急停等常用按钮搭建）
2.6.2自动动程序业务逻辑代码实现
2.7运动控制项目之数据保存与调用模块设计
2.7.1点位保存
2.7.2系统参数保存
2.7.3配置文件保存
2.8运动控制项目之日志模块设计
2.8.1系统日志保存
2.8.2日志查询及Excel导出
2.9运动控制项目之程序发布
2.9.1上位机Winform项目打包
2.9.2上位机Winform项目授权
2.9.3上位机Winform项目加密
2.9.4上位机Winform项目自动升级
3.0C#高级编程
3.1高级语法
3.1.1面向对象的深入理解（封装，继承，多态）
3.1.2C#委托Delegate（委托的介绍，委托的引入，委托的使用）
3.1.3C#事件event（事件的定义，订阅与取消事件，eventHandler类的使用）
3.1.4C#泛型（Generic）方法与泛型类型使用
3.1.5C#匿名方法Lambda表达式Func和Action
3.1.6Log4Net开源日志组件的项目应用
3.2SQL数据库
3.2.1SQL数据库的介绍，安装NETFramework,
3.2.2数据库的创建与删除，数据表的创建与删除，添加数据，数据库用户的创建
3.2.3数据库的常用语句（增加数据，删除数据，更新数据，查询数据）
3.2.4数据库的权限和日志管理
4.0C#与PLC通讯班
4.1Modbus通讯协议讲解一主多从
4.2基于ModbusTcp协议与西门子200PLCSmart通讯。
4.3基于与ModbusTcp协议与西门子1200PLC通讯。
4.4基于MC协议三菱FX3UPLC通讯
4.5基于MC协议三菱FX5UPLC通讯
【教学现场】
【教学设备】
【师资介绍】
鸟叔
负责华南本科就读于中南大学自动化专业，研究生就读于广东工业大学自动化专业。资深机器视觉工程师，12年机器视觉从业经验，8年机器视觉设备经验，7年机器视觉带人及培训经验。熟悉Halcon、Visionpro、Sherlock等图像处理软件，有丰富的项目开发、设备开发、带领团队及培养视觉工程师的经验。
2012年出halcon培训视频，2013年出《halcon工业应用实用教程》书籍。2015年创建鸟叔机器视觉培训，截止2019年12月，学员达1000多余人。
AMY老师
负责苏州、昆山资深视觉工程师，11年机器视觉行业从业经验.；熟悉Halcon、Visionpro、Labview、C#等。熟悉智能相机、PC-Base的自动化解决方案，熟悉各种硬件，有丰富的视觉项目评估、应用经验。熟悉爱普生、三菱机器人。
周老师
机器视觉工程师，多年机器视觉开发经验，以及培训视觉工程师经验；擅长C#、halcon等编程，熟悉VC++编程语言，以及智能软件的应用；熟悉川崎机器人有丰富的机器视觉项目及设备经验、贴合/组装设备等多种设备的经验。
【学校简介】
鸟叔机器视觉培训学院(深圳市维景贝视特科技有限公司)，是由视觉行业最早一批视觉领导者之一鸟叔（王成群）最早创建的国内第一家专注于机器视觉培训和项目开发的培训学院（公司），公司总部位于中国的南方经济特别行政区-深圳，我们的宗旨是：努力打造成机器视觉界的人才摇篮，机器视觉界的人才供应商。学院目前拥有深圳、东莞、苏州、昆山、重庆、青岛、天津共七个培训点，分布于华南、华东、华北、西南，培训中心累计2000多平米。设备设施齐全，视觉相机、光源、镜头、标定板、机器人、运动控制等等应有具有，同时学员毕业后推荐就业，截止2019年7月28日，累计就业学员800多名，一直维持着高就业率，得到了很多企业的肯定与好评！