六自由度机器人实验教学大纲-刘吉轩-西安交通大学机械基础.doc

附件： “六自由度机器人及其在机械自动化中的应用” 开放创新实验教学大纲 Experiments for six degrees of freedom robot and its application in mechanical engineering automation 课程中文名称：六自由度机器人及其在机械自动化中的应用实验 课程英文名称：Experiments for six degrees of freedom robot and its application in mechanical engineering automation 课程编码：×××（仿宋常规小4号） 实验学时： 32 学分： 2 适用专业： 全校工科类各专业大二、大三、大四本科生 先修课程：电工电子学、微型计算机原理、机械设计基础、工程力学 开课学院：机械工程学院 开课学期： 4、5、6、7 教材及实验指导书： 刘吉轩主编，《六自由度机器人及其在机械自动化中的应用实验》，西安交通大学讲义，2008年 实验课程简介 六自由度工业机器人具有高度的灵活性和通用性，用途十分广泛。本实验是在开放的六自由度机器人系统上，采用嵌入式多轴运动控制器作为控制系统平台，实现机器人的运动控制。通过示教程序完成机器人的系统标定。学习采用C++编程设计语言编写机器人的基本控制程序，学习实现六自由度机器人的运动控制的基本方法。了解六自由度机器人在机械制造自动化系统中的应用。 实验课性质、目的和任务 性质：独立设置的开放实验 目的：通过六自由度机器人及其在机械自动化中的应用开放实验，使学生能够了解六自由度机器人的基本结构、工作原理、控制系统组成等，掌握机器人传动系统分析和运动学分析的基本方法，学习机器人控制编程，了解六自由度机器人在自动化制造系统中的应用。 任务：（1）熟悉六自由度机器人系统基本组成；（2）实现机器人坐标回零和机器人示教；（3）完成机器人运动学分析和求解；（4）完成机器人本体部分三维建模和运动学仿真；（5）掌握机器人的单轴运动控制编程；（6）学习机器人运动轨迹规划及其控制实现方法。 实验课教学基本要求 1．通过该实验课的学习，要求学生熟悉六自由度机器人的机械结构组成； 2．熟悉机器人传动系统的特点，掌握机器人运动学分析的基本方法； 3. 掌握机器人运动学仿真技术； 4. 了解机器人控制系统的组成和控制原理； 5. 掌握机器人基本的运动控制编程。 实验教学的内容与要求 1. 六自由度机器人机电一体化系统学习 实验目的：了解六自由度机器人的机械部分、控制部分、驱动执行部分、传感器与反馈部分。 教学基本要求：通过实验教师的讲解和现场教学，使学生了解六自由度机器人的机械部分、控制部分、驱动执行部分、传感器与反馈部分组成和原理。 实验内容提要：实验教师给学生介绍工业机器人的发展和应用情况，重点介绍在机械工业中的应用，学生结合GR600型六自由度机器人，学习六自由度机器人的机械本体部分、控制部分、驱动执行部分、传感器与反馈部分组成和原理。 实验类型：创新型 必做或选做：必做实验 使用的主要仪器：六自由度工业机器人及其控制和执行系统。 2. 六自由度机器人传动系统分析 实验目的：通过现场教学和实际拆装，掌握六自由度机器人的机械本体部分结构组成和传动系统。 教学基本要求：在实验教师的指导下，使学生能够熟悉六自由度机器人的机械本体结构和传动系统组成，了解六自由度机器人各个关节采用的减速器及其减速比，了解六自由度机器人各关节的联动关系。 实验内容提要：针对六自由度工业机器人，通过现场教学和实际拆装，学生掌握六自由度机器人的基本操作，学习六自由度机器人本体的机械结构组成及工作原理，熟悉各关节的传动关系和减速器特点，计算各关节的传动比，通过实际操作了解六自由度机器人各关节的联动关系。 实验类型：创新型 必做或选做：必做实验 使用的主要仪器：六自由度工业机器人本体。 3. 六自由度机器人运动学分析和各关节坐标回零与示教练习 实验目的：通过实际操作六自由度机器人，学习六自由度机器人运动学分析基本方法，理解机器人各关节坐标回零的含义，掌握机器人系统各关节坐标回零的方法，掌握机器人示教的基本方法。 教学基本要求：在实验教师的指导下，要求学生掌握六自由度机器人运动学分析的基本方法，通过现场实际操作，熟悉六自由度机器人的各关节坐标回零和机器人示教的基本方法。 实验内容提要： 针对六自由度机器人，学生掌握基本的机器人运动学分析方法，完成基本的运动学正解和反解，学生通过实际操作熟练掌握六自由度的各关节坐标回零，掌握以机器人的关节坐标和直角坐标方法进行机器人示教的方法。通过实验操作理解机器人直角坐标和关节坐标的关系。 实验类型：创新型 必做或选做：必做实验 使用的主要仪器：六自由度工业机器人本体及其