《机器人工程专业导论》是机器人工程专业的一门专业必修课程，主要介绍世界机器人的发展、我国机器人的发展和当代汽车的发展展望；机器人工业在国民经济中的战略地位；机器人工程的内涵、我国机器人工程的历史与发展演进；机器人工程专业发展简介、本专业人才培养方案的制定与实施；提出本专业的学习方法和在学习中应该注意的各类问题；本专业在实践中的应用前景和就业前景。

通过本课程的学习，帮助刚入校的新生尽快了解：本专业的现状及发展方向；机器人工程的内涵；机器人工程专业培养方案与基础课学习方法等。

【教学设计】

一、课程导入

l 授课时间：15分钟

l 导入内容：第4章内容+思政教育

结合机器人工程专业的就业特点，岗位需求，讲述国内工业机器人系统集成产业在机械设计、系统方案设计等领域的发展现状以及发展中存在的瓶颈，国内外的差距等。激发学生能力学习，为提高我国工业机器人产业科技水平，实现中华民族的伟大复兴，做出自己的贡献。

l 授课组织设计

1.通过思政教育：激发引导学生为什么要学习《工业机器人仿真技术》课程。

2.讲授图样的作用及地位：利用PPT中打磨、焊接、喷涂等实物图片、视频剖析仿真技术技术在设计机器人工作站中的作用。

3.指导学生本课程的主要学习内容和基本要求。

二、讲授新课

l 实操指导时间：70分钟

l 授课内容

1.1常用工业机器人仿真软件的简介

目前市场上常用的工业机器人仿真软件有：安川机器人的MotoSimEG-VRC、FANUC机器人的RoboGuide、KUKA机器人的KUKA Sim，CATIA公司的DELMIA软件。

1.1.1 MotoSimEG-VRC

MotoSimEG-VRC是对安川机器人进行离线编程和实时3D模拟的工具。其作为一款强大的离线编程软件，能够在三维环境中实现安川机器人绝大部分功能。其中包括：

机器人的动作姿态可以通过六个轴的脉冲值或者工具尖端点的空间坐标值来显示。

干涉检测功能能够及时显示界面中两数模的干涉情况，以及当机器人的动作超过设定脉冲值极限时，图像界面对超出范围的轴使用不同颜色来警告。

可显示机器人动作循环时间。

真实模拟机器人的输入输出(I/O)关系。具备机器人与机器人、机器人与外部轴之间的通讯功能，能够实现协调工作。

支持3D CAD文件格式建模。例如STEP、HSF、HMF等格式文件。

1.1.2 RoboGuide

RoboGuide是一款FANUC自带的支持机器人系统布局设计和动作模拟仿真的软件，可以进行系统方案的布局设计，机器人干涉性、可达性分析和系统的节拍估算，还能够自动生成机器人的离线程序，进行机器人故障的诊断和程序的优化等。RoboGuide的主要功能如下：

1）系统搭建：RoboGuide提供了一个3D的虚拟空间和便于系统搭建的3D模型库。

2）方案布局设计：在系统搭建完毕后，需要验证方案布局设计的合理性。一个合理的布局不仅可以有效地避免干涉，而且可以还能机器人远离限位位置。

3）干涉性、可达性分析： 在进行方案布局过程中，不仅须确保机器人对工作的可达性，也要避免机器人在运动过程中的干涉性。

4）节拍计算与优化： RoboGuide仿真环境下可以估算并且优化生产节拍。依据机器人运动速度、工艺因素和外围设备的运行时间进行节拍估算，并通过优化机器人的运动轨迹来提高节拍。

1.1.3 KUKA Sim

KUKA Sim是KUKA公司用于高效离线编程的智能模拟软件。使用KUKA Sim可轻松快速优化设备和机器人生产，以确保更大灵活性、提高生产力以及竞争力。具备直观操作方式以及多种功能和模块，操作快速、简单、高效。该软件拥有64 位应用程序，具有最高的 CAD 性能，全面的在线数据库，包含当前可用的机器人机型等。

1.1.4 DELMIA

DELMIA是一款数字化企业的互动制造应用软件。DELMIA向随需应变和准时生产的制造流程提供完整的数字解决方案，使制造厂商缩短产品上市时间，同时降低生产成本、促进创新。

l 实操指导时间：70分钟

l 授课内容

1.1常用工业机器人仿真软件的简介

目前市场上常用的工业机器人仿真软件有：安川机器人的MotoSimEG-VRC、FANUC机器人的RoboGuide、KUKA机器人的KUKA Sim，CATIA公司的DELMIA软件。

1.1.1 MotoSimEG-VRC

MotoSimEG-VRC是对安川机器人进行离线编程和实时3D模拟的工具。其作为一款强大的离线编程软件，能够在三维环境中实现安川机器人绝大部分功能。其中包括：

机器人的动作姿态可以通过六个轴的脉冲值或者工具尖端点的空间坐标值来显示。

干涉检测功能能够及时显示界面中两数模的干涉情况，以及当机器人的动作超过设定脉冲值极限时，图像界面对超出范围的轴使用不同颜色来警告。

可显示机器人动作循环时间。

真实模拟机器人的输入输出(I/O)关系。具备机器人与机器人、机器人与外部轴之间的通讯功能，能够实现协调工作。

支持3D CAD文件格式建模。例如STEP、HSF、HMF等格式文件。

1.1.2 RoboGuide

RoboGuide是一款FANUC自带的支持机器人系统布局设计和动作模拟仿真的软件，可以进行系统方案的布局设计，机器人干涉性、可达性分析和系统的节拍估算，还能够自动生成机器人的离线程序，进行机器人故障的诊断和程序的优化等。RoboGuide的主要功能如下：

1）系统搭建：RoboGuide提供了一个3D的虚拟空间和便于系统搭建的3D模型库。

2）方案布局设计：在系统搭建完毕后，需要验证方案布局设计的合理性。一个合理的布局不仅可以有效地避免干涉，而且可以还能机器人远离限位位置。

3）干涉性、可达性分析： 在进行方案布局过程中，不仅须确保机器人对工作的可达性，也要避免机器人在运动过程中的干涉性。

4）节拍计算与优化： RoboGuide仿真环境下可以估算并且优化生产节拍。依据机器人运动速度、工艺因素和外围设备的运行时间进行节拍估算，并通过优化机器人的运动轨迹来提高节拍。

1.1.3 KUKA Sim

KUKA Sim是KUKA公司用于高效离线编程的智能模拟软件。使用KUKA Sim可轻松快速优化设备和机器人生产，以确保更大灵活性、提高生产力以及竞争力。具备直观操作方式以及多种功能和模块，操作快速、简单、高效。该软件拥有64 位应用程序，具有最高的 CAD 性能，全面的在线数据库，包含当前可用的机器人机型等。

1.1.4 DELMIA

DELMIA是一款数字化企业的互动制造应用软件。DELMIA向随需应变和准时生产的制造流程提供完整的数字解决方案，使制造厂商缩短产品上市时间，同时降低生产成本、促进创新。l 实操指导时间：70分钟

l 授课内容

1.1常用工业机器人仿真软件的简介

目前市场上常用的工业机器人仿真软件有：安川机器人的MotoSimEG-VRC、FANUC机器人的RoboGuide、KUKA机器人的KUKA Sim，CATIA公司的DELMIA软件。

1.1.1 MotoSimEG-VRC

MotoSimEG-VRC是对安川机器人进行离线编程和实时3D模拟的工具。其作为一款强大的离线编程软件，能够在三维环境中实现安川机器人绝大部分功能。其中包括：

机器人的动作姿态可以通过六个轴的脉冲值或者工具尖端点的空间坐标值来显示。

干涉检测功能能够及时显示界面中两数模的干涉情况，以及当机器人的动作超过设定脉冲值极限时，图像界面对超出范围的轴使用不同颜色来警告。

可显示机器人动作循环时间。

真实模拟机器人的输入输出(I/O)关系。具备机器人与机器人、机器人与外部轴之间的通讯功能，能够实现协调工作。

支持3D CAD文件格式建模。例如STEP、HSF、HMF等格式文件。

1.1.2 RoboGuide

RoboGuide是一款FANUC自带的支持机器人系统布局设计和动作模拟仿真的软件，可以进行系统方案的布局设计，机器人干涉性、可达性分析和系统的节拍估算，还能够自动生成机器人的离线程序，进行机器人故障的诊断和程序的优化等。RoboGuide的主要功能如下：

1）系统搭建：RoboGuide提供了一个3D的虚拟空间和便于系统搭建的3D模型库。

2）方案布局设计：在系统搭建完毕后，需要验证方案布局设计的合理性。一个合理的布局不仅可以有效地避免干涉，而且可以还能机器人远离限位位置。

3）干涉性、可达性分析： 在进行方案布局过程中，不仅须确保机器人对工作的可达性，也要避免机器人在运动过程中的干涉性。

4）节拍计算与优化： RoboGuide仿真环境下可以估算并且优化生产节拍。依据机器人运动速度、工艺因素和外围设备的运行时间进行节拍估算，并通过优化机器人的运动轨迹来提高节拍。

1.1.3 KUKA Sim

KUKA Sim是KUKA公司用于高效离线编程的智能模拟软件。使用KUKA Sim可轻松快速优化设备和机器人生产，以确保更大灵活性、提高生产力以及竞争力。具备直观操作方式以及多种功能和模块，操作快速、简单、高效。该软件拥有64 位应用程序，具有最高的 CAD 性能，全面的在线数据库，包含当前可用的机器人机型等。

1.1.4 DELMIA

DELMIA是一款数字化企业的互动制造应用软件。DELMIA向随需应变和准时生产的制造流程提供完整的数字解决方案，使制造厂商缩短产品上市时间，同时降低生产成本、促进创新。
课程特色 

l 实操指导时间：70分钟

l 授课内容

1.1常用工业机器人仿真软件的简介

目前市场上常用的工业机器人仿真软件有：安川机器人的MotoSimEG-VRC、FANUC机器人的RoboGuide、KUKA机器人的KUKA Sim，CATIA公司的DELMIA软件。

1.1.1 MotoSimEG-VRC

MotoSimEG-VRC是对安川机器人进行离线编程和实时3D模拟的工具。其作为一款强大的离线编程软件，能够在三维环境中实现安川机器人绝大部分功能。其中包括：

机器人的动作姿态可以通过六个轴的脉冲值或者工具尖端点的空间坐标值来显示。

干涉检测功能能够及时显示界面中两数模的干涉情况，以及当机器人的动作超过设定脉冲值极限时，图像界面对超出范围的轴使用不同颜色来警告。

可显示机器人动作循环时间。

真实模拟机器人的输入输出(I/O)关系。具备机器人与机器人、机器人与外部轴之间的通讯功能，能够实现协调工作。

支持3D CAD文件格式建模。例如STEP、HSF、HMF等格式文件。

1.1.2 RoboGuide

RoboGuide是一款FANUC自带的支持机器人系统布局设计和动作模拟仿真的软件，可以进行系统方案的布局设计，机器人干涉性、可达性分析和系统的节拍估算，还能够自动生成机器人的离线程序，进行机器人故障的诊断和程序的优化等。RoboGuide的主要功能如下：

1）系统搭建：RoboGuide提供了一个3D的虚拟空间和便于系统搭建的3D模型库。

2）方案布局设计：在系统搭建完毕后，需要验证方案布局设计的合理性。一个合理的布局不仅可以有效地避免干涉，而且可以还能机器人远离限位位置。

3）干涉性、可达性分析： 在进行方案布局过程中，不仅须确保机器人对工作的可达性，也要避免机器人在运动过程中的干涉性。

4）节拍计算与优化： RoboGuide仿真环境下可以估算并且优化生产节拍。依据机器人运动速度、工艺因素和外围设备的运行时间进行节拍估算，并通过优化机器人的运动轨迹来提高节拍。

1.1.3 KUKA Sim

KUKA Sim是KUKA公司用于高效离线编程的智能模拟软件。使用KUKA Sim可轻松快速优化设备和机器人生产，以确保更大灵活性、提高生产力以及竞争力。具备直观操作方式以及多种功能和模块，操作快速、简单、高效。该软件拥有64 位应用程序，具有最高的 CAD 性能，全面的在线数据库，包含当前可用的机器人机型等。

1.1.4 DELMIA

DELMIA是一款数字化企业的互动制造应用软件。DELMIA向随需应变和准时生产的制造流程提供完整的数字解决方案，使制造厂商缩短产品上市时间，同时降低生产成本、促进创新。