《Robotstudio编程仿真》课程改革的探索与实践
摘要：《Robotstudio编程仿真》是工业机器人技术应用专业的核心课程。当前，这门课程的资源杂、多、乱，为了让老师们更好地讲授这门课，结合本校该专业学生认知、知识水平、理解能力等方面的特点以及当前工厂人才需求，本课程将与当下工厂实例结合，自行开发模型、提炼工厂案例，对课程内容的重新整理以及课程教学资源的升级换代。内容由易到难、环环相扣，其成果可以很好地运用到理实一体化课堂教学中，还可让学生不限时间、不限地点地自学与练习。丰富了教学资源、逼真的案例模型，大大激发学生的学习热情，学生易学，老师易教。
关键词：RobotStudio、工业机器人、编程、仿真、微课、中职
目前工业机器人应用领域越来越广泛，在电子、物流、化工等各个工业领域中都有很多应用，例如码垛、焊接、装配、检测等。而工业机器人的编程操作往往需要借助离线编程仿真软件更好更快实现某些功能。离线编程仿真软件的意义在于有助于设计时的机器人的选型，检验机器人可到达性，避免机器人定型后无法完成工作，其次不需要人工在现场示教，利用仿真软件选好机器人品牌型号就可以进行轨迹编程，大大降低工人的劳动强度，再次，使得
现场作业更加安全并提高员工工作效率，比如干涉区，即避免了现场对干涉区机器人碰撞的风险也节省了时间，大大缩短项目时间，多数离线编程程序可直接应用于现场，只需精确示教关键点即可。随着编程仿真技术在机器人技术中变得越来越普通，工业机器人的编程仿真已成为非常活跃的制造业加工领域，编程仿真从简单的机器人轨迹模拟到复杂的系统仿真，已经得到科学家和工程师的认可。
工业机器人离线编程仿真软件主要有：ABB公司的Robotstudio、FANUC公司的Roboguide等，我们课程以ABB公司的Robotstudio为主要研究对象，ABB是工业机器人四大家族之一，市场占有率很高，Robotstudio教程学习资料较多，功能模块也相对齐全，比较适合初学者。RobotStudio是建立在ABB virtualcontroller环境下，是真正运行工业机器人系统的软件，能够非常逼真地对生产进行模拟仿真，当程序编写完毕调试完成后可直接用于真机使用。
一、课程分析
《Robotstudio编程仿真》是工业机器人技术应用专业核心课程，通过该课程学习使学生掌握工业机器人系统离线编程方法、系统方案设计、系统仿真等知识，为后续的《机器人操
作与编程》、《PLC编程》等课程学习及以后进入社会从事专业相关工作打下很好的基础。
本课程有很强的实践性，对电脑依赖很大，且具有明显的综合性，需要有较多的操作时间及实例实践。
二、现状分析：
1、学生情况分析
该课程针对的是高一的中职工业机器人技术应用专业学生，高一学生学习的专业课程还不是很多，基础薄弱，同时对自己的职业规划、专业发展前景等认知不够，不少同学都还没很了解工业机器人应用场合、离线编程仿真软件的意义，总想着去真机操作，故在学习上存在动力不足，积极性不够的情况。
2、教学现状分析
根据目前课程设置，学生需要在高一第二学期共80课时内熟练掌握RobotStudio编程仿真软
件的使用，原教材涉及内容多达8个项目，包括认识、安装工业机器人仿真软件；构建基本仿真工业机器人工作站；建模功能；机器人离线轨迹编程；Smart组件的应用；带导轨和变位机的机器人系统的创建与应用；ScreenMaker示教器用户自定义界面及在线功能八大块内容，这无疑是难以完成教学内容，同时课本部分内容较为复杂，高一学生还难以理解，给学生的学习增添了很大的负担。不少学生学着学着就觉得越学越吃力，不懂的地方多了，学生也就慢慢放弃了。在老师角度，教材有些实例过于复杂，涉及内容过多，以至于出现二节连堂都完成不了教学的情况。
三、课程改革措施
针对本专业学生动手能力强特点，以“做中学，学中做”为宗旨，结合当下工厂实例加以提炼，根据上课课时、时间安排等要求对上课内容重新整合、梳理、挑选，系统、详细介绍ABB工业机器人RobotStudio这款编程仿真软件的使用方法及技巧。改革后本课程主要由六大块内容组成，第一：认识安装软件；第二、机器人坐标系；第三、构建基本仿真工业机器人工作站；第四、工业机器人工作站系统模型的创建；第五、涂胶工作站系统虚拟仿真；第六、码垛工作站系统虚拟仿真[1]。企业提炼实例11个，知识点达30多个。内容按照
由易到难、循序渐进、从简单工作站到复杂系统工作站的原则进行编排。并对每块内容每个任务开发视频教学资源，配套课程PPT、教案等上传上网，让老师、学生能够随时查看。
1、设计理念与思路
本课程的绝大部分教学内容是在RobotStudio软件环境中进行，在实施的过程中以上机操作训练为主，对于软件的基本使用、各种功能菜单的使用等内容，配套开发相应的录屏或者讲解教学视频，供学生课前预习、课后复习使用。在教学过程中需要使用的实例模型，部分需要学生在课堂、课后构建，部分需要使用《UG三维建模》课程所建的模型资源。课程的实施需要专业专任教师和具有虚拟仿真、离线编程实践工作经验的企业工程师共同完成。为了提高课程与实际工程应用对接的效果，需要多引入企业设计的第一手资料，供学生参考学习。
本课程主要运用项目教学方法、多媒体组合，每项目完成后学生当天进行网上评价与反馈。
各章节学习目标和内容如下：
序号
课程单元
教学目标
1
认识、安装软件
1.熟悉工业机器人离线编程仿真应用的领域及意义；
2.熟悉软件界面、菜单；
3.熟记常用快捷键。
2
机器人坐标系
1.知道什么为大地坐标、本地坐标，它们有何意义；
2.知道什么为工件坐标、目标点，它们有何意义。
3
构建基本仿真工业机器人工作站
1.能根据任务要求选取、导入相关模型；
3.学会安装工具并合理摆放周边对象；
4.学会建立工业机器人系统与其手动操纵模式；二次元编程教学视频步骤
5.学会建立工件坐标及创建运动轨迹程序；
6.会进行机器人轨迹仿真运行及录制视频。
4
工业机器人工作站系统模型的创建
1.能用RobotStduio建模功能进行3D模型创建；
2.正确使用测量工具进行测量操作；
3.能够利用软件的建模功能完成机械装置和工具的创建。
5
涂胶工作站系统虚拟仿真
1.能对工业机器人进行离线编程：
2.能对工业机器人虚拟仿真工作站进行整体仿真。

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