PAGEPAGE2机械制造基础教案主讲教师：吴斌方

PAGE PAGE 2 机械制造基础教学计划讲师：吴斌芳 使用教材：机械制造基础 编辑：肖华 中国水利水电出版社（2005年3月）2007.4 第一讲 章节名称：第五章设计机械加工工艺规程 [教学内容] 5.1 基本概念； 【教学安排】教学2小时，采用多媒体教学方式，课堂讲授。 【知识点和基本要求】 知识点：生产工艺、工艺流程、工序、工位、安装、工步、生产程序、工艺规程等基本概念；工艺规程的种类、功能、制定原则、步骤等。 基本要求： 了解：工艺规程相关的基本概念。掌握：掌握工艺流程、程序、步骤、安装、工艺规程的制定原则等。 【重点和难点】重点掌握工作规程和工艺规程的原则。 【教学方法设计】1.通过几个零件加工应用实例介绍了工艺规程的相关概念，并以讨论的形式给出了工艺规程相关的定义和特点； 2.更系统地制定了工艺规程的原理和步骤，尤其是原始数据，加深了工艺规程作用的理解。 【应用】【黑板设计】0.开白 5.1 基本概念 5.1.1 机械产品的生产工艺和机械加工工艺流程 安装工位工步刀 5.1.2 生产指南和生产类型 5 ．1.3 加工工艺规程1）种2）效率3）principle4）技术资料5）Steps [总结] 本课主要介绍工艺规程相关的概念机器人教案模板，重点是掌握其工艺和工程。制定工艺规程的步骤、原则和步骤。

【教学后记】【教材补充】第2章章节标题：第5章机械加工工艺设计【教学内容】5.2工件加工过程中的夹具和基准。 【教学安排】采用多媒体教学方式，课堂授课。 【知识点及基本要求】 知识点：工件装夹、工件定位、定位参考选择。基本要求：了解机器人的基本结构，掌握各种类型的特点，了解工业机器人的应用。 【重点与难点】重点：工业机器人的基本结构。难点：工业机器人的结构特点。 【教学方法设计】1.介绍了工业机器人的基本结构，并详细讲解了各个组织机构； 2.更系统地介绍工业机器人的应用。在教学过程中，采用启发式对比教学法，通过提出工业机器人的结构特点，鼓励学生积极思考工业机器人的结构特点，加深理解。 [应用] 无。 【黑板设计】 1.3 工业机器人的分类及应用。总体分类。机器人的结构分类。笛卡尔坐标机器人。圆柱坐标机器人。球坐标机器人。关节坐标机器人。平面关节坐标机器人。两个冗余机器人。关节控制机器人。模块化机器人。工业机器人的发展。工业机器人的应用领域。 【总结】本课主要介绍工业机器人的基本机构及各机构的特点、工业机器人的结构特点及其应用领域。 【教学后记】【补充教材】工业机器人应用资料。

第三章题目：第二章工业机器人运动学【教学内容】 2.1 齐次坐标与物体描述； 2.2 齐次变换与计算 2.3 工业机器人联动参数及其齐次变换矩阵； 2.4 工业机器人运动学方程。 【教学安排】本章教学10课时。拟采用多媒体教学方式和课堂教学。 【知识点及其基本要求】 知识点：点位置描述、齐次坐标、坐标轴方向描述、动态坐标系位姿描述、目标齐次矩阵表示。 基本要求：理解为什么点的位置用齐次坐标表示，掌握刚体位姿的表达方法，记住手坐标的表达方法。 . 【重点与难点】 重点：刚体姿势的描述。难点：刚体姿势的描述。 【教学方法设计】1.描述了从普通点的位置描述到齐次坐标描述的异同点； 2.基于点的齐次坐标描述和坐标轴描述来描述刚体位姿的描述。 [应用] 结合机器人实验装置，阐述了将机器人简化为联动机构的必要性。 【黑板设计】2.1 齐次坐标与物体的描述 点的位置描述齐次坐标轴的方向 动态坐标系的描述构成目标齐次矩阵的描述 [总结] 本课主要描述刚体位姿的描述方法是机器人的基础。希望同学们牢记这一点。 【教学后记】 【教材补充】 第四章题目：第二章工业机器人运动学 【教学内容】 2.1 齐次坐标与物体描述； 2.2 齐次变换与运算 2.3 工业机器人连杆参数及其齐次变换矩阵； 2.4 工业机器人运动学方程。

【教学安排】本章教学10课时。拟采用多媒体教学方式和课堂教学。 【知识点和基本要求】 知识点：坐标平移、旋转变换和平移加旋转变换的齐次变换。基本要求：掌握平移和旋转变换因子及其应用。 【要点与难点】 要点：旋转变换因子。难度：旋转变换因子。 【教学方法设计】1.重点讲解平移和旋转因子的推导过程 【应用】通过具体应用实例讲解坐标变换过程。 【黑板设计】 2.2 平移的齐次变换与计算 旋转的齐次变换 旋转与平移的齐次变换 【总结】 本课主要讲坐标变换，是以后实际应用的主要基础，请务必掌握. 【教学后记】 【教材补充】第5章题目：第2章工业机器人运动学【教学内容】2.1齐次坐标与物体描述； 2.2 齐次变换与运算 2.3 工业机器人连杆参数及其齐次变换矩阵； 2.4 工业机器人运动学方程。 【教学安排】本章教学10课时。拟采用多媒体教学方式和课堂教学。 【知识点和基本要求】 知识点：连杆参数和连杆坐标系的建立，连杆坐标系之间的变换矩阵。基本要求：掌握链路参数及坐标系的建立方法和坐标系间的变换矩阵。 [要点与难点] 要点：联动坐标系的建立。难点：坐标系之间的变化。

【教学方法设计】1.分析了具体连杆的结构特点和参数，并在此基础上建立了连杆坐标系和连杆坐标系之间的变换矩阵。 [应用] [黑板设计] 2. 3 工业机器人连杆参数及其齐次变换矩阵 连杆参数与连杆坐标系的建立 连杆坐标系之间的变换矩阵 [总结] 本课主要讲述连杆的建立杆坐标系和坐标变换。学生必须加强训练并掌握它。 【教学后记】 【教材补充】第6章题目：第2章工业机器人运动学【教学内容】2.1齐次坐标与物体描述； 2.2 齐次变换与运算 2.3 工业机器人连杆参数及其齐次变换矩阵； 2.4 工业机器人运动学方程。 【教学安排】本章教学10课时。拟采用多媒体教学方式和课堂教学。 【知识点及基本要求】 知识点：工业机器人运动学方程、正向运动学及实例、反向运动学及实例。基本要求：掌握编制机器人运动学方程的方法。 [要点与难点] 要点：正运动学方程。难点：逆运动学方程。 【教学方法设计】1.通过实例讲解。 [应用] [黑板设计] 4 工业机器人运动学 机器人运动学方程 正运动学及实例 逆运动学及实例 应用的基础。学生必须加强训练并掌握它。

【教学后记】【教材补充】第7章题目：第2章工业机器人运动学【教学内容】2.1物体的齐次坐标与描述； 2.2 齐次变换与运算 2 .3 工业机器人连杆参数及其齐次变换矩阵； 2.4 工业机器人运动学方程。 【教学安排】本章教学10课时。拟采用多媒体教学方式和课堂教学。 【知识点及基本要求】 知识点：工业机器人运动学。基本要求：工业机器人运动学应用【重点与难点】重点掌握工业机器人运动学方程。 【教学方法设计】1.通过几个有代表性的例子，以讨论的形式给出了工业机器人运动学的知识。 [应用] [黑板设计] 书中习题 [总结] 本课主要讲述工业机器人运动学相关的习题。 【教学后记】 【教材补充】 1.熊友欢，机器人技术基础，华中科技大学出版社。第8章章节标题：第3章工业机器人静力计算与运动学分析【教学内容】 3.1工业机器人速度雅可比与速度分析； 3.2 工业机器人力雅可比和静力计算； 3.3 工业机器人动力学分析。 【教学安排】本章教学10学时，采用多媒体教学方式，课堂讲授。 【知识点和基本要求】知识点：工业机器人的速度雅可比和速度分析。基本要求：了解机器人速度雅可比矩阵的含义和作用以及建立方法，讨论关节变量与手空间的关系，求解存在条件。

【重点与难点】重点：如何打造工业机器人雅可比。难点：工业机器人关节变量与手空间的关系。 【教学方法设计】1.引入多元函数的雅可比矩阵，通过解析几何推导出工业机器人的雅可比矩阵； 2.系统地介绍了工业机器人雅可比矩阵中的关节空间变量和手空间变量。 [应用] 无。 【黑板设计】3.1工业机器人速度雅可比与速度分析1）工业机器人速度雅可比2）工业机器人速度分析【总结】本课主要讲述工业机器人关节空间与手部变量的关系。 【教学后记】 【补充教材】工业机器人应用资料。第9章题目：第3章工业机器人静力计算与运动学分析【教学内容】3.1工业机器人的速度雅各比与速度分析； 3.2 工业机器人的雅可比力与静力计算； 3.3 工业机器人动力学分析。 【教学安排】本章教学10学时，采用多媒体教学方式，课堂讲授。 【知识点和基本要求】 知识点：工业机器人力雅可比和静力计算。基本要求：掌握建立工业机器人力雅可比的方法，了解各个变量的物理意义。 【重点与难点】重点：工业机器人力量雅可比的建立。难点：工业机器人静态计算中变量的物理意义。 【教学方法设计】1. 建立工业机器人连杆间静平衡方程； 2.利用虚功原理建立机器人力雅可比。

【应用】【黑板设计】3.2工业机器人力雅可比与静力计算1）手术臂中的静力2）机器人力雅可比3）机器人静力计算[总结]本课主要介绍工业机器人的手力与各关节扭矩的关系。 【教学后记】【教材补充】第10章题目：第3章工业机器人静力计算与运动学分析【教学内容】3.1工业机器人速度雅可比与速度分析； 3.2 工业机器人 Liya 可比较和静态计算； 3.3 工业机器人动力学分析。 【教学安排】本章教学10学时，采用多媒体教学方式，课堂讲授。 【知识点和基本要求】 知识点：机器人动力学分析的基本方法。基本要求：掌握拉格朗日方程的建立方法。 [要点与难点] 要点：运动学分析方法。难点：拉格朗日方程的建立。 【教学方法设计】1.重点介绍拉格朗日方程建立的推导过程【应用】【黑板设计】3.3工业机器人动力学分析1）拉格郎日方程2）二自由度平面关节机器人运动学方程3）关节空间与操作空间动力学 [总结] 本课主要讲述建立动力学方程的方法机器人教案模板，请务必掌握。 【教学后记】 【教材补充】第11章题目：第3章工业机器人静力计算与运动学分析【教学内容】3.1工业机器人速度雅可比与速度分析； 3.2 工业机器人功率雅可比和静态计算； 3.3 工业机器人动力学分析。

【教学安排】本章讲授10课时，采用多媒体教学方式，课堂讲授。 【知识点和基本要求】 知识点：复习雅可比和静态计算和动态分析。基本要求：掌握动力学分析方法。 [要点与难点] 要点：静力学计算。难点：动力学分析。 【教学方法设计】通过实例讲解方法。 【应用】【板书设计】书后习题【总结】本课主要讲述机器人力学计算，希望同学们掌握。 【教学后记】 【教材补充】第12章题目：第3章工业机器人静力计算与运动学分析【教学内容】3.1工业机器人速度雅可比与速度分析； 3.2 工业机器人功率雅可比和静态计算； 3.3 工业机器人动力学分析。 【教学安排】本章教学10学时，采用多媒体教学方式，课堂讲授。 【知识点和基本要求】 知识点：章节复习。基本要求：章节复习。 【重点和难点】重点：难点：【教学方法设计】1.通过实例讲解。 【应用】【黑板设计】【小结】【教学后记】【教材补充】第13章题目：第4章工业机器人机械系统设计【教学内容】4.1工业机器人总体设计； 4.2 传动部件设计； 4. 3 臂设计 4. 4 腕设计 4.5 手设计 4. 6 身体及行走机构设计 【教学安排】 6 小时讲座，多媒体教学法，课堂讲授。

【知识点及基本要求】知识点：工业机器人机械设计的设计方法。基本要求：了解：工业机器人的主要结构。掌握：掌握工业机器人常用的传动方式。 【重点与难点】重点掌握工业机器人传动方式的设计方法。 【教学方法设计】1.通过几个工业机器人在现代生活中的应用实例介绍工业机器人的主要结构； 2.系统地介绍了工业机器人传动的设计。 [应用] [黑板设计] 1 工业机器人整体设计、主要结构设计、传动方式选择、模块化结构设计、材料选择、平衡系统设计 [总结] 本课主要讲述工业机器人的整体设计思路。 【教学后记】 【教材补充】 1.熊友欢，机器人技术基础，华中科技大学出版社。第14章题目：第4章工业机器人机械系统设计【教学内容】 4.1工业机器人总体设计； 4.2 传动部件设计； 4.3 手臂设计 4. 4 手腕设计 4.5 手部设计 4.6 机身及行走机构设计 【教学安排】 教学6小时，采用多媒体教学方式，课堂讲授。 【知识点和基本要求】 知识点：传动部件设计的关键点。基本要求：了解机器人传动部件的设计要点和注意事项。 【重点难点】重点：工业机器人移动关节导轨和旋转关节。难点：工业机器人传动部件定位及消除齿隙。 【教学方法设计】1.介绍了工业机器人基本关节的结构，对各个关节进行了详细讲解； 2.更系统地介绍了工业机器人关节的使用，让学生积极思考工业机器人的结构特点。加深学生的理解。