机器人工程专业认知导读

一、专业代码

二、专业概况

机器人工程专业主要学习工业机器人技术必备的理论知识和自动化技术，主要从事机器人工作站设计、装调与改造，机器人自动化生产线的设计、应用及运行管理等相关岗位工作。

三、培养目标

本专业立足于地方经济和社会发展的需要，围绕学校培养理论基础扎实，具有实践能力、创新精神和吃苦奉献品质的高级应用型人才的办学定位，致力于培养具有良好科学素养、人文素养、职业道德、社会责任感和专业技能，具有一定的国际视野和较强的持续学习能力，在机器人工程及其相关领域内从事设计制造、产品开发、生产运行、技术管理等工作，能够解决机器人工程复杂问题的高级应用型技术人才。

四、专业技能

通过市场、企业调研，结合我校机器人技术专业人才培养方案，确定本专业学生大学期间应具备以下几项能力：

1.识图与制图能力

该项技能要求学生具备一定的计算机应用基础知识，具备测绘简单机械零部件零件图和装配图能力，熟悉最新国家制图技术标准，熟悉机械零件图样、机器人设备装配图样的各种表达方式，具备平面图形、零件图样和装配图样的识读、分析、绘制和修改能力，了解和熟练掌握AutoCAD、Solidworks等计算机辅助设计软件的基本概念、基本操作技能和高效制图功能，具备二维、三维绘图的综合技能。

该项能力可通过机械制图、AutoCAD应用、三维绘图软件应用等支撑课程进行考核、也可以通过机械零件测绘、机械设计课程设计、毕业设计等来综合衡量该项能力的掌握情况。此外也可通过各级的信息技术大赛来进行考核。

2.控制编程能力

该项技能要求学生能熟悉电气控制线路的工作原理，典型设备电气控制系统，掌握常用电子元器件、集成器件、单片机的应用知识，具有从事机器人安装调试、维修管理等知识。掌握PLC、变频器、触摸屏、组态软件控制技术的应用知识，具有设计和改进机器人电气控制线路的基本能力。

该项能力可通过电工电子技术、单片机原理及应用、PLC原理及应用、自动控制原理、传感与检测技术、信号检测与分析等支撑课程来进行考核，通过机械故障诊断、电工电子实习、工业机器人综合实训、PLC课程设计等综合衡量该项能力的掌握情况。

3.机器人结构认知能力

该项技能要求学生掌握应用机械传动、液压与气动系统的基础知识，了解机械精度设计与测量知识，掌握机器人产品结构的基本知识与原理，能熟练进行简单零、部件的设计。熟悉机器人产品的设计程序和基本技术要素，能用计算机进行零件的辅助设计，熟悉实用设计方法。读懂符合国家标准的产品设计图纸和工艺图。

该项能力可通过机械制图、机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、机器人学、工业机器人技术、液压与气压传动技术等支撑课程来进行考核，通过机械制图课程设计、机械原理课程设计、液压系统课程设计、毕业设计、生产实习、毕业实习等来综合衡量该项能力的掌握情况。

4.机器人仿真能力

该项技能要求学生具备应用操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置，编辑逻辑运算程序能力；具备工业机器人现场编程能力。掌握计算机接口、工业控制网络和自动化生产线系统的基础知识，掌握工业机器人原理、操作、编程与调试的知识。

该项能力可以通过自动控制原理、传感与检测技术、机器视觉及其应用、机器人学、工业机器人技术、微机控制技术、现场总线等课程进行考核。可以通过移动机器人课程设计、工业机器人综合实训、毕业实习和毕业设计等来综合衡量该项能力的掌握情况。

5.机器人操作能力

该项技能要求学生具备机器人设备装配、调试和操作能力，完成机器人运行、加工过程。了解机器人设备的结构及工作原理，了解机器人机工工艺流程，掌握检修工业机器人系统的相关知识。

该能力需要通过机器人学、工业机器人技术、现场总线控制系统等课程来考核，通过移动机器人课程设计、工业机器人综合实训、生产实习、毕业实习、毕业设计等过程来综合衡量该项的掌握情况。

6.技术服务能力

该项技能要求学生具备工业机器人维护、保养设备，排除简单电气及机械故障能力；机器人新技术推广能力；机器人产品售后服务能力。同时具有较强社会活动能力，初步的企业生产管理能力；机器人产品营销能力。

该能力可通过社会实践进行实现。

五、综合能力和素质

（一）七项能力

七项能力培养是商丘工学院的特色教育项目。七项能力中，分必修能力和选修能力。

1.必修能力

信息处理能力：学生必须达到能够熟练快速地进行汉字录入，能熟练的对计算机进行系统管理，能够熟练使用Office软件完成文档编辑与修改、表格制作和幻灯片制作等工作。

硬笔书写能力：硬笔书写能力是艺术欣赏能力的组成部分。学生必须能够正确书写工整易识的规范汉字，能熟练地书写结构匀称，比例适当漂亮的钢笔楷书和行书。

沟通交往能力：学生必须能够恰当得体地与人进行交往沟通，能够自觉正确地使用礼貌用语，能够通过自身形象的修饰达到与人为善的交往目的；学生能够在短时间准备后用较为标准的通用语言进行3到5分钟的公开演说。

外语应用能力：学生必须掌握基本的常用英语沟通用语，能够完成常见环境下的英语沟通。

2.选修能力

创新创业能力：学生能够运用所学知识，完成创新过程，产生创新成果；或解决实际问题，完成项目，独立创业的能力。

汽车驾驶能力：学生通过汽车驾驶培训，能够取得驾驶执照。

阅读赏析能力：学生能够阅读书籍，并能够独立思考。掌握通过比较、分析与归纳，充实知识，丰富文化底蕴，增进文学素养，借鉴或吸收对个人有益信息。

（二）专业综合能力和素质

1.掌握本专业所需的相关数学与机器人学等基本理论和基础知识，了解本专业领域的发展现状和趋势。

2.掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取信息的基本方法，具有综合运用所学理论、知识和技术设计机器人结构及控制机器人工作的能力。

3.掌握科学的思维方法，具有制订实验方案、完成实验、处理和分析数据的能力。

4.具有对机器人产品的问题进行系统表达、建立模型、分析求解、论证优化和过程管理的初步能力。

5.具有较强的创新意识和进行机器人产品与系统开发和设计、技术改造与创新的初步能力。

6.具有较好的人文科学素质、较强的社会责任感和良好的工程职业道德，熟悉与本专业相关的法律法规，能正确认识本专业对客观世界和社会的影响。

7.具有一定的组织管理能力、较强的表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力。

8.具有一定的国际视野和跨文化交流、竞争与合作的初步能力，具有终身教育的意识和继续学习的能力。

六、教学计划

1.第一学年

本学年学生主要进行公共基础课和部分专业基础课的学习，开设的主要课程有大学英语、高等数学、大学物理、机械制图等。

高等数学是每位大学生都应该掌握的一门课程，不管是理科生还是文科生，也是研究生考试必考的一门课程。高等数学建立在初等数学基础之上，结构严谨，对于学生的逻辑思维以及运算能力有较高的要求，是各理工学科的基础。学好了数学，也就为其他学科的学习打下了坚实的基础。

大学英语课程是机器人工程专业本科生的一门公共必修基础课，它以英语语言知识、应用技能、学习策略和跨文化交际为主要内容，目的在于培养学生未来工作中实际运用英语的能力。其教学目标是培养学生英语听、说、读、写、译的综合应用能力，为今后在工作和社会交往中用英语进行基本的口、笔语交际奠定基础，并增强其自主学习能力，提高综合文化素养。

大学物理课程是大学理工科类的一门基础课程，通过课程的学习，使学生熟悉自然界物质的结构，性质，相互作用及其运动的基本规律，为后继专业基础课与专业课的学习奠定必要的基础。

机械制图课程是机械类专业学生必修的一门理论性和实践性较强的专业技术基础课，本课程涉及制图基本知识、制图基本技能、点、线、面的投影规律、立体的投影、组合体的视图及尺寸注法、机件形状的表达方法、标准件和常用件、零件图及装配图等内容，各章安排了大量的例题，并注重遵守国家标准，将理论与实践紧密结合，培养学生的空间想象能力及绘制和阅读机械图样的能力。培养学生阅读和绘制工程图样的能力；培养严谨、细致和耐心认真、一丝不苟的工作作风。

2.第二学年

第二学年学生主要进行学科基础课的学习，开设的主要课程有理论力学、材料力学、电工技术技术、高级语言程序设计、机械原理、AutoCAD等课程。

理论力学是一门理论性较强的工科学科专业基础课，它在许多工程技术领域中有着广泛的应用。本课程的任务是使学生掌握物体机械运动的基本规律和分析方法，为学好有关的后继课打好必要的基础，并为将来研究解决工程问题和学习新的科学技术创造条件。结合教学培养学生的辩证思维能力、抽象化能力、表达能力、计算能力和自学能力。

材料力学是由基础课过渡到专业课的一门重要技术基础课。通过本课程的学习，学生对材料力学的基本概念和方法有明确的认识，具有将杆类结构简化为力学简图的能力，并能作杆件在基本变形下的内力图，计算应力、位移，并进行强度、刚度计算。对应力状态及强度理论有明确的认识，并能用于组合变形杆件的强度计算。对能量法有明确的认识，并掌握计算位移的能量方法，掌握静不定结构的求解方法。计算轴向受压杆件的临界载荷与临界应力，并进行稳定校核。具有比较熟练的计算能力，并具有一定的分析能力和初步的实验能力。从而使学生对一般的机械工程问题能进行定性及定量分析和计算，为学习相关的后续课程奠定基础。

电工技术技术课程详细讲解了直流电路、交流电路、变压器、电动机、低压控制电路、供电、输电、配电、安全用电以及半导体二极管、三极管、基本放大电路、集成运算放大器、正弦波振荡电路、直流稳压电源、晶闸管(可控硅)电路：数字逻辑组合电路、触发器时序逻辑电路、直流稳压电源、模拟量与数字量转换电路等内容，为后续课程学习及从事与专业有关的工程技术工作打下一定基础。

高级程序设计课程是工科机械专业重要的专业基础课程，其目的是培养学生的程序设计理念、掌握程序设计的基本方法，为后续课程（数据结构、面向对象程序设计、操作系统等）打下坚实的基础。

机械原理是机械专业必修的一门重要的技术基础课，其研究内容是有关机械的一些最基本的原理及常用机构的分析与综合方法。其中主要包括：机构结构分析的基本知识；机构的运动分析方法；机器动力学的基本知识；常用机构——齿轮机构、凸轮机构、连杆机构等的分析与设计；机械传动系统运动方案的设计。学习本课程可以为学生在专业课的学习以及今后的工作中进行机械设计机械创新打下良好的基础。

AutoCAD课程主要介绍AutoCAD关于工程图的基本功能、基本操作和相关技术。通过对本课程的学习及上机实践练习，使学生掌握绘制工程图的基本方法和基础技巧，能独立绘制各种工程图。

3.第三学年

第三学年主要进行专业课的学习，开设的专业课程主要有：机械设计、传感与检测技术、液压与气压传动、数控技术、自动控制原理、PLC原理及应用、单片机原理及应用等，开设的产学结合模块有：机械设计课程设计、液压与气压传动课程设计、PLC课程设计、移动机器人课程设计等。专业核心课程是机械设计、机械精度设计与测量、数控技术、PLC原理及应用等

机械设计课程是一门专业技术课，使学生掌握通用零件的工作原理、结构特点和设计计算方法；使学生具有运用CAD设计机械传动装置或简单机械的能力；使学生具有分析机械零件失效原因并提出改进措施的初步能力；使学生初步掌握典型零件的试验方法。

传感与检测技术课程是机械工程及自动化专业的一门技术基础课，主要目的是学习、了解机械工程动态测试中常用的传感器，信号调理电路及记录仪器的工程原理，测量装置基本特性的评价方法，测试信号的分析和处理等。

液压与气压传动是机械专业重要的专业必修课之一。本课程主要内容包括：液压传动与气压传动的工作原理和组成、特点、工作介质的性质和选择，流体力学，液压传动与气压传动传动系统所用的动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件，液压传动与气压传动的基本回路，典型的液压传动与气压传动系统等。

数控技术课程是机器人工程专业一门必修专业技术基础课。主要讲述常用半导体器件、数字电路基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲波形的产生和整形、模拟量和数字量的转换、数字电路的应用、数控技术基础知识及其在数控机床中的应用。课程教学目标是使学生具有一定的电子技能和应用能力，培养学生分析问题和解决问题的能力。

PLC原理及应用课程主要介绍了PLC基本原理、编程器PLC控制系统设计、PLC应用、常用的PLC等；掌握可编程序控制器（PLC）的组成、工作原理、指令系统、编程方法，能根据生产工艺过程和控制要求正确选用PLC和编制用户程序，经调试用于生产过程控制。本课程目标使学生掌握机械设备电气传动与控制知识，掌握分析、设计和使用机电传动控制系统和装置、器件的基本技能，获得工程师必备的知识储备和技能训练，并能够初步应用于工程实践中。

单片机原理及应用课程是机器人工程专业一门必修的核心专业技术课程。本课程主要学习51单片机的组成结构、指令、编程方法、常用接口芯片，单片机存储器口占、I/O口扩展及单片机的基本应用。课程教学目标是通过理论教学和上机实验操作相结合，培养学生的独立分析及设计能力，理论联系实际的能力，掌握单片机在机电一体化产品中的硬件软件设计方法，培养学生创新能力和解决实际问题的能力。

传感器与检测技术是机器人工程专业一门必修的核心专业技术课程。要求理解常用和新型传感器的分类、工作原理和结构，信号处理电路；了解测试技术发展的前沿知识。掌握机电产品、自动生产线、数控机床中应用的典型传感器，并能正确完成传感器的安装与调试。课程教学目标是使学生掌握传感器及检测技术的基本知识，培养学生使用各类传感器的能力，使学生能应用传感器解决工程测控系统中的具体问题。

4.第四学年

本学年主要进行专业选修方向课的学习和进行毕业实习、毕业设计。开设的专业方向课主要有：机器视觉及其应用、机器人学 、机电一体化技术与系统、3D打印技术等，开设的产学结合模块有：生产实习、工业机器人综合实训、毕业实习、毕业设计等。

机器视觉及其应用是机器人工程专业的专业课。学习机器视觉的基本技术，了解各种智能图像处理与机器视觉技术的相关应用；具备解决智能化检测与识别、控制等应用问题的初步能力，为以后从事模式识别与智能控制、机器人技术、智能制造等领域的研究与开发打下良好的基础。通过学习本门课程，还可培养学生机电一体化产品设计、制造、安装、调试和使用的基本能力；对机械工程实际问题进行表述、构建模型、分析求解的基本能力；使用现代工程工具的能力。

机器人学课程是机器人工程专业的专业课，是一门培养学生具有机器人设计和使用方面基础知识的课程，本课程主要研究机器人的性能分析与控制方法。通过学习本课程，可以使学生对机器人运动学和动力学有一个系统学习；本课程主要任务是培养学生掌握工业机器人常用的控制理论与方法，具有进行工业机器人控制系统设计的能力；具有机电一体化产品设计、制造、安装、调试和使用的基本能力；具有对机电工程问题进行表述、构建模型、分析求解的基本能力；具有使用现代工程工具的能力。

工业机器人技术课程是机器人工程专业的基础课程。本课程主要讲述世界各国机器人的发展历程及在各行业中的应用，工业机器人的基本结构及物理组成要件，工业机器人的传感系统、控制系统及驱动系统等。通过学习本课程，使学生对机器人和机器人工作站产生全面而清晰的认识,能够操作工业机器人的作业示教系统；进而提高学生对机电一体化产品设计、制造、安装、调试和使用的能力；增加对机电工程问题进行表述、构建模型、分析求解的能力。使学生对机器人和机器人工作站产生全面而清晰的认识,能够操作工业机器人的作业示教系统。

七、兴趣小组

1.CAD技能兴趣小组

本兴趣小组主要训练学生使用AutoCAD、PRO/E等计算机绘图软件的能力，学生毕业后可从事有关计算机辅助设计方面的工作。

2.PLC应用技能兴趣小组

本兴趣小组主要训练学生的系统设计和编制应用PLC程序，具有设计和改进一般机械设备电气控制线路的基本能力，学生毕业后可从事电气控制设备的编程、维护工作。

3.电工电子产品制作兴趣小组

本兴趣小组主要以产品制作为载体，使学生掌握电工电子产品制作与调试所需的知识和技能，培养学生具备维修电工和电子装接工的岗位职业能力和实践动手能力，对学生的思维素质、创新能力、科学精神、自主学习以及用电工电子技术解决实际问题的能力，都具有十分重要的作用。

4. 机床电气系统检测与维修兴趣小组

本兴趣小组以电气系统检测与维修为载体，使学生掌握机床电气结构、机床电气运行等方面的知识，培养学生机床电气系统的安装、调试、维护、维修方面的岗位职业能力，培养学生自主学习、开拓创新的能力，具有工作细致的作风、团队合作的精神。

5.机器人技术兴趣小组

本兴趣小组主要训练学生的智能机器人技术（机器人设备安装、调试、维护、使用）的技能，学生毕业后可在与机器人应用与开发相关的领域进行工作。

6.3D打印技术兴趣小组

本兴趣小组主要训练学生掌握对3D打印技术的技能，为学生在以后的3D打印领域就业打下基础。

7.自动线的安装与调试兴趣小组

本兴趣小组将PLC知识融到实际项目中，使学生在掌握自动线的安装、调试、维护及维修的知识与技能的同时，真正提高学生的岗位职业能力和实践动手能力，培养学生的自主学习能力、创新能力和团队协作的能力。