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一、產品概述
六軸機器人在結構原理上,涵蓋了機械設計、電機控制、電路設計與通訊等多個學科。在組裝一臺完整的工業級六軸機器人的過程中,學生需要考慮到每一個細節,從底座固定、關節連接,到電纜布線、電控系統安裝等,這些精細化的操作不僅要求學生能把控安裝和測試的全過程,還能夠有效的加深其對機械結構、電路連接、運動控制等知識的理解,進而培養其良好的實踐意識和解決問題的能力。
二、產品特點
1、機械結構與機械設計
多軸運動學原理:了解機器人的六個自由度和不同關節軸的運動特點,掌握各關節之間的關系及其如何實現復雜的空間定位。傳動機構原理:學習機器人中的傳動結構(如減速器、齒輪和驅動軸),了解如何通過傳動結構實現精確運動控制。關節設計與結構分析:熟悉各關節的設計原理,了解基本動作的實現方式,掌握各關節在負載和靈活性方面的優化。機器人末端執行器的選用與更換:學習如何選擇適當的末端執行器(如夾具、吸盤等)以適應不同任務需求,以及末端執行器的安裝和調整方法。
2、電機控制與電氣系統
步進電機控制:了解步進電機的特點及其在機器人中的應用,學習如何通過控制電機的轉速和位置來實現精準的關節控制。電氣接線與布線技巧:掌握機器人內部復雜電纜的布線方法,學習如何設計和整理布線,以防止線纜拉扯、干擾或磨損。電氣連接與電源管理:學習電氣元件連接的基本方法,包括電機、電路板、傳感器等的接線規范,了解如何分配電源以確保系統穩定運行。
3、控制系統與傳感器應用
控制系統架構:了解機器人的控制系統構成,包括主控板、電機驅動器、控制算法和電機控制信號的傳輸。反饋與閉環控制:通過位置傳感器(編碼器)獲取關節位置反饋,掌握如何通過閉環控制實現對關節精確的實時控制。
4、編程與算法實現
運動控制編程:學習控制機器人運動的基本指令,通過程序實現復雜的運動路徑、速度調整和末端精確定位。多軸協調與同步控制:編程實現六個關節的協調控制,使機器人在不同關節同時運動時保持流暢無誤差。自動化任務編程:將一系列運動指令編程化,以完成自動化組裝或搬運等任務,練習自動化任務的設計和實現。
5、系統調試與故障排查
機械與電氣故障排查:學習調試機器人的方法,包括對各關節、電機、傳感器、電路連接等可能出現的故障進行診斷和排查。調試與校準技術:了解機器人各關節零位和運動范圍的調試方法,通過手動和程序化的方式進行初始校準,確保每個關節的精度和穩定性。
三、產品結構組成
1、結構件
整機結構件包含基座、支撐桿、固定板等多個種類,統一采用高強度鋁制材料,為機器人的高性能工作狀態提供強有力的質量支撐。
2、電機組件
包含各軸電機及傳動裝置,具備低噪音、高效能的特點,使得機器人末端最大負載能力達1kg以上。
3、電路控制板
作為機器人的“大腦”,電路控制板負責接收指令、處理數據、控制電機等關鍵任務。控制板集成了先進的控制算法和多個外部接口,能夠實現對機器人運動的精確控制和拓展應用。
4、電氣組件
除了以上結構件和組件外,機器人集成了一鍵開關、氣泵等電氣組件,實現機器人在多場景下進行復雜作業的需求。
5、外觀結構
采用3D打印的高韌性樹脂材料,其輕便、耐用的特性符合機器人對輕量化和耐用性的要求。
四、產品組裝步驟
1、準備階段
(1)確保所有結構件和組件齊全,檢查無損壞或缺失。
(2)準備好扳手、十字螺絲刀、六角扳手、扭力扳手、防靜電手環、清潔布等工具。
(3)閱讀組裝指南,熟悉各部件名稱與功能。
2、機器人組裝步驟
第1步:組裝機器人底座
第2步:安裝第1軸電機與支撐底座
第3步:安裝第2軸關節及電機
第4步:安裝第3軸關節及電機
第5步:安裝第4軸關節及電機
第6步:安裝5軸和6軸組件
第7步:組裝氣泵模塊
第8步:組裝底板模塊
第9步:安裝三四軸側板
第10步:安裝五、六軸尾板
3、機器人上電與零位校準
機器人組裝完畢后,接通電源,在底座的觸摸屏中打開如下關節校準界面,按照步驟對第1軸~第6軸進行校準。
4、安裝機器人外殼
至此,機器人全部組裝完畢,可以開展其他應用和開發工作。



