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2025智能制造系列
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2025智能制造系列
产品名称:开源高精度工匠机器人系统
产品型号:LCR
产品简介:

开源高精度工匠机器人系统是由四轴机械臂本体、伺服驱动器、控制系统、上位机和稳压电源组成。该产品是目前市场上唯一提供机器人运动控制、交流伺服驱动器都开源的教学、科研产品。机器人控制系统采用国际上先进的基于模型设计(MBD:Model-Based Design)的设计方法,软硬件基于MATLAB/Simulink 和TI TMS320F28335 DSP 芯片架构进行开发。伺服驱动器同样采用基于模型设计的设计方法进行开发,在MATLAB/Simulink中实现交流伺服电机的电流(FOC磁场定向控制)、速度、位置三闭环(PID)的驱动控制算法。该产品运动控制及伺服驱动代码全开源,让高校老师和学生能够验证SCARA机器人多自由度运动控制算法、轨迹规划算法等,并能开发高级的动力学算法,还可以在该产品上开发各种机器人场景应用。

详细介绍

产品特点:
1.开源成熟工业机械臂产品为实验载体,支撑机器人建模仿真、机器人学、机器人控制、机器人动力学等教学实验,以及科研领域的算法验证实验和振动分析的控制实验等。
2.重复定位精度30μm,伺服误差±1脉冲;
3.控制系统采用MATLAB/Simulink软件进行编程,用户可以更好更便捷地研究控制算法,并可支撑更高级的控制算法验证。
4.控制系统采用双CAN总线通讯,控制周期可以短到1ms。
5.提供交流伺服驱动器的电流、速度、位置三闭环的伺服控制方法、以及梯形加减速、CAN总线通讯等运动控制算法。
6.支撑零力拖动等高级动力学算法和机器人关键技术开发。
适配教材:
《运动控制》、《机器人学导论》、《现代控制理论》、《机器人控制技术》、《计算机控制技术》、《电机与伺服控制》、《机器人操作系统》、《机器人技术基础》、《MATLAB建模与仿真》、《机器人伺服驱动技术》、《机器人机电一体化技术》。
实验内容:
机械臂运动学控制实验
1.机器人控制系统认识实验
2.机器人坐标系建立
3.DH参数设定
4.SCARA正运动学分析实验
5.SCARA逆运动学分析实验
6.SCARA正逆解控制实验
7.关节空间轨迹规划控制实验
8.笛卡尔空间轨迹规划控制实验
机械臂动力学控制实验
1.单关节PID算法正弦曲线跟踪实验
2.单关节PID摩擦力补偿算法正弦跟踪实验
3.双关节PID算法正弦曲线跟踪实验
4.双关节PID摩擦力补偿算法正弦跟踪实验
5.零力拖动实验
性能指标:
 

设备名称

主要技术参考指标

Z轴和大小臂电机

输出功率

400W

极对数

4

额定电压

48V

额定转速

3000rpm

最高转速

5000rpm

额定转矩

1.2Nm

瞬时最大转矩

4.4Nm

额定电流

10A

瞬时最大电流

30A

力矩系数

0.14Nm/A

转子转动惯量

1.6kgm2·10-4

线电阻

0.25Ω

线电感

0.55mH

重量

1.5kg

反馈元件

多摩川17位绝对值编码器

末端电机

输出功率

250W

极对数

4

额定电压

48V

额定转速

1500rpm

最高转速

3000rpm

额定转矩

1.59Nm

瞬时最大转矩

4.4Nm

额定电流

5A

瞬时最大电流

15A

力矩系数

0.29Nm/A

转子转动惯量

1.6kgm2·10-4

线电阻

1Ω

线电感

2.2mH

重量

1.5kg

反馈元件

多摩川17位绝对值编码器

伺服驱动器

供电电压

DC20V-56V

输出电流

RJS14:持续4A,峰值6A
RJS20:持续10A,峰值14A

控制方式

串口、CAN总线

异常保护

欠压、过压、过载、过流、堵转、编码器异常

编码器

增量式光电编码器、霍尔、BISS绝对式

电磁抱闸电压

DC48V

制动电阻

需在电源处外接

冷却方式

自然冷却或外加散热器

防护等级

IP54(驱动板带外壳、散热板)

位置精度

±2P(空载)、±15P(带负载)

速度精度

±5rpm@1000rpm

使用场合

无粉尘、油雾及腐蚀性气体

工作温度

-10℃~50℃

保存温度

-20℃~80℃

工作湿度

40%~90%RH

振动

最大5.9m/s2

重量

约0.1kg

控制系统

处理器

TMS320F28335

处理器主频

150MHZ

IO输入输出

3通道

AD输入(定制)

16通道,0~3V,12位,转换时间250ns
6通道,-10~10V,16位,转换时间3.1us

DA输出(定制)

4通道,-10~10V,16位,建立时间10us

视觉接口

支持RS232或RS485接口

编码器(定制)

支持2通道的数字增量式、32位计数、最大输入频率20MHZ

通讯接口

SCI、RS485、CAN2.0A

稳压电源

型号

KG-6010

输入电压

AC220V±10% 50HZ

工作温度

-10~40℃ 相对湿度<80%

存储温度

-10~40℃ 相对湿度<90%

输出电压

0-60V

输出电流

0-10A

稳压状态

电压稳定度≤0.5%  负载稳定度≤0.5%

稳流状态

电压稳定度≤0.5%  负载稳定度≤0.5%

保护方式

限流保护、过温保护

显示精度

电压/电流  3位LED ±1%  ±字

显示分辨率

电压0.1V  电流0.1A

保险丝

7A

上位机

外形尺寸

357(深)×198(宽)×110(高)

数据采集

可指定采集的数据;每关节3路共12路数据

控制

控制机械臂的关节角度、末端坐标

显示

显示机械臂的关节角度、末端坐标及数据波形

示教

可以设定10个点,然后重复这些运动

 

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