Russian Federation
This paper describes the development of a laboratory stand for studying the principles of operation of a robotic arm. The design tasks and the composition of the stand, including a manipulator, a control unit, a PC and a relay module, are considered
laboratory stand, robot arm, laboratory workshop, mechatronics, specialist training
Лабораторно-практическая работа представляет собой метод обучения, при котором студенты под руководством преподавателя выполняют практические задания, воспринимая и осмысливая новый материал. В настоящий момент наблюдается устойчивый рост потребности в специалистах, обладающих опытом работы с промышленными роботами-манипуляторами на современных производствах. Знание устройства, принципов управления и методов программирования манипуляторов является одним из необходимых условий успешной профессиональной деятельности выпускников технических вузов по направлению «Автоматизация технологических процессов».
Данная работа посвящена разработке учебно-лабораторного стенда для изучения принципов функционирования робота-манипулятора. Актуальность исследования обусловлена необходимостью формирования у студентов практических навыков работы с робототехническими системами в условиях дефицита специализированного открытого оборудования. В отличие от закрытых промышленных образцов, разрабатываемый стенд имеет открытую архитектуру, позволяющую изучать все уровни управления: от механики до программного кода.
В ходе работы проводится разработка конструкции стенда и его системы управления. Создаваемый стенд позволяет на практике изучить устройство основных узлов манипулятора (приводы, передаточные механизмы, захваты), понять принципы движения робота и освоить основы программирования рабочих движений. Результатом внедрения станет повышение качества подготовки инженерных кадров в области мехатроники и автоматизации.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
- изучение существующих конструкций роботов-манипуляторов и их функциональных возможностей;
- разработка внешнего вида и структуры лабораторного стенда;
- подбор элементной базы и создание конструкции стенда;
- разработка системы управления и программирование базовых движений;
- реализация проекта в виде готового действующего изделия;
- создание методических указаний для выполнения лабораторных работ;
- оценка экономических показателей проекта.
Лабораторный стенд будет представлять собой устройство для изучения основ работы с промышленным роботом-манипулятором. В состав лабораторного стенда предполагается включить:
- Роботизированный манипулятор – шарнирно-сочленённая конструкция, закреплённая на устойчивом основании. Состоит из нескольких звеньев, соединённых шарнирами, что обеспечивает широкий диапазон движений.
- Блок управления (контроллер) – расположен под основанием манипулятора, оснащён панелью с кнопками (пуск, стоп, сброс) и дисплеем для отображения параметров работы.
- Персональный компьютер – подключается к контроллеру и служит для программирования движений, настройки параметров и отладки алгоритмов управления.
- Релейный модуль – дополнительное устройство для коммутации сигналов и расширения возможностей подключения внешнего оборудования.
Все элементы соединяются проводными линиями связи. Стенд будет иметь компактное настольное исполнение, оснащаться кнопкой экстренной остановки для безопасной работы и позволять подключать дополнительные датчики и исполнительные механизмы.
Специализированные лабораторные стенды служат эффективным средством для отработки практических умений и проверки уровня подготовки обучающихся.
1. ProBot Anno Started Manual: [Elektronnyy resurs]. URL: https://www.manualslib.com/manual/2057570/Probot-Anno.html. (Data obrascheniya: 21.02.2026).
