工业机器人三维打印硬件系统的设计构建了一个实验装置平台，为后续的研究打下基础。首先对工业机器人3D打印成型工艺原理进行了介绍；其次在机械结构设计部分，完成了运动系统选型，设计了喷头和打印底板的CAD机械结构，并对制作好的喷头和打印底板实物进行了模块介绍；最后对控制部分的硬件电路原理和设计过程进行了详细介绍，包括喷头部分的加热模块电路、温度实时控制电路、步进电机驱动电路，打印底板加热电路以及机器人与喷头数据通讯部分硬件电路的设计。
工业机器人3D打印成型工艺是基于工业机器人技术与三维打印工艺原理相结合的一种增材制造方法。成型系统主要由机器人、示教器、电控柜、打印喷头、工作台等部分组成。其中，喷头模块由材料丝溶融加热块、温度控制热电偶、吐丝电机、辊轮、散热风扇、喷嘴等部分组成。在机器人控制器与喷头的信息交互模块，则通过机器人电控柜的输入输出接口和喷头控制器的外部接口进行数据通讯。
基于FDＭ工艺的工业机器人3D打印成型原理如下：喷头装配在工业机器人法兰盘末端，工作时由喷头控制器Arduino板控制内部加热块的加热、温度测量以及送丝电机的转动。由工业机器人带动喷头运动，根据制件的形状提前规划好机器人运动轨迹，热融喷头将半流动材料挤压沉积在工作台上的指定位置并凝固成型，形成整个制件。
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