1. 功能說(shuō)明

? ? ? 本文示例將通過(guò)程序控制模擬車床的運(yùn)動(dòng)效果--模擬車床進(jìn)行加工時(shí)各個(gè)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方式。車床的主要運(yùn)動(dòng)包括夾持工件主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、刀具的換刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、溜板的平動(dòng)、尾座上頂針的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

2. 結(jié)構(gòu)說(shuō)明

? ? ? 該車床主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)選擇帶傳動(dòng)的傳動(dòng)方式；刀具的進(jìn)給使用滑塊平移機(jī)構(gòu)，用于短距離的移動(dòng)；刀具的換刀裝置使用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)；溜板的平移選擇絲杠傳動(dòng)，絲杠平移的距離較長(zhǎng)且運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定；尾座的頂針進(jìn)給運(yùn)動(dòng)使用滑塊平移機(jī)構(gòu)，用于短距離的平移。

3. 電子硬件

本實(shí)驗(yàn)中采用了以下硬件：

電路連接說(shuō)明：在下圖所示位置安裝一個(gè)觸碰傳感器作為限位（限位：限定機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)極限位置）。

① 觸碰傳感器連接在Bigfish擴(kuò)展板的A0端口；

② 3號(hào)舵機(jī)連接在Bigfish擴(kuò)展板的D7端口；4號(hào)舵機(jī)連接在Bigfish擴(kuò)展板的D4端口；5號(hào)舵機(jī)連接在Bigfish擴(kuò)展板的D3端口。

③ 1號(hào)電機(jī)連接在Bigfish擴(kuò)展板的D5，D6；2號(hào)電機(jī)連接在Bigfish擴(kuò)展板的D9，D10。

4. 功能實(shí)現(xiàn)

4.1 實(shí)現(xiàn)思路

實(shí)現(xiàn)車床模擬加工的功能。

復(fù)位：

? ? ? ? ?溜板箱回到+X向極限位置（由1號(hào)電機(jī)控制），頂針伸出-X向（5號(hào)舵機(jī)控制），刀具箱回到+Y極限位置（3號(hào)舵機(jī)控制），刀具1指向-X向（4號(hào)舵機(jī)控制），主軸開始旋轉(zhuǎn)（2號(hào)電機(jī)控制）。

第一步（粗加工）：

? ? ? ? ?上刀，刀具1指向Y軸正方向（由4號(hào)舵機(jī)控制）；溜板箱沿-X向移動(dòng)進(jìn)入工作區(qū)，以刀具1的頂點(diǎn)與頂針頂點(diǎn)在同一直線為止（1號(hào)電機(jī)開始工作，延遲大概4s）；刀具箱+Y向伸出去（3號(hào)舵機(jī)控制）；刀具1沿-X向移動(dòng)1s后停止（1號(hào)電機(jī)開始工作，延遲1s）。

第二步（換刀，準(zhǔn)備精加工）：

? ? ? ? ?刀具箱沿-Y向移動(dòng)到極限位置（3號(hào)舵機(jī)角度控制收回來(lái)）；溜板箱沿+X向移動(dòng)到+X向極限位置（1號(hào)電機(jī)控制，傳感器限位）；換刀，刀具2到刀具1的位置（4號(hào)舵機(jī)角度控制）。

第三步（精加工）：

? ? ? ? ?溜板箱沿-X向移動(dòng)進(jìn)入工作區(qū)，以刀具1的頂點(diǎn)與頂針頂點(diǎn)在同一直線為止（1號(hào)電機(jī)開始工作，延遲大概4s）；刀具箱+Y向伸出去（3號(hào)舵機(jī)控制）；刀具1沿-X向移動(dòng)1s后停止（1號(hào)電機(jī)開始工作，延遲1s）。

第四步（加工完成）：

? ? ? ? ?刀具箱收回（3號(hào)舵機(jī)角度控制）；溜板箱沿+X向移動(dòng)到+X向極限位置（1號(hào)電機(jī)控制，傳感器限位）；主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)（2號(hào)電機(jī)stop）；刀具1回到初始位置（4號(hào)舵機(jī)角度控制）；頂針收回，沿+X向移動(dòng)到極限位置（5號(hào)舵機(jī)角度控制）。

4.2 示例程序

? ? ? 編程環(huán)境：Arduino 1.8.19

下面提供一個(gè)參考例程（lathe.ino），具體實(shí)驗(yàn)效果可參考演示視頻。

5. 資料下載

資料內(nèi)容：

①程序源代碼

②樣機(jī)3D文件

資料下載地址：臥式車床模型-概述 https://www.robotway.com/h-col-243.html