本帖最后由 机器谱 于 2023-7-7 09:39 编辑
1. 功能说明
本文示例将通过程序控制模拟车床的运动效果--模拟车床进行加工时各个结构的运动方式。车床的主要运动包括夹持工件主轴的旋转运动、刀具进给运动、刀具的换刀旋转运动、溜板的平动、尾座上顶针的进给运动。
2. 结构说明
该车床主轴旋转运动选择带传动的传动方式;刀具的进给使用滑块平移机构,用于短距离的移动;刀具的换刀装置使用电机直接驱动;溜板的平移选择丝杠传动,丝杠平移的距离较长且运动稳定;尾座的顶针进给运动使用滑块平移机构,用于短距离的平移。
3. 电子硬件
本实验中采用了以下硬件:
主控板 | Basra主控板(兼容Arduino Uno) | 扩展板 | Bigfish2.1扩展板 | 传感器 | 触碰传感器 | 电池 | 7.4V锂电池 |
电路连接说明:在下图所示位置安装一个触碰传感器作为限位(限位:限定机械设备的运动极限位置)。
① 触碰传感器连接在Bigfish扩展板的A0端口;
② 3号舵机连接在Bigfish扩展板的D7端口;4号舵机连接在Bigfish扩展板的D4端口;5号舵机连接在Bigfish扩展板的D3端口。
③ 1号电机连接在Bigfish扩展板的D5,D6;2号电机连接在Bigfish扩展板的D9,D10。
4. 功能实现
4.1 实现思路
实现车床模拟加工的功能。
复位:
溜板箱回到+X向极限位置(由1号电机控制),顶针伸出-X向(5号舵机控制),刀具箱回到+Y极限位置(3号舵机控制),刀具1指向-X向(4号舵机控制),主轴开始旋转(2号电机控制)。
第一步(粗加工):
上刀,刀具1指向Y轴正方向(由4号舵机控制);溜板箱沿-X向移动进入工作区,以刀具1的顶点与顶针顶点在同一直线为止(1号电机开始工作,延迟大概4s);刀具箱+Y向伸出去(3号舵机控制);刀具1沿-X向移动1s后停止(1号电机开始工作,延迟1s)。
第二步(换刀,准备精加工):
刀具箱沿-Y向移动到极限位置(3号舵机角度控制收回来);溜板箱沿+X向移动到+X向极限位置(1号电机控制,传感器限位);换刀,刀具2到刀具1的位置(4号舵机角度控制)。
第三步(精加工):
溜板箱沿-X向移动进入工作区,以刀具1的顶点与顶针顶点在同一直线为止(1号电机开始工作,延迟大概4s);刀具箱+Y向伸出去(3号舵机控制);刀具1沿-X向移动1s后停止(1号电机开始工作,延迟1s)。
第四步(加工完成):
刀具箱收回(3号舵机角度控制);溜板箱沿+X向移动到+X向极限位置(1号电机控制,传感器限位);主轴停止转动(2号电机stop);刀具1回到初始位置(4号舵机角度控制);顶针收回,沿+X向移动到极限位置(5号舵机角度控制)。
4.2 示例程序
编程环境:Arduino 1.8.19
下面提供一个参考例程(lathe.ino),具体实验效果可参考演示视频。 - /*------------------------------------------------------------------------------------
- 版权说明:Copyright 2023 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.
- Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at
- https://opensource.org/licenses/MIT
- by 机器谱 2023-06-14 https://www.robotway.com/
- ------------------------------*/
- #include <Servo.h>
- Servo servo_pin_4;
- Servo servo_pin_3;
- Servo servo_pin_8;
- Servo servo_pin_11;
- Servo servo_pin_7;
- int _ABVAR_1_i = 0 ;
- void setup()
- {
- pinMode( 14, INPUT);
- servo_pin_4.attach(4);
- servo_pin_3.attach(3);
- servo_pin_8.attach(8);
- servo_pin_11.attach(11);
- servo_pin_7.attach(7);
- pinMode( 9 , OUTPUT);
- pinMode( 10 , OUTPUT);
- pinMode( 5 , OUTPUT);
- pinMode( 6 , OUTPUT);
- servo_pin_4.write( 140 );
- servo_pin_3.write( 170 );
- servo_pin_8.write( 50 );
- servo_pin_11.write( 74 );
- servo_pin_7.write( 94 );
- delay( 1000 );
- }
- void loop()
- {
- if (digitalRead(14))
- {
- for (_ABVAR_1_i= 1; _ABVAR_1_i<= ( 80 ); _ABVAR_1_i++ )
- {
- servo_pin_4.write( ( 140 - _ABVAR_1_i ) );
- delay( 10 );
- }
- delay( 1000 );
- for (_ABVAR_1_i= 1; _ABVAR_1_i<= ( 80 ); _ABVAR_1_i++ )
- {
- servo_pin_4.write( ( 60 + _ABVAR_1_i ) );
- delay( 10 );
- }
- digitalWrite( 9 , HIGH );
- digitalWrite( 10 , LOW );
- delay( 2000 );
- digitalWrite( 9 , LOW );
- digitalWrite( 10 , LOW );
- for (_ABVAR_1_i= 1; _ABVAR_1_i<= ( 100 ); _ABVAR_1_i++ )
- {
- servo_pin_3.write( ( 170 - _ABVAR_1_i ) );
- delay( 20 );
- }
- digitalWrite( 5 , HIGH );
- digitalWrite( 6 , LOW );
- delay( 1000 );
- digitalWrite( 5 , LOW );
- digitalWrite( 6 , LOW );
- delay( 1000 );
- for (_ABVAR_1_i= 1; _ABVAR_1_i<= ( 69 ); _ABVAR_1_i++ )
- {
- servo_pin_3.write( ( 70 - _ABVAR_1_i ) );
- delay( 20 );
- }
- for (_ABVAR_1_i= 1; _ABVAR_1_i<= ( 41 ); _ABVAR_1_i++ )
- {
- servo_pin_8.write( ( 50 + _ABVAR_1_i ) );
- delay( 20 );
- }
- for (_ABVAR_1_i= 1; _ABVAR_1_i<= ( 73 ); _ABVAR_1_i++ )
- {
- servo_pin_11.write( ( 74 - _ABVAR_1_i ) );
- delay( 20 );
- }
- for (_ABVAR_1_i= 1; _ABVAR_1_i<= ( 85 ); _ABVAR_1_i++ )
- {
- servo_pin_7.write( ( 94 - _ABVAR_1_i ) );
- delay( 20 );
- }
- for (_ABVAR_1_i= 1; _ABVAR_1_i<= ( 64 ); _ABVAR_1_i++ )
- {
- servo_pin_11.write( ( 1 + _ABVAR_1_i ) );
- delay( 20 );
- }
- for (_ABVAR_1_i= 1; _ABVAR_1_i<= ( 70 ); _ABVAR_1_i++ )
- {
- servo_pin_8.write( ( 91 - _ABVAR_1_i ) );
- delay( 20 );
- }
- for (_ABVAR_1_i= 1; _ABVAR_1_i<= ( 64 ); _ABVAR_1_i++ )
- {
- servo_pin_11.write( ( 65 - _ABVAR_1_i ) );
- delay( 20 );
- }
- for (_ABVAR_1_i= 1; _ABVAR_1_i<= ( 169 ); _ABVAR_1_i++ )
- {
- servo_pin_3.write( ( 1 + _ABVAR_1_i ) );
- delay( 20 );
- }
- for (_ABVAR_1_i= 1; _ABVAR_1_i<= ( 170 ); _ABVAR_1_i++ )
- {
- servo_pin_7.write( ( 9 + _ABVAR_1_i ) );
- delay( 20 );
- }
- for (_ABVAR_1_i= 1; _ABVAR_1_i<= ( 39 ); _ABVAR_1_i++ )
- {
- servo_pin_11.write( ( 1 + _ABVAR_1_i ) );
- delay( 20 );
- }
- for (_ABVAR_1_i= 1; _ABVAR_1_i<= ( 40 ); _ABVAR_1_i++ )
- {
- servo_pin_8.write( ( 20 + _ABVAR_1_i ) );
- delay( 20 );
- }
- for (_ABVAR_1_i= 1; _ABVAR_1_i<= ( 85 ); _ABVAR_1_i++ )
- {
- servo_pin_7.write( ( 179 - _ABVAR_1_i ) );
- delay( 20 );
- }
- }
- else
- {
- servo_pin_4.write( 140 );
- servo_pin_3.write( 170 );
- servo_pin_8.write( 50 );
- servo_pin_11.write( 74 );
- servo_pin_7.write( 94 );
- delay( 1000 );
- }
- }
复制代码
5. 资料下载
资料内容:
①程序源代码
②样机3D文件
资料下载地址:卧式车床模型-概述 https://www.robotway.com/h-col-243.html
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