机器人制作开源方案 | 立式铣床模型

机器谱 · 发表于 2023-7-3 11:09:24

本帖最后由机器谱于 2023-7-3 11:09 编辑

1. 功能说明
铣床主要是指用铣刀在工件上加工多种表面的机床，本文示例将通过程序控制模拟铣床的运动效果--模拟铣床进行加工时各个结构的运动方式。铣床的运动主要包括：主轴的旋转运动、立铣头的上下进给运动、工作台的前后左右进给运动。

2. 结构说明
该铣床的主轴旋转运动选择用电机直接驱动；立铣头的上下进给运动选择丝杠平移机构，运动稳定，且位移距离较长；工作台的左右进给运动选择丝杠平移机构，运动稳定，且位移距离较长；工作台的前后进给运动选择滑块平移机构，用于短距离的运输。

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：在下图所示的2个位置分别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 2个触碰传感器分别连接在Bigfish扩展板的A0、A4端口；
② 舵机连接在Bigfish扩展板的D3端口；
③ 电机连接在Bigfish扩展板的D5，D6；D9，D10。

4. 功能实现
4.1 实现思路
实现铣床模拟加工的功能。

第一步（复位）：
   工作台运动到X正向极限位置（控制1号电机旋转，直到工作台碰到限位的触碰传感器停止）；铣头运动到Y正向极限位置（控制2号电机旋转，直到洗头碰到限位的触碰传感器停止），工作台运动到Y正向极限位置（控制4号电机）；

第二步：
   工作台在一号电机所在的丝杠上向-X方向运动，其中心位置与铣头的中心位置在同一平面上（控制1号电机）；工作台在一号电机所在的丝杠上向-Y方向运动，其中心位置与铣头的中心位置在同一直线上（控制1号电机）；铣头开始旋转（控制3号电机）

第三步：
   铣头-Z方向移动，移动到2号电机所在丝杠的中间位置停止（控制2号电机）；工作台在+X与-X方向各匀速移动1S的时间（控制1号电机正转与反转延迟各1s）；工作台在+Y与-Y方向各移动一段距离（控制4号舵机顺时针、逆时针各旋转一定的角度）；

第四步：
   铣头在-Z向移动1s（控制2号电机旋转1s），暂停0.3s；洗头在+Z向移动1s（控制2号电机反向旋转1s）；工作台的运动重复第三步中工作台的运动；

第五步：
   复位，回到第一步中的位置。

4.2 示例程序
编程环境：Arduino 1.8.19
下面提供一个参考例程（xichuang.ino），具体实验效果可参考演示视频。

/*------------------------------------------------------------------------------------
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>
int i,j,k,l; //定义几个变量
Servo servo1; //命名一个舵机
void setup() {
servo1.attach(3); //启动舵机3号口
pinMode( 14, INPUT); //定义引脚
pinMode( 18, INPUT);
pinMode( 5, OUTPUT);
pinMode( 6, OUTPUT);
pinMode( 9, OUTPUT);
pinMode( 10, OUTPUT);
pinMode( 4, OUTPUT);
}
void loop() {
i=digitalRead(14); //设置i为A0读取数据
j=digitalRead(18); //设置j为A4读取数据
//第一步
servo1.write( 130 ); //舵机置位
zero();
/****************************
第二步
*****************************/
if(i==0&&j==0) //如果X轴Y轴已归位
{
//delay(2000);
digitalWrite( 9 , LOW ); //X轴至中部
digitalWrite( 10 , HIGH );
delay(6000);
digitalWrite( 10 , LOW );
servo1.write( 87 ); //舵机伸出
digitalWrite( 4 , HIGH ); //电机旋转
delay(1000);
/****************************
第三步
*****************************/
digitalWrite( 5 , LOW ); //Z轴移至中间
digitalWrite( 6 , HIGH );
delay(5000);
digitalWrite( 6 , LOW );
digitalWrite( 9 , LOW ); //X轴左移一秒
digitalWrite( 10 , HIGH );
delay(1000);
digitalWrite( 10 , LOW ); //稍停
delay(300);
digitalWrite( 9 , HIGH ); //X轴右移一秒
digitalWrite( 10 , LOW );
delay(1000);
digitalWrite( 9 , LOW );
servo1.write( 130 ); //舵机伸缩移动
delay(300);
servo1.write( 87 );
delay(300);
/****************************
第四步
*****************************/
// digitalWrite( 5 , LOW ); //Z轴下移一秒
// digitalWrite( 6 , HIGH );
// delay(1000);
// digitalWrite( 6 , LOW );//稍停
// delay(300);
digitalWrite( 5 , HIGH ); //Z轴上移一秒
digitalWrite( 6 , LOW );
delay(1000);
digitalWrite( 5 , LOW );
/****************************
重复第三步
*****************************/
digitalWrite( 5 , LOW ); //Z轴移至中间
digitalWrite( 6 , HIGH );
delay(1000);
digitalWrite( 6 , LOW );
digitalWrite( 9 , LOW ); //X轴左右移一秒
digitalWrite( 10 , HIGH );
delay(1000);
digitalWrite( 10 , LOW );
delay(300);
digitalWrite( 9 , HIGH );
digitalWrite( 10 , LOW );
delay(1000);
digitalWrite( 9 , LOW );
servo1.write( 130 ); //舵机伸缩移动
delay(300);
servo1.write( 87 );
delay(300);
digitalWrite( 4 , LOW );
while(1)
{
i=digitalRead(14); //设置i为A0读取数据
j=digitalRead(18); //设置j为A4读取数据
zero();
}
}
//}
}
void zero()
{
if(i==0) //如果触发限位A0
{
digitalWrite( 9 , LOW ); //X轴停止运动
digitalWrite( 10 , LOW );
}
else
{
digitalWrite( 9 , HIGH ); //X轴电机置位
digitalWrite( 10 , LOW );
}
if(j==0)//如果触发限位A4
{
digitalWrite( 5 , LOW );//Z轴停止运动
digitalWrite( 6 , LOW );
}
else
{
digitalWrite( 5 , HIGH ); //Z轴电机置位
digitalWrite( 6 , LOW );
}
}

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：立式铣床模型-概述 https://www.robotway.com/h-col-245.html

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