[实用新型]教学应用型可转位数控车床

说明书

技术领域

本发明是一种用于课堂教学的教学仪器，尤其适用于数控技术及单片机技术等课程的教学使用。

背景技术

数控技术经过多年的发展已经成为一种成熟的技术，越来越多的用于现代工业化制造中，越来越多的人也参与到数控技术的学习中。对于数控车床的初学者来说目前的数控车床都是比较高端的设备，他们很难想象的出数控车床究竟是怎样实现数字化加工的，这对他们的学习带来了难度。在数控技术的学习上，一些基本且重要的算法，如直线插补、圆弧插补算法，只能理解其含义，但很难让学习者通过实验的方法来验证算法的实现原理及正确性，不能让学习者在主观上认识这些算法的正确性和实用性。数控车床上运用的一些典型的结构和控制原理在课堂上无法准确描述也不能即时的给学生进行实践训练，造成学生的学习质量不高，效率低下。

发明内容

教学应用型数控车床为解决教学上存在的一些问题而设计的，该设备是用单片机控制数控车床运动，旨在提高相关课程课堂教学质量和教学效率。机床主体由透明、质轻的有机玻璃制成，学习者能够观察车床的内部结构及传动原理。在机械部分的结构上引入倾斜工作台的模型，机床上的工作台可以绕主轴中心线做一定角度的旋转，可体现出当今主流数控车床倾斜工作台的结构原型；加长了中滑板导轨的长度，刀架在中滑板上有足够的移动空间使前置刀架和后置刀架的结构原型能够在机床上体现出来；引入了绕平行于主轴轴线的中心线的可旋转刀架，刀架可以绕着中心线旋转出现多个刀位。在控制方面运用教学中常用的AT89S52单片机作为主控制器，通过一些辅助器件（例如步进电机、步进电机驱动器、按钮开关、电源、限位开关）的连接，构建单片机控制系统，各电子元器件的连接方法可参照附图3；单片机控制系统可以通过ISP数据线与电脑相连，在Keiluvision2环境下运用C语言根据机床的运动需求编程并调试，转化为.Hex格式文件，利用progisp.exe软件把.hex格式的文件烧录到单片机里，最后运用操作板上的按钮对数控机床模型进行操做。学习者可以根据所学知识和自己的需要，编制出对应的程序，然后进行调试、编译、烧录最后实现数控车床的运动。

本发明通过机床主体使数控车床的一些特殊结构直观的展现出来、通过把单片机和普通机床结合可以使数控技术中的直线插补和圆弧插补运算算法具体的体现在工作台的运动中。

此过程可提高数控技术及单片机课程相关章节课堂教学的质量和效率。

附图说明：

图1是教学应用型可转位数控车床装配图轴侧图；

图2是教学应用型可转位数控车床装配图俯视图；

图3是控制部分元器件电路连接图

附图标记和部件的对应关系如下：

床头11

旋转工作台前支架12

主轴13

旋转工作台14

Z轴丝杠15

加长型中滑板16

X轴丝杠17

刀架18

小滑板19

旋转工作台后支架110

床尾111

床身112

销孔113

24V直流电源31

Z轴步进电机32

Z轴步进电机驱动器33

X轴步进电机驱动器34

X轴步进电机35

电脑36

ISP下载线37

ISP接口38

AT89S52单片机39

单片机最小系统310

发光二极管311

微动开关312

按钮开关313

可自锁按钮开关314

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

图1和图2分别为本实用新型的机械部分的轴测图和俯视图，图3为控制部分的接线图。