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：

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。

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