專利名稱：用于cad/cam的多功能一體化微機(jī)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成CAD和CAM的人機(jī)界面以及實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境的微型 計(jì)算機(jī)裝置。
技術(shù)背景CAD技術(shù)和CAM技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基 礎(chǔ)技術(shù)，它是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率不可少的手段，其技術(shù)水平和普 及程度的高低己成為衡量一個(gè)國家機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。 CAD/CAM技術(shù)的推廣應(yīng)用，需要大批高素質(zhì)的專業(yè)人才，因此CAD/CAM理 論和教學(xué)處于十分重要的地位。CAD技術(shù)和CAM技術(shù)有著相當(dāng)緊密的聯(lián)系， 國內(nèi)外大量的經(jīng)驗(yàn)表明，CAD技術(shù)的效益往往不是從其本身，而是通過CAM 系統(tǒng)體現(xiàn)出來；反過來，CAM技術(shù)如果沒有CAD技術(shù)的支持，花巨資引進(jìn) 的設(shè)備往往很難得到有效地利用。因此，在CAD/CAM專業(yè)人才的培養(yǎng)中， CAD技術(shù)和CAM技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也密不可分。無論是CAD技術(shù)教學(xué)，還是CAM技術(shù)教學(xué)，除了必要的理論講解外， 大部分實(shí)踐作業(yè)都要在具有相應(yīng)功能的硬件設(shè)備上完成。然而由于這些設(shè)備， 特別是數(shù)控機(jī)床的價(jià)格、體積、安全性、使用成本以及所處空間的限制，CAD 技術(shù)教學(xué)和CAM技術(shù)教學(xué)往往各自單獨(dú)進(jìn)行，從而導(dǎo)致兩者的脫節(jié)。為了彌補(bǔ)數(shù)控機(jī)床在價(jià)格、體積、安全性以及使用成本上的不足，出現(xiàn)了 一些數(shù)控機(jī)床實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件系統(tǒng)，這種軟件系統(tǒng)以PC機(jī)為硬件平臺(tái)，仿真數(shù) 控機(jī)床的操作和運(yùn)行過程，其不足主要表現(xiàn)在由于這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)在硬件 上直接采用PC機(jī)的傳統(tǒng)人機(jī)界面和結(jié)構(gòu)，被培訓(xùn)者無法體驗(yàn)數(shù)控加工和編程 過程操作的實(shí)際感受，影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。為了增強(qiáng)數(shù)控加工和編程操作的實(shí)際感受，出現(xiàn)了一些專門用于數(shù)控機(jī)床 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)備，這種設(shè)備以PC機(jī)為硬件平臺(tái)，并采用數(shù)控機(jī)床操控面板作 為其唯一的人機(jī)界面，其不足主要表現(xiàn)在由于這種設(shè)備只能用于CAM技術(shù) 培訓(xùn)，未能彌補(bǔ)CAM實(shí)際操作和CAD實(shí)際操作兩者脫離的不足。這種設(shè)備 和用于CAD技術(shù)培訓(xùn)計(jì)算機(jī)都以傳統(tǒng)PC機(jī)的體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，造成了資源浪費(fèi)。以上現(xiàn)有設(shè)備缺點(diǎn)在于CAM實(shí)際操作和CAD實(shí)際操作兩者脫離，其次 是設(shè)備成本高的問題。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決現(xiàn)有設(shè)備中CAM實(shí)際操作和CAD實(shí)際操作兩者脫離和 設(shè)備成本高的問題，本發(fā)明提供了一種用于CAD/CAM的多功能一體化微機(jī) 裝置。本發(fā)明包括數(shù)控編程顯示器1、加工仿真顯示器2、雙顯示器顯示卡3、 微型計(jì)算機(jī)4、鼠標(biāo)5、鍵盤6、單片機(jī)7、數(shù)控機(jī)床編程鍵盤編碼電路8、數(shù) 控機(jī)床編程鍵盤9、數(shù)控機(jī)床操作面板指示燈譯碼電路10、數(shù)控機(jī)床操作面板 11、數(shù)控機(jī)床面板編碼電路12和通訊接口 13;數(shù)控編程顯示器1和加工仿真 顯示器2的輸入端分別連接雙顯示器顯示卡3的兩個(gè)輸出端，雙顯示器顯示卡 3的串口連接微型計(jì)算機(jī)4的第一串口上，微型計(jì)算機(jī)4.的第二串口至第四串 口分別連接在鼠標(biāo)5的串口、鍵盤6的串口和通訊接口 13的一個(gè)串口上，通 訊接口 13的另一個(gè)串口連接單片機(jī)7的第一串口上，單片機(jī)7的第二串口至 第四串CI分別連接數(shù)控機(jī)床編程鍵盤編碼電路8的一個(gè)串口 、數(shù)控機(jī)床操作面 板指示燈譯碼電路10的一個(gè)串口和數(shù)控機(jī)床面板編碼電路12的一個(gè)串口上， 數(shù)控機(jī)床編程鍵盤編碼電路8的另一個(gè)串口連接數(shù)控機(jī)床編程鍵盤9的串口 上，數(shù)控機(jī)床操作面板指示燈譯碼電路10的另一個(gè)串口和數(shù)控機(jī)床面板編碼 電路12的另一個(gè)串口分別連接數(shù)控機(jī)床操作面板11的兩個(gè)串口上。本發(fā)明具有CAD/CAM操作的功能，又提供數(shù)控加工實(shí)驗(yàn)的操作環(huán)境， 既彌補(bǔ)了數(shù)控加工實(shí)驗(yàn)與CAD/CAM實(shí)際操作兩者脫離的不足，又比較真實(shí) 地模擬了數(shù)控加工操作環(huán)境和操作過程，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用方便、適用 性強(qiáng)的特點(diǎn)。本發(fā)明和基于傳統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)的數(shù)控機(jī)床實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件系統(tǒng)相比，通過硬 件對(duì)CAM操作環(huán)境和操作過程模擬的真實(shí)感有很大程度的提高。本發(fā)明和以微型計(jì)算機(jī)為硬件平臺(tái)、采用數(shù)控機(jī)床操控面板作為其唯一人 機(jī)界面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備相比，既節(jié)約了硬件資源，又彌補(bǔ)了CAM實(shí)際操作和 CAD實(shí)際操作兩者脫離的不足。同時(shí)由于這種用于CAD/CAM的多功能一體化微機(jī)裝置的體系結(jié)構(gòu)仍是 以微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的，所以不但大大方便了與外部設(shè)備的通訊，而 且可以在作為專用設(shè)備執(zhí)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)之余，作為普通微型計(jì)算機(jī)的用途服 務(wù)大眾。因此，本發(fā)明既具有CAD操作的功能，又提供CAM操控界面，既 彌補(bǔ)了 CAM實(shí)際操作和CAD實(shí)際操作兩者脫離的不足，又比較真實(shí)地模擬 了CAM操作環(huán)境和操作過程，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用方便、適用性強(qiáng)，具 有經(jīng)濟(jì)、高效、通用的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的電氣連接框圖；圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā) 明的下桌面15-1、左上桌面15-2和右上桌面15-3連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本 發(fā)明數(shù)控機(jī)床操作控制面板14的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明數(shù)控機(jī)床操作控 制面板14的鍵盤托架展開后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6本發(fā)明數(shù)控機(jī)床操作控制面 板14的縱向剖視圖；圖7是本發(fā)明的數(shù)控編程顯示器1、數(shù)控機(jī)床編程鍵盤9 和數(shù)控機(jī)床操作面板11的位置關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖l和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式它由數(shù)控編程顯示器l、加工仿真顯示器2、雙顯示器顯示卡3、微型計(jì)算機(jī)4、鼠標(biāo)5、 鍵盤6、單片機(jī)7、數(shù)控機(jī)床編程鍵盤編碼電路8、數(shù)控機(jī)床編程鍵盤9、數(shù)控 機(jī)床操作面板指示燈譯碼電路10、數(shù)控機(jī)床操作面板ll、數(shù)控機(jī)床面板編碼 電路12和通訊接口 13組成；數(shù)控編程顯示器1和加工仿真顯示器2的輸入端 分別連接雙顯示器顯示卡3的兩個(gè)輸出端，雙顯示器顯示卡3的串口連接微型 計(jì)算機(jī)4的第一 串口上，微型計(jì)算機(jī)4的第二串口至第四串口分別連接在鼠標(biāo) 5的串口、鍵盤6的串口和通訊接口 13的一個(gè)串口上，通訊接口 13的另一個(gè) 串口連接單片機(jī)7的第一串口上，單片機(jī)7的第二串口至第四串口分別連接數(shù) 控機(jī)床編程鍵盤編碼電路8的一個(gè)串口、數(shù)控機(jī)床操作面板指示燈譯碼電路 10的一個(gè)串口和數(shù)控機(jī)床面板編碼電路12的一個(gè)串口上，數(shù)控機(jī)床編程鍵盤 編碼電路8的另一個(gè)串口連接數(shù)控機(jī)床編程鍵盤9的串口上，數(shù)控機(jī)床操作面 板指示燈譯碼電路10的另一個(gè)串口和數(shù)控機(jī)床面板編碼電路12的另一個(gè)串口 分別連接數(shù)控機(jī)床操作面板11的兩個(gè)串口上。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖2、圖4、圖5、圖6和圖7說明本實(shí)施方式， 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于它增加了數(shù)控機(jī)床操作控制面板 14，數(shù)控機(jī)床操作控制面板14由面板主框架14-1和鍵盤托架14-2組成；加 工仿真顯示器2的下端鉸接在面板主框架14-1的后邊緣；面板主框架14-1設(shè) 置有數(shù)控編程顯示區(qū)14-1-1、數(shù)控機(jī)床編程鍵盤區(qū)14-1-2和數(shù)控機(jī)床操作面板 區(qū)14-1-3;面板主框架14-1的左上角位置為數(shù)控編程顯示區(qū)14-1-1，面板主 框架14-1的右上角位置為數(shù)控機(jī)床編程鍵盤區(qū)14-1-2，數(shù)控編程顯示區(qū)14-1-1 和數(shù)控機(jī)床編程鍵盤區(qū)14-1-2的下方為數(shù)控機(jī)床操作面板區(qū)14-1-3;數(shù)控編程 顯示區(qū)14-1-1內(nèi)設(shè)置有數(shù)控編程顯示器l，數(shù)控機(jī)床編程鍵盤區(qū)14-1-2內(nèi)設(shè)置 有數(shù)控機(jī)床編程鍵盤9，數(shù)控機(jī)床操作面板區(qū)14-1-3內(nèi)設(shè)置有數(shù)控機(jī)床操作面 板11，數(shù)控機(jī)床操作面板區(qū)14-1-3下方為鍵盤托架14-2，鍵盤托架14-2由折 疊扣板和固定板組成，折疊扣板和固定板的寬度分別為鍵盤寬度的一半，固定 板固接在面板主框架14-1上，折疊扣板的一個(gè)長邊鉸接在固定板的外邊緣上， 固定板的外邊緣與面板主框架14-1的外邊緣之間設(shè)置有肩臺(tái)，折疊扣板展開 置于肩臺(tái)內(nèi)。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖2和圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí) 施方式一不同點(diǎn)在于它增加了桌面體15，桌面體15由下桌面15-1、左上桌面 15-2、右上桌面15-3、主機(jī)箱體15-4和底座15-5組成；左上桌面15-2和右上 桌面15-3為長方體桌面，下桌面15-1的凸臺(tái)上設(shè)置有凹槽15-8，凹槽15-8 內(nèi)放置有數(shù)控機(jī)床操作控制面板14，左上桌面15-2右側(cè)邊與下桌面15-1凸臺(tái) 的左側(cè)上邊緣固定連接，右上桌面15-3左側(cè)邊與下桌面15-1凸臺(tái)的右側(cè)上邊 緣固定連接，右上桌面15-3與下桌面15-1之間的空間為鍵盤存儲(chǔ)空間15-6， 右上桌面15-3的上表面開設(shè)有鼠標(biāo)存儲(chǔ)空間15-7，下桌面15-1下部固定連接 有主機(jī)箱體15-4，主機(jī)箱體15-4內(nèi)安裝有微型計(jì)算機(jī)4，主機(jī)箱體15-4的底 部固定連接有底座15-5。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一相同。工作原理本發(fā)明具有兩種工作模式，即CAM作業(yè)模式和CAD作業(yè)模 式。在CAM作業(yè)模式下，操作者通過數(shù)控編程顯示器1來進(jìn)行數(shù)控程序編輯、 程序調(diào)用、存儲(chǔ)操作的顯示，運(yùn)用數(shù)控機(jī)床編程鍵盤9的控制鍵輸入信息，微 型計(jì)算機(jī)4通過仿真軟件仿真與操作者輸入信息相對(duì)應(yīng)的CAM加工過程，并將加工過程轉(zhuǎn)化為視頻信息傳送到加工仿真顯示器2，加工仿真顯示器2將加 工過程視頻顯示給操作者。這個(gè)過程中，操作者通過傳統(tǒng)的CAM操控界面實(shí) 體進(jìn)行操作，又能在顯示屏中觀察與操作相對(duì)應(yīng)的CAM加工過程，這與現(xiàn)實(shí) 中的CAM操作過程是完全相符的。同時(shí)，由于CAM作業(yè)模式不用鼠標(biāo)5、 鍵盤6作為輸入設(shè)備，鼠標(biāo)5放置于鼠標(biāo)存儲(chǔ)空間15-7，鍵盤6放置于鍵盤存 儲(chǔ)空間15-6。在普通CAD作業(yè)模式下，通過操作者對(duì)鼠標(biāo)5、鍵盤6的操作 獲取輸入信息，傳到微型計(jì)算機(jī)4系統(tǒng)，微型計(jì)算機(jī)4將CAD軟件界面通過 加工仿真顯示器2顯示給操作者。由于CAD作業(yè)模式下操作者用鼠標(biāo)5、鍵 盤6做為輸入設(shè)備，鼠標(biāo)5操作在右上桌面15-3的表面進(jìn)行，鍵盤托架14-2 打開放置鍵盤6。
權(quán)利要求
1、一種用于CAD/CAM的多功能一體化微機(jī)裝置，其特征在于它包括數(shù)控編程顯示器(1)、加工仿真顯示器(2)、雙顯示器顯示卡(3)、微型計(jì)算機(jī)(4)、鼠標(biāo)(5)、鍵盤(6)、單片機(jī)(7)、數(shù)控機(jī)床編程鍵盤編碼電路(8)、數(shù)控機(jī)床編程鍵盤(9)、數(shù)控機(jī)床操作面板指示燈譯碼電路(10)、數(shù)控機(jī)床操作面板(11)、數(shù)控機(jī)床面板編碼電路(12)和通訊接口(13)；數(shù)控編程顯示器(1)和加工仿真顯示器(2)的輸入端分別連接雙顯示器顯示卡(3)的兩個(gè)輸出端，雙顯示器顯示卡(3)的串口連接微型計(jì)算機(jī)(4)的第一串口上，微型計(jì)算機(jī)(4)的第二串口至第四串口分別連接在鼠標(biāo)(5)的串口、鍵盤(6)的串口和通訊接口(13)的一個(gè)串口上，通訊接口(13)的另一個(gè)串口連接單片機(jī)(7)的第一串口上，單片機(jī)(7)的第二串口至第四串口分別連接數(shù)控機(jī)床編程鍵盤編碼電路(8)的一個(gè)串口、數(shù)控機(jī)床操作面板指示燈譯碼電路(10)的一個(gè)串口和數(shù)控機(jī)床面板編碼電路(12)的一個(gè)串口上，數(shù)控機(jī)床編程鍵盤編碼電路(8)的另一個(gè)串口連接數(shù)控機(jī)床編程鍵盤(9)的串口上，數(shù)控機(jī)床操作面板指示燈譯碼電路(10)的另一個(gè)串口和數(shù)控機(jī)床面板編碼電路(12)的另一個(gè)串口分別連接數(shù)控機(jī)床操作面板(11)的兩個(gè)串口上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于CAD/CAM的多功能一體化微機(jī)裝置， 其特征在于它還包括數(shù)控機(jī)床操作控制面板(14)，數(shù)控機(jī)床操作控制面板(14) 由面板主框架(14-l)和鍵盤托架(14-2)組成；加工仿真顯示器(2)的下端鉸接在 面板主框架(14-1)的后邊緣；面板主框架(14-1)設(shè)置有數(shù)控編程顯示區(qū)(14-1-1)、 數(shù)控機(jī)床編程鍵盤區(qū)(14-l-2)和數(shù)控機(jī)床操作面板區(qū)(14-l-3);面板主框架(14-1) 的左上角位置為數(shù)控編程顯示區(qū)(14-1-1)，面板主框架(14-1)的右上角位置為數(shù) 控機(jī)床編程鍵盤區(qū)(14-l-2)，數(shù)控編程顯示區(qū)(14-1-1)和數(shù)控機(jī)床編程鍵盤區(qū) (14-1-2)的下方為數(shù)控機(jī)床操作面板區(qū)(14-1-3);數(shù)控編程顯示區(qū)(14-1-1)內(nèi)設(shè)置 有數(shù)控編程顯示器(l)，數(shù)控機(jī)床編程鍵盤區(qū)(14-l-2)內(nèi)設(shè)置有數(shù)控機(jī)床編程鍵 盤(9)，數(shù)控機(jī)床操作面板區(qū)(14-1-3)內(nèi)設(shè)置有數(shù)控機(jī)床操作面板(11)，數(shù)控機(jī) 床操作面板區(qū)(14-l-3)下方為鍵盤托架(14-2)，鍵盤托架(14-2)由折疊扣板和固 定板組成，折疊扣板和固定板的寬度分別為鍵盤寬度的一半，固定板固接在面 板主框架(14-1)上，折疊扣板的一個(gè)長邊鉸接在固定板的外邊緣上，固定板的 外邊緣與面板主框架(14-1)的外邊緣之間設(shè)置有肩臺(tái)，折疊扣板展開置于肩臺(tái) 內(nèi)。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于CAD/CAM的多功能一體化微機(jī)裝置， 其特征在于它還包括桌面體(15)，桌面體(15)由下桌面(15-1)、左上桌面(15-2)、 右上桌面(15-3)、主機(jī)箱體(15-4)和底座(15-5)組成；左上桌面(15-2)和右上桌面 (15-3)為長方體桌面，下桌面(15-l)的凸臺(tái)上設(shè)置有凹槽(15-8)，凹槽(15-8)內(nèi)放 置有數(shù)控機(jī)床操作控制面板(14)，左上桌面(15-2)右側(cè)邊與下桌面(15-1)凸臺(tái)的 左側(cè)上邊緣固定連接，右上桌面(15-3)左側(cè)邊與下桌面(15-1)凸臺(tái)的右側(cè)上邊緣 固定連接，右上桌面(15-3)與下桌面(15-l)之間的空間為鍵盤存儲(chǔ)空間(15-6)， 右上桌面(15-3)的上表面開設(shè)有鼠標(biāo)存儲(chǔ)空間(15-7)，下桌面(15-1)下部固定連 接有主機(jī)箱體(15-4)，主機(jī)箱體(15-4)內(nèi)安裝有微型計(jì)算機(jī)(4)，主機(jī)箱體(15-4) 的底部固定連接有底座(15-5)。
全文摘要
用于CAD/CAM的多功能一體化微機(jī)裝置，本發(fā)明涉及微型計(jì)算機(jī)裝置。它解決了現(xiàn)有設(shè)備中CAM實(shí)際操作和CAD實(shí)際操作兩者脫離和設(shè)備成本高的問題。它的數(shù)控編程顯示器和加工仿真顯示器通過雙顯示器顯示卡連微型計(jì)算機(jī)上，微型計(jì)算機(jī)還連有鼠標(biāo)、鍵盤，微型計(jì)算機(jī)通過通訊接口連單片機(jī)上，單片機(jī)還分別連數(shù)控機(jī)床編程鍵盤編碼電路、數(shù)控機(jī)床操作面板指示燈譯碼電路和數(shù)控機(jī)床面板編碼電路，數(shù)控機(jī)床編程鍵盤編碼電路連數(shù)控機(jī)床編程鍵盤上，數(shù)控機(jī)床操作面板指示燈譯碼電路和數(shù)控機(jī)床面板編碼電路連數(shù)控機(jī)床操作面板上。它真實(shí)地模擬了數(shù)控加工操作環(huán)境和操作過程，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用方便、適用性強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠適用于高校、職業(yè)技校或者工廠中的教學(xué)試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G05B19/414GK101315552SQ20081006470
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2008年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月12日
發(fā)明者姚英學(xué), 孟圣達(dá), 磊 朱, 李建廣 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)