本实用新型属于机床教学领域，更具体地说，是涉及一种机床实训单元及使用该机床实训单元的机床实训系统。
背景技术：
数控机床等设备是制造业提高生产效率的关键环节之一。数控机床在使用时，可以进行远程监控和诊断，并定期维护，以保证数控机床良好运转；在出现意外情况时，应该快速检修。相关技术人员最好具有复合技能——既能操作设备，又能完成或参与设备检修。
目前，演示和培训机床操作技术时，一般直接使用机床设备，可以使学员直观接触并操作，以便快速掌握机床操作技能；而演示和培训机床检修技术时，则通常是将机床的操控部件、电气部件和动力部件设置在方便操作的专用台架上，省略或简化机床的机械部件。
复合型技术人才的培养，对实训过程与实际工作过程的一致性有较高要求。上述的两种教学方式及其教学设备，只能适合两种技术的基础性教学，不能满足培养复合型技术人才的较高要求。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种机床实训单元，以解决现有的机床操实训的设备和机床检修的实训设备不能满足复合型技术人才的培养要求的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种机床实训单元，包括机床、主控制电路、用于对所述机床的电气部件设置故障的故障设置电路和用于供学员操作的人机交互装置，所述主控制电路与所述人机交互装置相连，所述故障设置电路与所述主控制电路相连；所述机床实训单元还包括至少一个用于监控所述机床工作状态的视频监控装置，所述视频监控装置与所述主控制电路相连，所述机床上安装工件区域安装有用于获取加工工件的视频数据的所述视频监控装置。
进一步地，所述机床的主控面板对应的区域安装有用于获取所述主控面板视频数据的所述视频监控装置。
进一步地，对应获取所述主控面板视频数据的所述视频监控装置安装于该主控面板的顶部。
进一步地，所述主控面板的顶部设有支撑相应所述视频监控装置的支架。
进一步地，对应获取加工工件的视频数据的所述视频监控装置安装于所述机床上对应安装工件区域的上方、侧方或后方。
进一步地，所述机床上对应安装工件区域的上方、侧方或后方安装有支撑相应所述视频监控装置的基座。
进一步地，还包括串接于所述机床的气动回路之进气端以测量该机床的压缩空气用量的气源监控装置，所述气源监控装置与所述主控制电路相连。
进一步地，还包括串接于所述机床的供电电路之输入端以测量该机床的用电量的电源监控装置，所述电源监控装置与所述主控制电路相连。
本实用新型提供的机床实训单元的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型设置视频监控装置，可以通过视频监控装置采集机床的工作状态的视频数据，从而在教学时，可以使用上述视频数据指导学员和控制教学过程，学员能够使用上述视频数据分组协作和相互交流，同时可以直观查看机床的工作过程与实际维修过程；同时设置人机交互装置和故障设备电路，可以直接操作机床，同时可以对机床设置故障，以使用人交互装置解除故障，便于进行检修技术教学，可以更好的适应培养复合型技术人才的需求。
本实用新型的另一目的在于提供机床实训系统，包括用于教学的上位机和用于组建局域网的网络交换机，还包括如权利要求1所述的机床实训单元，所述机床实训单元的主控制电路与所述网络交换机相连，所述网络交换机与所述上位机相连。
进一步地，还包括网络服务器，所述网络服务器与所述网络交换机相连。
本实用新型的机床实训系统使用了上述机床实训单元，并且通过网络交换机与上位机组成局域网，从而教员可以通过上位机来控制各机床实训单元，以方便对学员进行教学，同时还可以查看各机床实训单元的视频监控装置采集的视频数据，便于进行操作与故障分析讲解，方便训练操作技能与检修技能的综合教学项目的实施。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的机床实训单元的结构框图；
图2为本实用新型实施例提供的机床实训系统的结构框图。
其中，图中各附图主要标记：
100-机床实训系统；11-上位机；12-网络交换机；13-网络服务器；20-机床实训单元；21-主控制电路；22-人机交互装置；23-视频监控装置；24-气源监控装置；25-电源监控装置；26-故障设置电路；27-机床。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请一并参阅图1，现对本实用新型提供的机床实训单元进行说明。所述机床实训单元20，包括机床27、主控制电路21、故障设置电路26、人机交互装置22和至少一个视频监控装置23。机床27用于加工工件，同时可以用于向学员教授机床操作技术。故障设置电路26和视频监控装置23均与主控制电路21相连，而主控制电路21与人机交互装置22相连，从而通过人机交互装置22来控制主控制电路21，进而控制故障设置电路26和视频监控装置23。故障设置电路26用于对机床27的电气部件设置故障，如对机床27的电气部件和线路设置短路、断路、虚接等故障。以便学员可以对设置故障的机床27的机械部件、控制部件和电气部件进行观察、辩听、触摸(感受绝缘表面的温度)和电性测量(通电或断电)等手段，再综合分析，最终确定所设故障对应的电气部件、所设故障的位置和类型，以实现故障判断教学。视频监控装置23用于监控机床27的工作状态，机床27上安装工件区域安装有上述视频监控装置23，以用来获取加工工件的视频数据。人机交互装置22用于供学员操作，人机交互装置22可以为计算机，如平板触屏电脑或台式电脑等。人机交互装置22可以接收学员的解除故障命令(例如，学员对设有故障的机床27进行分析和诊断后，所确定的设故障的位置和类型)，并把解除故障的命令传送给主控制电路21，以通过主控制电路21来判断解除故障的命令是否正确；同时人机交互装置22还可以控制机床27，以便学员直接看到其所作出命令所引起的机床27会进行的作业；人机交互装置22还可以显示从主控制电路21接收的故障设置电路26的故障设置数据、解除故障的命令的判断结果及视频监控装置23获取的视频数据。进一步地，机床27可以是车床、铣床、钻床、磨床、刨床和镗床中的一种。
具体的，主控制电路21可以采用单片机系统。
本实用新型提供的机床实训单元20，与现有技术相比，本实用新型设置视频监控装置23，可以通过视频监控装置23采集机床27的工作状态的视频数据，从而在教学时，可以使用上述视频数据指导学员和控制教学过程，学员能够使用上述视频数据分组协作和相互交流，同时可以直观查看机床27的工作过程与实际维修过程；同时设置人机交互装置22和故障设备电路，可以直接操作机床27，同时可以对机床27设置故障，以使用人交互装置解除故障，便于进行检修技术教学，可以更好的适应培养复合型技术人才的需求。
进一步地，请一并参阅图1，作为本实用新型提供的机床实训单元20的一种具体实施方式，机床27的主控面板对应的区域安装有上述视频监控装置23，以用来获取主控面板视频数据。设置获取主控面板视频数据的视频监控装置23，可以对照机床27的工作情况查看主控面板的显示内容，同时也可以从主控面板上查看与故障有关的提示信息。
进一步地，请一并参阅图1，作为本实用新型提供的机床实训单元20的一种具体实施方式，对应获取主控面板视频数据的视频监控装置23安装于该主控面板的顶部。该结构可以减小占用空间，同时方便安装视频监控装置23，同时可以避免阻挡人员操作主控面板。当然，在其它实施例中，也可以将相应视频监控装置23安装在主控面板的前方或侧边等位置。
进一步地，作为本实用新型提供的机床实训单元20的一种具体实施方式，主控面板的顶部设有支撑相应视频监控装置23的支架。设置支架，以方便安装或拆卸相应的视频监控装置23。
进一步地，请一并参阅图1，作为本实用新型提供的机床实训单元20的一种具体实施方式，对应获取加工工件的视频数据的视频监控装置23安装于机床27上对应安装工件区域的上方、侧方或后方。该结构可以方便相应视频监控装置23获取加工工件的视频数据。
进一步地，作为本实用新型提供的机床实训单元20的一种具体实施方式，机床27上对应安装工件区域的上方、侧方或后方安装有支撑相应视频监控装置23的基座。设置基座，以方便安装或拆卸相应的视频监控装置23。
进一步地，各视频监控装置23可以为USB摄像头，通过线缆连接主控电路的USB接口，以方便连接，同时降低成本，方便控制。
进一步地，请一并参阅图1，作为本实用新型提供的机床实训单元20的一种具体实施方式，该机床实训单元20还包括串接于机床27的气动回路之进气端以测量该机床27的压缩空气用量的气源监控装置24，气源监控装置24与主控制电路21相连。设置气源监控装置24，可以监测机床27的用气量，并反馈给主控制电路21，可以供学员查看机床27的用气量，便于教员及学员综合了解机床27的状态信息，便于学员判断机床27的故障。具体地，气源监控装置24可以为数字式气体流量表。
进一步地，请一并参阅图1，作为本实用新型提供的机床实训单元20的一种具体实施方式，该机床实训单元20还包括串接于机床27的供电电路之输入端以测量该机床27的用电量的电源监控装置25，电源监控装置25与主控制电路21相连。设置电源监控装置25，可以监测机床27的用电量，并反馈给主控制电路21，可以供学员查看机床27的用电量，便于教员及学员综合了解机床27的状态信息，便于学员判断机床27的故障。具体地，气源监控装置24可以为三相电量表。进一步地，电源监控装置25可以采用具有IC卡识别功能的电源总控装置，以便控制不同的学员的使用情况。
本实施例通过设置故障设置电路26、人机交互装置22、视频监控装置23、气源监控装置24和电源监控装置25，在实训教学过程中，能够获取机床27的机械部件与加工工件的视频数据、机床操作面板视频数据、动力气体的用量数据和电量的用量数据，能够对机床27的电气部件进行故障设置而进行检修技能的培训与考核，并且可以在机床27加工工件的操作过程中设置故障，也可以在故障分析和电气检测过程中试车。
请参阅图1和图2，本实用新型还提供一种机床实训系统100，所述机床实训系统100包括上位机11、网络交换机12和如上所述的机床实训单元20。上位机11主要供教员使用，上位机11可以为计算机，如平板触屏电脑或台式电脑等。网络交换机12用于组建局域网。机床实训单元20的主控制电路21与网络交换机12相连，网络交换机12与上位机11相连，以将各机床实训单元20与上位机11组成局域网。进一步地，上述机床实训单元20可以为一个或多个，以便与网络交换机12连接组成局域网。
本实用新型提供的机床实训系统100，采用了上述机床实训单元20，并且通过网络交换机12与上位机11组成局域网，从而教员可以通过上位机11来控制各机床实训单元20，以方便对学员进行教学，同时还可以查看各机床实训单元20的视频监控装置23采集的视频数据，便于进行操作与故障分析讲解，方便训练操作技能与检修技能的综合教学项目的实施。
进一步地，请一并参阅图2，作为本实用新型提供的机床实训系统100的一种具体实施方式，该机床实训系统100还包括网络服务器13，网络服务器13与网络交换机12相连。设置网络服务器13，可以存储公共数据及文件，便于上位机11及各机床实训单元20调用。
进一步地，网络服务器13可以装载有实训管理系统软件，存贮机床实训单元20的设备状态记录文件、实训过程记录文件和实训结果记录文件，并且存贮实训考核的试题文件和实训考核的指导文件。所述试题文件包括一组故障设置命令和故障设置命令的说明文本。上位机11可以调用和编辑以上记录文件、试题文件和指导文件，并且可以分发到各机床实训单元20。机床实训单元20只能从网络服务器13调用上位机11指定的记录文件、试题文件和指导文件。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。