车床电动刀架控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

1.1 课题研究背景

“中国制造 2025”战略规划明确指出：制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。改革开放以来，我国的制造业持续高速的发展，建成了门类齐全、独立完整的产业体系。机械制造中的机床，因此起到极其重要的作用。为了使生产更加安全、可靠；提高机械制造的效率；机床行业向着智能化、数字化的方向发展。数控机床的发展是先进制造业的重要基础和重要内容。

我国对于数控机床技术的研究始于1958年，发展至今已有62年。我国机械厂，在70年代主要通过改善生产过程管理来进一步提升产品数量质量，达到了降低成本的目的。在80年代，我国逐渐开始采用数控机床技术，来满足产品的个性化和多样化。从90年代开始，为了对世界生产进行快速响应，逐步实现社会资源的快速集成，国家要求机械制造装备的柔性化程度更高，并采用快速成型制造技术。工业发达的国家都十分重视机械制造业的发展。运用大量先进的技术和水平，使得机械制造装备工业得到了优先的发展。在市场需求的拉动和科技进步的推动下，数控机床与工业机器人的应用开发极其迅速，应用形式也更加广泛，促使追求技术领先的机床行业更多的采用工业机器人及智能制造技术逐渐替代传统工艺流程；进而增加企业利润，实现技术升级。对比之下，我国目前的水平还是比较落后，表现在大部分工厂的机械制造装备基本上是通用车床和专用工艺设备，数控机床在机械制造装备中的比重还是很低。

2. 研究内容与预期目标

2.1 课题研究内容

(1)针对数控车床的电动刀架，完成车床电动刀架控制系统设计，实现刀架在就近选刀基础上的松开、转位、锁紧等动作;

(2)设计相对应的电路硬件图；

3. 研究方法与步骤

3.1 拟采用的研究方法本课题拟采用以单片机为核心元件，硬件与软件两大部分相结合的方法。电路主要由收信号电路、发信号电路组成。转位时，由刀架带动磁铁，根据霍尔元件的工作原理，确定当前刀架位置，将刀架信号传入接口芯片内。由操作员发出换刀指令，并指定所换刀架的编号；单片机做出判断，控制电动刀架的正反转；单片机与此同时发出松开、转位的指令让电动机工作；检测装置不断检测当前刀架的到位情况，当所需刀架就位时，在设定时间内反转刀架，反靠销粗定位，上齿盘下降，齿牙盘咬合，从而实现锁紧动作，电机停止旋转。

图1. 系统功能框架图

4. 参考文献

[1]王爱玲.现代数控原理及控制系统[m].北京：国防工业出版社,2002.

[2]富大伟,刘瑞素.数控系统[m].北京：化学工业出版社,2005.

[3]戴佳,戴卫恒.51单片机c语音应用程序设计实例精讲[m].北京：电子工业出版社,2006.

5. 工作计划

（1）2022.2.24—2022.3.13查阅资料，撰写开题报告；

（2）2022.3.16—2022.4.17硬件功能分析，熟悉mcs-51系统指令编程言；

（3）2022.4.20—2022.5.15设计电路原理图、编制应用程序；