CA6140车床刀具温度单片机控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

一、本课题研究的背景：

当今社会上各种机械加工业都在迅猛发展，车床是机械加工核心工具，随着科学技术的发展，车床也在不断向着高精度，高效率，高自动化方向发展，数控车床已经成为主流设备，逐渐取代老旧的普通车床。我国目前车床总量约400余万台，但其中数控机床总数只有20余万台，机床的数控化率极低。国内起步较晚，技术较为落后，有着大量的老旧车床，又因及其缺乏专业的维修与保养，促使机床的工作精度大大降低。而从国外购置新型数控车床的价格又颇为昂贵，普通企业根本无法负担。

在机械制造业中, 虽然已发展出各种不同的零件成型工艺, 但目前仍有90% 以上的机械零件是通过切削加工制成。在切削过程中, 机床作功转换为等量的切削热, 这些切削热除少量逸散到周围介质中以外, 其余均传入刀具、切屑和工件中, 刀具、工件和机床温升将加速刀具磨损, 引起工件热变形, 严重时甚至引起机床热变形。因此,在机床的切削加工过程当中，对切削温度的测量非常重要。在高速车床当中，为了提高车床加工精度，刀具在切削过程中的受热变形一定要控制住，这个仅仅知道刀具温度是不够的，还需要引入自动控制技术进行实时控制。

2. 研究内容和预期目标

一、本课题的主要研究内容：

本论文以ca6140普通车床为研究对象，通过红外测温法测量车床刀具表面温度进行监控刀具状态，同时根据反馈的刀具温度控制切削温度。主要工作如下：

1 了解ca6140车床结构的运行过程，确定电控系统的控制要求。

3. 研究的方法与步骤

一、本课题拟采用的研究方法和步骤：

温度控制方法：热电阻 热电阻测量精度高，可用作标准仪器，广泛用于生产过程各种介质的温度测量，测量精度高，再现性好。铠装热电阻将温度检测元件，绝缘材料，导线三者封焊在一根金属管内，它的外径可以做的很小，具有良好的力学性能。同时它响应快，时间常数小。

二、本课题拟采用的研究步骤

4. 参考文献

[1] 李运华.机电控制[m].北京航空航天大学出版社.2003.

[2] 单片机应用系统设计，系统配置与接口技术，何立民主编.北京航空航天大学出版社.1990

[3] mcs51/96系列单片机原理及应用，孙涵芳，徐爱卿，北京航空航天大学出版社.2004

5. 计划与进度安排

（1）2022-01-10～2022-03-10 查阅文献资料，确定毕业设计工作任务，撰写开题报告；

（2）2022-03-11～2022-03-26 翻译外文文献，分析任务目标，确定总体方案；

（3）2022-03-27～2022-04-15 完成控制系统的硬件设计；