毕业设计（论文）-数控车床刀架电气控制系统的设计

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1、徐州工业职业技术学院（论文）第一章：绪论1.1课题研究的背景数控机床是数字控制机床（Computernumericalcontrolmachinetools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。自从1952年美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床以来，数控机床在制造工业，特别是在汽车、航空航天、以及军事工业中被广泛地应用，数控技术无论在硬件和软件方面，都有飞速发展。数控机床的加工特点：(1).加工精度高，具有稳定的加工质量(2)可进行多坐标的联动，

2、能加工形状复杂的零件(3)加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间(3)机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）；(4)机床自动化程度高，可以减轻劳动强度(5)对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。目前，欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程，而中国从20世

3、纪80年代开始起步，仍处于发展阶段。长期以来，国产数控机床始终处于低档迅速膨胀，中档进展缓慢，高档依靠进口的局面，特别是国家重点工程需要的关键设备主要依靠进口，技术受制于人。究其原因，国内本土数控机床企业大多处于“粗放型”阶段，在产品设计水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了5-10年；在高、精、尖技术方面的差距则达到了10-15年。同时中国在应用技术及技术集成方面的能力也还比较低，相关的技术规范和标准的研究制定相对滞后，国产的数控机床还没有形成品牌效应。同时，中国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络等支撑体系，市场营销能力和经营管理水平也不

4、高。更重要原因是缺乏自主创新能力，完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少，制约了数控机床产业的发展。总的来说就是随着中国经济的快速发展数控专业的人才比较匮乏。25徐州工业职业技术学院（论文）1.2课题研究的意义当今的市场，国际合作的格局逐渐形成，产品竞争日趋激烈，高效率、高精度加工手段的需求在不断升级，用户的个性化要求日趋强烈，专业化、专用化、高科技的机床越来越得到用户的青睐。随着高性能机床的不断问世给我们的生活带来了许多的方便。更多高档的汽车，更加先进的飞机，噪声更低的螺旋桨，以及我们国家正在研制的航空母舰等等这所有的一切的发展都是建立在先进的机床基础之上的。可见，

5、数控机床在今后发展中所展现的重要意义了。同样，为了保证数控机床的精度与机床息息相关的数控刀架也是我们不容忽视的重点研究课题。1.3课题设计任务与要求本课题研究的任务大致可以分为以下三部分1.完成数控车床刀架电气控制系统的设计2.完成数控车床刀架机械构图的绘制3.完成数控车床刀架常见故障分析通过对本课题的研究与学习使我们能够对数控车床有更深一步的了解，明白数控车床刀架的电气与机械的工作原理并初步掌握与之相关的知识，如：霍尔效应，蜗轮蜗杆机械原理，刀架的各种分类，PLC控制的梯形图等。能够解决较简单的数控车刀架故障。25徐州工业职业技术学院（论文）第二章：数控车刀架电气控

6、制系统设计电气是机械的大脑，通过对电气原理的设计可以执行复杂的机械动作。本章主要讲述的是数控刀架电气知识，通过对霍尔效应、刀架的接线原理图和具体的经济型刀架换刀过程的梯形图介绍让我们对刀架的电气原理运用有更深一步的认识。2.1霍尔原理及在刀架中运用的简单概述2.1.1霍尔效应与工作原理所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时，若在垂直于电流的方向施加磁场，则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显，而铁磁金属在居里温度以

7、下将呈现极强的霍尔效应。由于通电导线周围存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔元件测量出磁场，就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中，则在该元件中将产生电流I，元件上同时产生的霍尔电位差与电场强度E成正比，如果再测出该电磁场的磁场强度，则电磁场的功率密度瞬时值P可由P=EH确定。利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上，