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3.3 开关支撑架的设计. 33
四 试验装置的接线与编程 36
4.1 电机、驱动器及运控卡接线. 36
4.2编程 . 39
4.3 后续方案. 43
结 论. 44
致 谢. 45
参考文献. 46
一 绪论
1.1 研究课题的内容和意义
1.1.1研究课题的内容
当前来说，针对外螺纹而设计的自动对刀装置在数控机床中比较常见，并
且多以接触式为主，而以内螺纹为对象，尤其是基于非接触式测量原理的自动对
刀技术研究较少，基于这样的现状，很有必要分析研究内螺纹非接触式自动对刀
的技术。本课题来源于汉江机床、南京理工和陕西理工联合申报的国家重大科技
专项“高精度螺纹加工技术及设备”（2011ZX04003-021），重点研究螺母内螺纹
滚道磨削加工过程中的非接触式自动对刀技术。课题将针对螺母内螺纹滚道加工
过程中的对刀操作，以非接触式原理为方向，开发自动对刀系统。
1.1.2研究课题的意义
近几年国内以及国外机床工业的发展很迅速， 金属切削加工的自动化和高速
化程度逐渐提高，主机的加工时间越来越短，这对减少辅助加工时间提出了强烈
的要求。在一个典型的没有探测系统的数控机床上，用于金属加工的时间占 55%，
安装和检测时间占 35%，其他时间占10%。对比而言，在一个拥有探测系统的数
控机床上，安装和检测的时间可以降到 15%，其他时间可以降到 5%，从而用于金
属加工的时间可以提高到 80%，这对生产效率的提高具有重要意义[1]。
自动对刀作为数控机床的基础技术和关键共性技术，其研究有必要实现更多
的突破和创新，以促进中高档机床行业的发展。当前，数控机床中的自动对刀系
统主要是针对外螺纹而设计的，且多是基于接触式的原理；以内螺纹为对象的非
接触式自动对刀在国内研究较少，国内对“螺母内螺纹滚道磨削加工过程中的非
接触式自动对刀技术”的研究尚不成熟，发展潜力和创新空间充分，突破这一技
术能够解决相关领域的技术瓶颈，而且其在内螺纹磨床市场的前景也相当广阔，
经济效益可观。
本课题提出研究内螺纹磨床螺母非接触式自动对刀具有如下意义：
（1）采用非接触式自动对刀，与传统的接触式自动对刀相比，可以避免对对刀
装置和待加工工件表面造成不必要的损伤，并且能够实现快速对刀，从而使整个
对刀过程更加自动化，高速化，提高加工效率。
（2）当内螺纹加工精度要求很高时，采用传统的接触式自动对刀有时就无法满
足要求，而采用非接触式自动对刀则可以保证很高的对刀精度，从而保证零件加
工的精度。
（3）目前，国内对内螺纹磨床螺母非接触式自动对刀的研究近乎空白，因此，
此项研究可以填补国内相关技术领域的空缺，并且具有很好的市场前景。
1.2 自动对刀技术现状
在机床加工中，对刀是必不可少的一个工步和重要环节，也是一项重要的技
能，对刀的准确性决定了零件的加工精度和质量好坏，对刀效率还直接影响整体
加工的效率。
总体上来说，常用的对刀方法有三类，他们是试切法对刀、专用对刀仪对刀
和自动对刀等。试切法对刀采用的是“试切——测量——计算——调整”的方法，
方法简单，但会在工件表面留下切削痕迹，且对刀精度差，耗时较长；专用对刀
仪对刀,采用专门的对刀仪器来找准刀具相对于工件的位置，把繁琐的靠经验保
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