在科学技术高速发展的今天,能源的消耗十分巨大,环境的污染也较为严重,这样的现状是不利于人类世界的可持续发展的。中国正在大力推行节能环保,落实和加强淘汰落后高耗能高污染企业的力度,倡导节约、绿色的生产方式和消费方式,力推节能环保技术的研究与应用。本课题意在研制一种基于电磁感应的刀柄热装装置(国外又称为热缩机),用于高速加工系统的热装刀柄的换刀过程。本文首先通过对《INTERNATIONAL ENERGY OUTLOOK 2017》报告的分析引出既节能又环保电磁感应加热系统,并结合高效的高速加工工具系统,指出了研究本课题的必要性和意义。再根据刀柄热装装置的加热原理和实际需求,提出了本装置的整体硬件方案,包括三相整流电路、电源管理电路、显示与操作电路、控制与逆变电路、线圈与负载电路五个部分。然后分析了三相整流电路、控制与逆变电路、线圈与负载电路三部分主工作电路,确定了硬件控制电路的控制策略。接着将硬件控制电路分为单片机最小系统;电源管理模块;按键显示模块;逆变电路;基于IR2213的驱动和保护电路五个模块,并对每个模块的原理进行了说明。之后介绍了软件设计中的初始化模块、按键与显示模块、脉冲宽度调制波生成模块、模拟/数字转换模块。然后,利用有限元电磁场仿真软件对感应线圈进行了电磁场仿真,并选取了几个磁场分布差异较大的线圈结构,对其仿真结果进行了说明,此后通过材料的选择以及结合实际的需要,设计制作了感应加热线圈。最后在整套刀柄热装装置的基础上,对森泰英格数控刀具有限公司的BT40-SF06和BT40-SF10刀柄进行了大量重复性实验,从而得出了对应于这两款刀柄的较优的加热参数,并且在整个调试实验过程中,本装置安全性良好,能可靠运行。