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传统自动换刀装置的控制系统由PLC构成,控制方式是由编程人员编写PLC程序存储于PLC内存之中,PLC按照编写好的程序控制换刀过程的一系列动作。对刀具的选择、换刀时机的确定主要依靠编程人员经验,因此会出现提前换刀或未及时换刀等情况,从而严重影响加工效果,甚至危及机床乃至操作人员的人身安全。为解决此问题,同时实现智能加工,本文研究了基于开放式数控的智能换刀系统。首先本文在开放式数控系统整体硬件条件的基础上,对智能换刀系统所需硬件进行了分析,并建立了智能换刀系统硬件控制部分与执行机构的物理连接。基于开放式数控系统层级理论,设计了系统分层控制方案。同时采用Windows+RTX(Real-Time eXtension)的软件环境,开发了硬件控制设备在RTX环境下的驱动程序,保证系统实时性。其次,在底层硬件驱动程序开发的基础上,研究了智能换刀系统的换刀过程原理及换刀动作中间层控制程序,开发换刀机构刀库选刀、机械臂换刀控制程序及共享内存通讯技术,在SQL Server 2000表中实现对刀库内安装刀具参数数据的添加、修改、删除和查询等功能。再次,以智能更换刀具为对象,建立球头铣刀参数数据集,在matlab软件中利用此数据集训练决策树算法模型,得到可实现球头铣刀加工设备自主智能选择更换刀具的算法模型,选取部分球头铣刀参数数据对模型进行测试,检验了决策树算法模型的实际效果。最后,在五轴加工中心上对智能换刀系统功能进行了实验验证。将切削加工过程中智能换刀系统嵌入到开放式数控系统中,利用RTX中断响应程序,实现数控系统加工主程序中断执行智能换刀程序,通过直接内存访问方式对换刀前后数控系统内存储数据进行了修改,保证了更换刀过程中新旧刀具的轨迹衔接平顺。