自动换刀系统
数控机床自动切换刀的原理
数控机床自动切换刀的原理数控机床是一种利用数控系统控制机床运动的机床。
在机床加工时，为了提高生产效率和加工质量，需要将不同的刀具进行切换。
数控机床自动切换刀的原理就是利用数控系统的控制信号和机床上的自动切换刀具系统实现的。
数控机床自动切换刀的原理要涉及到机床控制系统、切换刀具系统、动力传递系统和机床功能模块等方面。
下面我们就分别来介绍一下这些方面是如何共同作用的。
首先，数控机床自动切换刀的原理离不开机床控制系统。
数控系统通过程序控制切换刀具系统的动作，从而实现自动化的刀具更换。
数控系统内部会设计不同的切换信号，通过接口设备传递到机床上的切换系统，驱动切换系统的动作。
有的数控系统还能够实现刀具组合的自动切换，即按照预定的加工工艺，自动切换到不同的组合刀具，如切割刀、钻孔刀、铣刀、插铣刀等，以满足不同零件加工的需要。
其次，机床上的切换刀具系统也是数控机床自动切换刀的原理的关键组成部分。
该系统主要由刀库、换刀机构和切换机构三个部分构成。
刀库是刀具的存放处，一般有多个库位，每个库位可以存放不同形状、不同材质、不同尺寸的刀具。
换刀机构用于抓取和移动刀具，常见的是机械手形式或机械吸盘形式。
切换机构则是将刀具固定在刀柄上，并将刀柄插入主轴锥孔，完成刀具切换。
第三，动力传递系统也是数控机床自动切换刀的原理的重要部分。
就是将刀具的旋转力和推进力传递给工件的系统。
机床上的动力传递系统主要有主轴系统、伺服系统和进给系统等。
刀具切换时，要保证新刀具与传动装置的同心度，防止工件被切割时产生偏差或异常，同时还需保证机床整体刚度和运动精度。
最后，机床的功能模块也是数控机床自动切换刀的原理的一部分。
不同于传统机床，数控机床在进行刀具切换时还需要考虑各种功能模块的配合。
例如，需要进行刀具校正或零点重置等操作，以保证工件的精度和加工质量。
综上所述，数控机床自动切换刀的原理要涉及到机床控制系统、切换刀具系统、动力传递系统和机床功能模块等方面的配合运作。
数控机床的自动换刀系统操作指南
数控机床的自动换刀系统操作指南数控机床的自动换刀系统是现代机床中重要的工具，它的作用是实现多种刀具的自动切换，提高生产效率和加工精度。
本文将为您介绍数控机床的自动换刀系统的操作指南。
1. 系统概述数控机床的自动换刀系统由控制单元、刀库、刀臂、刀具以及相关传感器组成。
通过控制单元的指令，刀库中的刀具可以自动切换到刀臂上，实现刀具的自动更换。
2. 操作前的准备在操作数控机床的自动换刀系统之前，首先要进行以下的准备工作：- 确认机床的电源是否正常，机床内部是否处理干净。
- 确认自动换刀系统的刀库是否存放有足够的刀具。
- 确认程序中的执行代码是否正确，不会发生刀具碰撞。
3. 操作步骤以下是数控机床的自动换刀系统的操作步骤：(1) 手动操作模式：首先将机床设置为手动操作模式，确保机床处于不会自动运行的状态。
(2) 加载刀具：通过控制单元的操作指令，将所需刀具从刀库中选取出来。
(3) 位置定位：使用机床的控制面板或相关软件对刀臂进行位置定位，使其准确匹配刀具的安装位置。
(4) 刀具安装：将选取的刀具正确安装到刀臂上，确保刀具牢固固定，避免出现松动的情况。
(5) 参数设定：在机床的控制面板或相关软件中设定刀具的相关参数，如切削速度、进给速度等。
(6) 刀具校对：在刀具安装完成后，进行刀具校对的操作，确保刀具位置的准确性。
(7) 确认操作：在进行自动换刀操作之前，要仔细确认刀具的安装是否正确，刀具是否符合加工要求。
(8) 运行程序：确认刀具安装正确后，将机床切换到自动运行模式，在控制单元中选择相应的程序，运行自动换刀操作。
(9) 监测切换：在自动换刀操作过程中，通过机床的控制面板或相关软件实时监测刀具的切换过程，确保刀具的准确切换。
(10) 完成切换：当刀具切换完成后，机床会自动停止，并显示切换完成的提示信息。
4. 常见问题及解决方法在使用数控机床的自动换刀系统时，可能会遇到以下的问题，下面为您提供一些建议的解决方法：- 刀具松动：检查刀具安装是否正确，确保刀具紧固螺母牢固固定。
自动换刀主轴工作原理
自动换刀主轴工作原理
自动换刀主轴工作原理是指在机床中，主轴上配备了自动换刀装置，可以根据加工需要自主完成刀具的更换。
下面是自动换刀主轴的工作原理：
1. 刀具旋转：主轴驱动着刀具进行旋转，用于加工工件表面。
2. 刀库：机床上设置有刀库，刀库中存放着不同种类的刀具。
每种刀具都有一个唯一的识别编码。
3. 换刀装置：自动换刀装置包含刀库、刀具夹持器和换刀机构等部分。
换刀机构控制着刀夹位置的移动。
4. 刀具传感器：换刀装置上配备有刀具传感器，用于识别刀库中的刀具。
5. 选刀：根据加工任务，通过操作主轴控制系统进行刀具选择。
系统会指定需要哪种刀具进行加工，同时会记录已使用刀具的刀具编码。
6. 刀具识别：换刀装置开始动作，将选择的刀具位置移动到主轴旁边。
刀具传感器会识别刀夹位置是否有刀具。
如果没有刀具，则进入下一步。
7. 刀具更换：选取刀库中的合适刀具，并将其夹持在刀夹器上。
然后，换刀机构将刀夹器移动到主轴，完成刀具更换。
8. 刀具装夹校准：刀具更换后，主轴控制系统会对刀具进行校准，以保证刀具与工件的加工位置精确对应。
9. 加工：完成刀具更换后，主轴继续驱动新的刀具进行加工任务。
通过自动换刀主轴，可以实现高效的刀具更换，提高机床的加工效率和自动化程度。
数控机床自动换刀系统的设计与优化方法
数控机床自动换刀系统的设计与优化方法数控机床自动换刀系统作为现代制造业中的关键设备之一，其设计和优化对于提高生产效率和产品质量至关重要。
本文将讨论数控机床自动换刀系统的设计原理、关键技术以及优化方法，旨在指导工程师和研究人员进行相关工作。
首先，数控机床自动换刀系统的设计原理主要包括以下几个方面：刀具库、刀具传递机构和换刀动作控制。
刀具库是存放刀具的地方，通常设计成可自动旋转、抬升和倾斜的结构，以便于刀具的选择和取放。
刀具传递机构用于将所需刀具从刀具库传递到机床主轴上，并确保刀具的正确位置和方向。
换刀动作控制则通过编程和传感器来实现，保证换刀过程的准确性和稳定性。
在设计数控机床自动换刀系统时，我们需要注意一些关键技术。
首先是刀具库的设计，刀具库的容量和结构需要根据实际工作中所涉及到的刀具种类和数量进行合理规划。
其次是刀具传递机构的设计，传递机构需要具备快速、准确的传递能力，同时要考虑到刀具重量对传递机构的负荷影响，确保稳定性。
换刀动作控制需要精确控制刀具的位置和方向，可以采用光电传感器或编码器等传感器，通过编程实现动作的控制和判断。
为了进一步优化数控机床自动换刀系统的性能，我们可以采取一些优化方法。
首先是刀具库的优化，可以采用高效的刀具存放方案，如采用自动尺寸检测技术，将刀具按照尺寸进行分类存放，方便快速选择和取放。
其次是刀具传递机构的优化，可以采用更先进的传递机构设计，如采用电磁吸盘或气动夹持装置等，提高传递速度和准确性。
此外，还可以通过改进换刀动作控制算法，优化换刀过程的稳定性和精度。
在优化设计过程中，还需要充分考虑数控机床自动换刀系统的可靠性和安全性。
可靠性是指系统在长时间运行中的稳定性和故障率，我们可以通过选用高质量的部件和进行严格的测试来提高可靠性。
安全性是指系统在使用过程中的安全保障，我们需要设置安全装置，如机械锁或密码锁等，防止误操作或意外伤害的发生。
总结起来，数控机床自动换刀系统的设计与优化需要考虑刀具库、刀具传递机构和换刀动作控制等关键技术。
数控机床自动换刀系统
数控机床自动换刀系统一.概述要实现一次装夹多工序加工，在数控机床上必需具备自动换刀功能。
实现刀库与机床主轴之间刀具的装卸与传递功能的装置称为自动换刀系统。
自动换刀已广泛地用于镗铣床、铣床、钻床、车床、组合机床和其它机床。
使用自动换刀系统，协作精密的数控转台，不仅扩大了数控机床的使用范围，削减了生产面积，还可使机加工时间提高到70% ～80%，显著提高了生产率。
由于零件在一次安装中完成多工序加工，大大削减了零件安装的定位次数，从而进一步提高了加工精度。
自动换刀系统应当满意换刀时间短，刀具重复定位精度高，刀具储存数量足够，结构紧凑，便于制造、修理、调整，应有防屑、防尘装置，布局应合理等要求。
同时也应具有较好的刚性，冲击、振动及噪声小，运转平安牢靠等特点。
自动换刀系统的形式和详细结构对数控机床的总体布局、生产率和工作牢靠性都有直接的影响。
二.组成及其形式自动换刀系统由刀库、选刀机构、刀具交换机构(如机械手)、刀具在主轴上的自动装卸机构等部分组成。
自动换刀系统的形式是多种多样的，换刀的原理及结构的简单程度也不同，但一般可分为以下两大类：由刀库和主轴的相对运动实现刀具交换。
用这种形式交换刀具时，主轴上用过的刀具送回刀库和从刀库中取出新刀，这两个动作不能同时进行，选刀和换刀由数控定位系统来完成，因此换刀时间长，换刀动作也较多。
由机械手进行刀具交换。
由于刀库及刀具交换方式的不同，换刀机械手也有多种形式。
图1 换刀机械手的形式图1（a），（b），（c）为双臂回转机械手，能同时抓取和装卸刀库和主轴（或中间搬运装置）上的刀具，动作简洁，换刀时间短。
图（d）虽然不是同时抓取刀库和主轴上的刀具，但换刀预备时间及将刀具还回刀库的时间与机加工时间重复，因而换刀时间也很短。
抓刀运动可以是旋转运动，也可以是直线运动。
图1（a）为钩手，抓刀运动为旋转运动;图（b）为抱手，抓刀运动为两个手指旋转；（c）和（d）为叉手，抓刀运动为直线运动。
加工中心的自动换刀系统
加工中心自动换刀装置
一、加工中心自动换刀装置的类型 1.转塔式 更换主轴换刀装置 （1）脱开主轴传动 （2）转塔头抬起 （3）转塔头转位 （4）转塔头定位 （5）主轴传动重新接通
加工中心自动换刀装置
加工中心自动换刀装置
加工中心自动换刀装置
一、加工中心自动换刀装置的类型 2.成套更换式 （1）更换转塔 （2）更换主轴箱 （3）更换刀库
六、几种典型换刀过程 1、无机械手换刀
加工中心自动换刀装置
加工中心自动换刀装置
六、几种典型换刀过程 2、机械手换刀
加工中心自动换刀装置
六、几种典型换刀过程 3、带刀套机械手换刀
加工中心自动换刀装置
加工中心自动换刀装置
二、加工中心刀库形式 2.链式刀库
加工中心自动换刀装置
二、加工中心刀库形式 3.格子式刀库
加工中心自动换刀装置
二、加工中心刀库形式 3.格子式刀库
加工中心自动换刀装置
三、加工中心刀库结构
加工中心自动换刀装置
三、加工中心刀库结构
加工中心自动换刀装置
四、JCS-018A加工中心机械手结构 2、机械手抓刀部分的结构
五、其他类型机械手 2、两手互相垂直的回 转式单臂机械手
加工中心自动换刀装置
五、其他类型机械手 3、两手平行的回转式单臂机械手
加工中心自动换刀装置
五、其他类型机械手 4、双手交叉式机械手 （1）机械手移动到机床主轴处-卸装刀具 （2）机械手移动到刀库处送回卸下的刀具
加工中心自动换刀装置
加工中心自动换刀装置
加工中心自动换刀装置
四、JCS-018A加工中心 机械手结构 2、机械手抓刀部分的 结构
பைடு நூலகம் 加工中心自动换刀装置
自动换刀系统
2004。09。
自动换刀装置的调整
数控机床自动换刀装置的形式
▪ 多转塔头自动换刀装置 ▪ 具有刀库和机械手的自动换刀装置
▪ 刀库类型 1) 转塔式刀库 2) 圆盘式刀库 3) 链式刀库 4) 格子式刀库
▪ 机械手 1) 单臂单手式机械手 2) 回转式单臂双手机械手
▪ 排屑器 ▪ 经常清理铁屑 ▪ 检查有无卡住
▪ 清理废油池 ▪ 及时取油池中废油，以免 外溢
▪ 调整主轴驱动带松紧 ▪ 按机床说明书调整
2004。09。
数控机床的维护
数控机床使用中应注意的问题
▪ 使用环境: ▪ 避免阳光的直射和其他辐射 ▪ 避免太潮湿或粉尘过多的场所 ▪ 避免有腐蚀气体的场所 ▪ 要远离振动大的设备
2004。09。
第二章 数控机床的调整
主轴部件的结构与调整
▪ CK7815型数控车床主轴部件的结构与调整 ▪ NT-J320A型数控铣床主轴部件的结构与调整 ▪ THK6380加工中心主轴部件的结构与调整
进给传动系统部件的调整 回转运动部件的调整 自动换刀装置的调整 位置检测装置的调整 床身导轨的调整
数控机床维修
第一章 数控机床的安装、调试及验收
数控机床的选用 数控机床的安装 数控机床的调试 数控机床的验收
2004。09。
数控机床的验收
开箱检验和外观检查 机床性能及数控功能的检验 机床精度的验收
2004。09。
机床性能的检验
主轴系统性能 进给系统性能 自动换刀系统 机床噪声 电气装置 数控装置 安全装置 润滑装置 气、液装置 附属装置
2004。09。
浅谈基于PLC的刀库自动换刀控制系统设计
图6 整体臂架第四阶模态振型图图7 整体臂架第五阶模态振型图图8 整体臂架第六阶模态振型图144中国设备工程 2024.03（上）图1 电源接线图3.2 控制系统的电路设计为了方便绘制PLC接线图和编写PLC程序，将每个输入/输出设备与PLC的输入/输出点相对应。
3.2.1 PLC的IO接线在这个设计里，首先设计了已有的PLC的输入点和输出点，接下来，按照目前的项目流程需求，为目前的设备设置了特定的PLC连接线，在程序设计中，这样就可以更清楚地看到当前设备的输入点和输出点。
3.2.2 电机接线三相电机运转时，装置的工作部件，必须使用三相电源，而且还会出问题，此时，若在装置的进电线上加装一组防风开关，那么在电动机发生故障的时候，而不会影响其他部件的工作，对现有设备马达进行保护。
三相电源通过交流保护空气开关的上端进入后，把它的下端头和AC接触器的上端头连接起来，当220V的电力供应完毕后。
电动机在PLC的控制下运转，在接触器绕组通电和常开度连接处，电动机就能正常运转。
4 控制系统的程序设计4.1 程序主流程图按照设计要求，本文给出了该控制系统的主要程序流程图，如图2所示。
它将目前的位置2传递给数据寄存器地址D100，以执行随后的目前的程序比较。
图3 位置传送块程序 4.2.2 当前刀号位置传送程序如图4所示，在程序在向网络72自动执行时，程序会自动判断输入继电器X14的状态，如果接受了这个任务，PLC将常数2自动转移到了目前的数据寄存器D102上，在同一时间内，输入继电器X15被激活，此时，数据寄存器常数3也被转移到了数据寄存图4 刀库位置传送程序电机正反转判断程序在程序开始的时候，要判断所选刀具编号D100当前刀具编号D102的尺寸，当D100大于D102时，M10表示，把它打开，并计算其差异，然后把它放到的数据寄存器里，再次判定D300中的数据是否大于图5 故障指示灯4.3 程序设计转刀装置的基础工作是转刀。
自动换刀系统设计
自动换刀系统设计摘要数控车床将向中高档发展，对数控刀架需求量将大大增加。
随着数控车床的发展，数控刀架也向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。
本设计采用电液组合驱动，主要完成了八工位卧式刀架的机械结构设计和利用三菱FX2N可编程控制器（PLC）对自动换刀系统的控制系统进行设计。
机械设计主要包括分度机构及定位机构的选择和刀架主轴的设计等。
控制部分为自动和手动换刀两种工作方式。
关键词数控刀架，PLC控制，液压控制ABSTRACTNumerical Control lathe will be developed to middle and senior grade in the future. It is estimated that the demand for NC tool carrier will be much greater. NC tool start to the rapid tool change, electrohydraulic servo driving and portfolio-driven direction with the development of NC lathes.The paper takes electrohydraulic driving. It was discussed that mechanical design and control system design by Mitsubishi FX2N programmable logic controller (PLC) of the eight engineering automatic tool change. Machinery part includes the positioning tools and the degree of positioning choices and tool spindle design. Control part is divided into auto control and manual control.Key words ATC，PLC control，Hydraulic control目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 研究的主要内容 (1)2 自动换刀系统机械部分设计 (3)2.1刀座的设计 (3)2.1.1 刀座基本形状及尺寸的确定 (3)2.1.2 刀座强度的校核 (6)2.2 刀盘主要尺寸的确定 (7)2.3 传动齿轮的设计 (8)2.4 刀架主轴的设计 (8)2.4.1 初步确定轴的最小直径 (8)2.4.2 轴的结构设计 (9)2.4.3 校核键的强度 (11)2.5 共轭分度凸轮机构基本参数的确定 (11)2.5.1 共轭分度凸轮的介绍 (11)2.5.2 主要运动参数的选择 (12)2.5.3 主要几何尺寸的确定 (12)2.6 端齿盘的选择 (12)2.6.1 端齿盘的介绍 (13)2.6.2 端齿盘的特点 (13)2.6.3 端齿盘主要参数的设计计算 (13)2.6.4 螺栓组强度校核 (17)2.7 液压缸的结构及主要尺寸的设计 (18)2.8 箱体的基本形状及尺寸确定 (19)2.9 液压马达及接近开关的选择 (19)2.9.1 液压马达的选择 (19)2.9.2 接近开关的选择 (19)2.10 润滑剂的选择 (20)2.11 对压力油的要求 (20)3 PLC控制的硬件设计 (21)3.1 换刀系统的工作原理 (21)3.2 PLC简介 (22)3.2.1 PLC的分类 (22)3．2．2 PLC的特点及主要功能 (23)3.3 PLC控制系统的硬件选择和资源配置 (25)3．3．1 自动换刀控制系统要求 (25)3．3．2 PLC型号的选择 (26)3.4 控制系统元件列表 (27)3.5 PLC I/O地址的分配 (28)3.6 PLC外围接线图 (29)4 控制系统PLC程序设计 (29)4.1 系统流程图的确设计 (30)4.2 PLC程序设计 (31)4.2.1程序结构设计 (31)4.2.2 自动换刀的程序设计 (31)4.2.3 手动换刀程序设计 (35)4.2.4 数据传送程序的设计 (37)4.3 程序的调试 (38)5 结论 (39)参考文献 (40)致谢 (41)1 绪论1.1 课题背景从自动换刀系统发展的历史来看，1956年日本富士通研究成功数控转塔式冲床，美国IBM公司同期也研制成功了“APT”(刀具程序控制装置)。
数控机床自动换刀系统的使用方法
数控机床自动换刀系统的使用方法数控机床自动换刀系统是一种现代化的工艺装备，它能够自动完成刀具的安装和拆卸，极大地提高了机床的工作效率和自动化水平。
在这篇文章中，我们将详细介绍数控机床自动换刀系统的使用方法，以帮助读者更好地了解和应用这一技术。
首先，数控机床自动换刀系统的基本原理是通过刀库来存放各种不同类型的刀具，并且能够根据加工程序的要求自动选择并安装适当的刀具。
在使用之前，我们需要先对刀具进行合理的编码和分类，并将其放置在刀库中。
接下来，我们需要进行合适的设置和调整。
首先，通过数控系统进入自动换刀的菜单界面，选择相应的刀库和刀具编号。
然后，根据加工零件的要求，选择适当的刀具参数和加工工艺参数，如切削速度、进给速度等。
最后，将设定好的加工程序加载到数控系统中。
在机床开始加工前，我们需要执行一次预热功能，以确保刀库、刀具和机床处于最佳状态。
同时，还需要检查刀具的完好程度，如刀片的磨损情况、刀具的固定性等。
如果存在问题，及时更换和调整刀具，以保证加工质量和安全。
在实际操作中，数控机床自动换刀系统的使用方法还需注意以下几点。
首先，严禁在机床运行状态下打开刀库门，以防止刀库和刀具的损坏。
其次，操作人员必须经过专业的培训和熟悉使用手册，掌握换刀系统的操作要领和注意事项。
再次，要定期对刀具和机床进行保养和维护，以延长其使用寿命。
此外，数控机床自动换刀系统的使用方法还需要根据具体的机床类型和加工要求进行灵活调整。
例如，在加工不同材料的零件时，需要选择适宜的刀具材质和切削参数；在进行复杂轮廓和曲线加工时，需要使用特殊形状的刀具，并调整切削路径和刀具补偿等。
总结起来，数控机床自动换刀系统的使用方法是一个复杂而重要的技术，它能够提高机床的生产效率和一致性。
通过合理设置和调整刀具参数，以及进行正确的操作和维护，可以确保刀具的安全性和加工质量。
然而，在使用过程中还需要注意刀具的选择和切削参数的调整，以适应不同的加工需求。
加工中心自动换刀控制系统毕业设计
摘要机床的发展与应用，大大降低了零件加工的辅助时间，极大的提高了生产率。
随着数控机床的普及应用，机械加工的自动化程度大大提高，数控机床发展成了当今普遍应用的一种更新、更先进的制造设备即加工中心。
加工中心带有刀库和自动换刀装置，能对工件按预定程序进行多工序加工的高度自动化的多功能的数字控制机床。
自动换刀装置应当满足换刀时间短、刀具存储量足够、刀具的安置空间小以及安全可靠等基本要求。
加工中心的关键在于CNC对刀库的自动选刀和刀库、机械手与主轴间的自动换刀，加工中心出现故障80%都在上述方面本课题就是针对现有的自动换刀装置进一步减少换刀时间，利用PLC对刀库的选刀控制和刀库、机械手与主轴间的自动换刀控制以及刀库精确定位。
利用PLC控制液压传动机构，使液压传动更加稳定和精确。
关键词：ATC，刀库，PLC，自动选刀，液压传动AbstractWith the development of NC, the automatic tool changer system is More and moreimportant in the modern advanced manufacture, because the ATC can shorten the cycle time of produ ct manufacturing, improve the precision of product machining. The latestrequirements of machine tool user comprise of diversification of control object,complexity of process, flexible of application and high reliability.The function of tool magazine is that stores the tool and moves the tool which will be used in the n ext manufacturing process to the right changeover position and robot willfinish the change over tool When the tool magazine's capacity is so big and the distance of tool position is more far away the principal axis, there need the tool exchanging unitto implement the changeover work between the principal axis and tool magazine. Theframework of this function include the robot, tools rotation station and changeov er robot. PLC control the use of hydraulic transmission, made hydraulic transmission to morestable and accur ate.Key words: ATC，tool magazine，PLC，tool exchange at random，Hydraulic transmissionII目录第一章绪论 (1)1.1 国内外数控机床的发展情况 (1)1.1.1 国内外数控机床的现状 (1)1.1.2 数控机床发展趋势 (2)1.2 可编程控制技术的现状及发展情况 (3)1.2.1 可编程控制器的特点 (3)1.2.2 可编程控制器的应用 (4)1.2.3 可编程控制器的发展趋势 (6)1.3 本文的主要研究意义与内容 (7)第二章机械手的自动换刀装置研究 (8)2.1 数控机床自动换刀装置的主要类型、特点及适用范围 (8)2.1.1 自动回转刀架 (8)2.1.2转塔头式换刀装 (9)2.1.3带刀库的自动换刀系统 (9)2.2ATC的作用及其组成 (10)2.2.1 ATC的作用 (10)2.2.2 ATC的主要组成 (10)2.3 加工中心机械手自动换刀过程 (13)第三章PLC控制系统设计 (16)3.1 PLC机型的选择 (16)3.1.1 CPU的能力 (16)3.1.2 I/O点数 (16)3.1.3 响应速度 (17)3.1.4 指令系统 (17)3.1.5 机型选择的其它考虑 (18)3.2 PLC控制系统设计 (18)3.2.1 本机I/O与扩展I/O的地址分配 (18)3.2.2 电器的选择 (20)3.3 PLC外部接线图设计 (21)3.4 应用S7-200编制梯形图 (25)第四章液压传动部分的设计 (28)4.1 液压传动系统的特点 (28)4.2 液压传动系统的选择 (28)4.3 液压传动回路设计 (29)第五章机械手三维模型设计 (33)5.1 PRO/E软件介绍 (33)5.2 应用PRO/E进行模型设计 (33)第六章毕业设计结论 (39)参考文献 (40)致谢信 (42)声明 (43)第一章绪论1.1 国内外数控机床的发展情况随着数控技术的发展，带有自动换刀系统的加工中心在现代制造业中起着愈来愈重要的作用，它能缩短产品的制造周期，提高产品的加工精度，适合柔性加工。
简述自动换刀系统的基本要求
简述自动换刀系统的基本要求自动换刀系统是一种用于数控机床的辅助设备，其作用是在加工过程中实现自动更换刀具，提高加工效率和工作精度。
为了确保自动换刀系统的正常运行，满足工业生产的需求，通常有以下基本要求：1. 快速可靠的刀具更换：自动换刀系统需要能够在短时间内完成刀具的更换，以确保生产过程的连续性和高效性。
同时，刀具更换的过程需要稳定可靠，避免因不良的刀具更换导致加工精度下降或工件损坏。
2. 精确的刀具定位和固定：自动换刀系统需要能够精确地定位和固定刀具，以确保刀具在加工过程中的稳定性和准确性。
刀具定位的精度直接影响到加工精度和表面质量。
3. 可靠的刀具储存和管理：自动换刀系统需要具备合理的刀具储存和管理功能，以确保刀具的安全和易于管理。
刀具储存的方式可以是刀库、刀位等形式，需要保证刀具的易取易放和防止刀具损坏的措施。
4. 安全可靠的操作：自动换刀系统需要具备安全可靠的操作方式，避免操作人员在刀具更换过程中受伤或对设备造成损坏。
可以通过设置安全保护装置、合理的操作流程等方式来实现。
5. 灵活的适应性：自动换刀系统需要具备一定的适应性，能够适应不同类型和规格的刀具，并能够满足不同加工工艺和产品的需求。
可以通过采用标准化的刀具接口和灵活的刀具夹持方式来实现。
6. 可靠的故障检测和报警功能：自动换刀系统需要具备可靠的故障检测和报警功能，及时发现和排除可能出现的故障，以保证设备的正常运行和生产的连续性。
7. 易于维护和保养：自动换刀系统需要具备易于维护和保养的特点，便于设备的日常维护和保养工作。
可以通过合理的设计和使用优质的材料来降低设备的维修频率和成本。
8. 合理的成本和效益：自动换刀系统需要具备合理的成本和效益，能够在提高生产效率和产品质量的同时，降低生产成本和人力投入。
自动换刀系统的基本要求包括刀具更换的快速可靠性、刀具定位和固定的精确性、刀具储存和管理的可靠性、操作的安全可靠性、适应不同需求的灵活性、故障检测和报警功能的可靠性、易于维护和保养的特点，以及合理的成本和效益。
简述自动换刀系统的基本要求
简述自动换刀系统的基本要求自动换刀系统是一种用于工业生产中的自动化设备，其目的是实现对机器工具的自动换刀操作，提高生产效率和工作安全性。
以下是自动换刀系统的基本要求。
1. 快速准确：自动换刀系统需要能够迅速而准确地完成换刀操作，以确保生产线的连续运行。
换刀的速度和精度是评估系统性能的重要指标之一。
2. 稳定可靠：自动换刀系统需要具备稳定可靠的性能，能够在长时间运行中保持一致的换刀效果。
同时，系统需要具备故障自动诊断和报警功能，及时发现并解决潜在问题。
3. 安全性：自动换刀系统需要满足相关的安全标准和要求，确保操作人员的人身安全。
系统应该具备安全保护装置，如安全门、急停按钮等，能够在紧急情况下停止操作。
4. 灵活性：自动换刀系统需要具备一定的灵活性，能够适应不同规格和类型的刀具，以满足不同工件的加工需求。
系统应该支持多种刀具型号和尺寸，并能够根据工艺要求进行自动调整。
5. 自动化程度高：自动换刀系统应该具备高度的自动化程度，能够实现自动检测、自动识别和自动切换刀具。
系统应该能够与机床及其他设备进行联动，实现整个生产线的自动化控制。
6. 操作简便：自动换刀系统需要具备简单易用的操作界面，方便操作人员进行参数设置和监控。
系统应该支持人机界面，提供直观的显示和操作方式，减少人为操作错误的发生。
7. 维护方便：自动换刀系统应该具备方便的维护和保养性能，能够快速更换磨损的零部件，并具备自动化的故障诊断和维修功能。
系统应该提供详细的维护手册和技术支持。
8. 系统稳定性：自动换刀系统需要具备良好的系统稳定性，能够适应恶劣的工作环境和高强度的使用条件。
系统的电气和机械结构应该经过充分的优化和测试，以确保长时间稳定运行。
9. 效率优化：自动换刀系统应该能够通过智能化的算法和控制策略，实现对换刀过程的优化，提高换刀速度和精度。
系统应该能够根据实际生产情况进行自适应调整，以最大限度地提高生产效率。
10. 成本控制：自动换刀系统的成本应该控制在合理的范围内，以确保其在工业生产中的应用可行性。
数控机床自动换刀原理
数控机床自动换刀原理数控机床是一种通过数字指令控制刀具运动和加工过程的机床。
在数控机床加工过程中，常常需要根据不同的工件要求，使用不同类型和规格的刀具进行加工。
而自动换刀系统正是为了实现这一需求而设计的。
数控机床自动换刀系统的原理是通过一系列的动作和控制，完成刀具的自动更换。
下面将详细介绍数控机床自动换刀系统的工作原理。
数控机床自动换刀系统由刀库、刀库传动装置、刀库定位装置、刀库夹紧装置、换刀臂、换刀臂传动装置等组成。
刀库内存放着各种不同类型和规格的刀具，而刀库传动装置可以将刀具送到指定位置。
当数控机床需要换刀时，首先通过数控系统发出换刀指令。
接着，刀库定位装置开始工作，将刀库中所需的刀具定位到换刀位置。
换刀臂传动装置接收到信号后，开始执行换刀操作。
换刀臂传动装置通过一定的轨迹，将换刀臂移动到刀库定位装置定位的刀具位置上。
然后，刀库夹紧装置开始工作，将刀具夹紧在换刀臂上。
此时，刀具已经成功更换，可以进行下一步的加工操作。
在整个自动换刀过程中，数控系统起着关键的作用。
它通过控制刀库传动装置、刀库定位装置、刀库夹紧装置以及换刀臂传动装置的工作，实现刀具的自动更换。
数控系统可以根据加工程序的要求，选择合适的刀具进行加工，提高加工效率和质量。
数控机床自动换刀系统的优势在于提高了加工效率和自动化程度。
相比于传统的手动换刀方式，自动换刀系统可以实现快速、准确地更换刀具，节省了换刀时间，降低了人工操作的难度和风险。
同时，自动换刀系统还可以减少刀具磨损，延长刀具寿命，提高了加工的稳定性和一致性。
数控机床自动换刀系统是一项重要的技术创新，为加工行业带来了巨大的变革。
通过数字指令和自动化控制，实现了刀具的快速、准确更换，提高了加工效率和质量。
随着科技的不断发展和应用，相信自动换刀系统会越来越普及，并在数控机床加工中发挥越来越重要的作用。
加工中心自动换刀系统设计说明书
摘要加工中心是现代机械加工中用得最多的设备之一，而自动换刀装置作为加工中心的核心部件，一直处在不断改进之中。
本课题要求设计一台小型加工中心的刀库及自动换刀装置。
本次设计分为两大部分。
首先，主要针对目前机床上常用的几种类型的刀库（鼓盘式刀库、链式刀库、格子盒式刀库等）进行了比较分析，最终选用链式刀库结构，选择伺服电机驱动，采用蜗杆蜗轮装置减速，并完成了链条的选择和链轮的设计计算。
另外，选择双臂单爪机械手结构，对其运动作了详细的分析，最终将换刀运动分解为手臂的伸缩，手架的伸缩和回转三个动作。
全部采用液压系统进行控制。
在合理选用液压缸之后，绘制出了液压系统控制图、机械手动作原理图，基本完成了自动换刀装置的设计工作。
关键词：伺服电动机驱动；链式刀库；机械手换刀；液压系统控制AbstractProcessing Center is a modern mechanical processing equipment used in one of the largest and automatic tool change device as the core parts processing center, has been in the continuous improvement of. The topics designed a small knife processing center for devices and automatic tool change. The design is divided into two parts. First of all, the main view of the current machine, commonly used for several types of knives (knives drum disc library, the chain knife, knife lattice cassette library, etc.) a comparative analysis, the final choice of the chain knife structure, choice of servo motor Driver, a worm worm deceleration devices, and completed the chain and sprocket of the choice of design and calculation. In addition, the choice of single-claw manipulator arms structure, its movement made a detailed analysis will eventually ATC campaign for the decomposition of the telescopic arm, hand-stretching and rotating the three movements. All the hydraulic system used to control. A reasonable choice of hydraulic cylinders, to map out plans of the hydraulic control systems, mechanical hand movements schematics, basically completed the installation of automatic tool change the design work.Keywords：The servo motor actuates; Chain knife storehouse; The manipulator trades the knife; The hydraulic system controls目录目录摘要 (I)Abstract (Ⅲ)1 绪论1.1 本课题的来源、目的及意义 (1)1.1.1 课题的来源 (1)1.1.2 本课题研究的目的 (1)1.1.3 本课题研究的意义 (1)1.2 课题背景及国内外研究现状 (2)1.3 本课题研究的主要内容 (3)2 刀库及换刀机构总体结构设计2.1 刀库的结构设计 (3)2.1.1 方案分析比较 (3)2.1.2 刀库容量的确定 (6)2.1.3 刀库选刀方式的确定 (6)2.1.4 刀库的设计及计算 (6)2.2 自动换刀装置设计 (13)2.2.1 方案分析比较 (13)2.2.2 机械手自动换刀工作流程设计 (13)2.2.3 换刀机械手结构设计 (22)2.2.4 换刀手手臂和手爪结构设计 (23)2.2.5 液压缸、活塞杆的选择 (24)2.2.6 液压系统工作原理 (26)设计总结 (27)致谢 (29)参考文献 (30)1 绪论1.1课题的来源及研究目的和意义1.1.1课题的来源刀库和机械手是加工中心稳定可靠运行的关键功能部件。
基于PLC的刀库自动换刀控制系统设计
此 次 题 的 研 究 埘 象 足 皖 『萄 ● 式 ＪＪ１］ ｝ 心 ＶＭＣ１０００Ｌ的 『】动 换 ｊ装 簧 ， 其 Ｊ库 Ｊ
！Ｉ盘 式 ，Ｊ Ｊ车 ｉ｛＝ｆＪ， ｎｌ】Ｉ Ｉ、 ｌ ２ ÷， 、 住 １８０ｒ ａｍ， 度 为 ２５０ｔｕｒｎ，最 多 町 容 纳 ６把 ，Ｊ ｊＩ。 ｝ 垧ＩＩ队Ｉ斜 丁Ｌ Ｊ、 ｝｛Ｊ的 足 ７：２４ Ｉ 内钎 Ｉ耵， Ｊ 的 ｆｔ』℃址 ＭＳＡ４０３ ＢＴ－４０， 最 人 ｕＪ．以 承 受 ： 为 ９ＫＧ 的 ／ＪｌｊＩ．最 人 『ＩＪ容 纳 的 ／Ｊｊ｝Ｊ 寸为 ‘Ｄ１ ５０Ｘ４５０ｍｍ．换 时 Ｉ＇ｔｌＪ １０—３０Ｓ之 Ｉ＇ｔ ＴＪ
－ 过 特 制 容 埸… 观 战 障 ，所 以必 须 一耍按 严 格 标 准 的 辑 ，行 ，Ｊｊｌｌｌ￣）ｉ） 求使 个机 构 的 ｝ 动 刺１ ’ｉ协调 ＩＩｌｊ‘ 数 控 ｌｌ Ｉ ｌ１１心 Ｉｌ， ｆ】动 换 ｊ系
．
统 址 · 【成 ｆｌ｝ｌｊ分之 ‘，所 以 Ｉ，Ｊ‘以 说 它 的 效 就 址 机 床 的 Ｊ Ｊ【】Ｉ．效 。 小 逻删：究 的 址 数 ；加 ｌ： ＩＩＩ心 ｆ内恻 黜 Ｊ Ｊ年以及 机 械 ｒ换 Ｊ， 系统 的 艘 什 、换 Ｊｌｌ，Ｊ的 行 ｅＯｊｌｌｌｄｉ） 及 软 什 编 ，ｊ’ 进 行 Ｊ １ 嘤 ｎ勺研 究 分 ， Ｊ 刚 ｌ． 今干ＩＩ传 统 的 ｛ 『 换 ／Ｊ系 统 ， 然 ＾ 改 Ｊ 以 ｌ，ｊ－绷 制 系统
３ ＰＬＯ控 制 系 统要 求
存 找 们 ，１ 产 ＪＪＩ１ ｌ： 个 零 件 的 时 候 ， 往 往 小能 次 加 ｌ：完成 ，需 要 多 个上 序 米 充 成 加 上 。 『面 ‘舣 的 或 足 通 的 机 Ｊ术Ｉ｝Ｉ部 足 ｛能 完 成 一 个 的 加 】．， ｔ－＇．ＩＪ使 足功 能 ‘的 数 控 机 床 也 足 如 此 征 ＪＪｉ】１ 过 中 最 人 茕的 时 足 化 征 Ｊ，换 川 而 今 ｛｛：会 ｒ１动 化 度 越 术越 高 超 ， ｒ动 的 换 Ｊ 经 人 人 的影 响 Ｊ 生 产 的 效 率 ， 可 以 醣 ｆＪ动 的 换 系统 的作 川 加【ｌ：ＩＩ 终 足 划 ／ｆ 缓 。 本 次 改 汁就 足针 划此 种 情 况 对 ｝，１ Ｊ Ｊ 门控 制 系统 进 行 设 汁 ，ｊ 体 要 求 如 ：
基于PLC的自动换刀系统研究
库 ，本 系统采用 了盘式刀库，刀库容量 为六把刀 。 ２２ 刀具 选 择方 式分 析 － 目前 刀 具 选 刀 一 般 有 四种 控 制 方 式 ： 刀 套 编
具 、选 刀机构 、机 械 手 等几部 分 组成 。 刀库 的作用就是储备一定数量的刀具 ，机械手实 现 刀架上 刀具 的互换 。刀库一般是链式刀库和盘式刀
库 和 刀 架 的 高 度 差 ，还 可 以 避 免 干 涉 ；旋 转 步 进 电 机 带 动 中 臂 上 的 轴 转 动 以 实 现 机 械 手 换 刀 臂 在
（ 江苏大学 制造业信息化研究 中心 ，镇江 ２ ２ １ ） １ ０ ３
摘
要 ：随着社会进步和科学技术的发展 ，工业生 产逐步变成了自动化 、智 能化 的生产 方式。为了适应 生产的 需要 ，基于Ｐ ｏ的自动 换刀系统 应运而生 。本文分 析 了带刀库的 自动换 刀系统 的具体 ／ 换刀步骤 ，介绍 了采用ＰＬ 对其进行 控制的方法。 Ｃ
文献标识码 ：Ｂ
文 章 编 号 ：１ ０ — １４ ２ １ ） ６ ０ ５ ０ ９ ０ （ ０ ０ ０ ３ — ３ ０ ３ ０
关键词 ： 自动换 刀系 统 ； Ｐ Ｃ； 控制 Ｌ 中图分类号 ：Ｔ ２ ２ Ｐ ４
Ｄｏｉ ３ ６ ／ ． ｓ ． ０ －０ ４． Ｏ ． ６． ：１ ０． ９ ９ Ｊ ｉ ｎ １ ９ １ ｓ ０ ３ ２ １ ０ １ ０ ２
１底座 ． ２安装板 ． ３ 中臂 ． ４汽缸 ５换 刀臂 ． ６ 、７ 汽 缸
８手 爪部 分 ．
９ 轴 承 座 Ｉ 电机 架 Ｉ． 转 步进 电机 ． Ｏ １旋
数控加工中心的自动换刀系统设计
数控加工中心的自动换刀系统设计摘要本设计介绍了加工中心自动换刀装置的机械手结构的部分设计、相关液压缸的结构设计以及控制系统的设计，最终实现自动换刀动作；介绍了目前实现快速自动换刀技术的基本方法和各种途径，及其在加工中心上的应用情况和实际达到的技术指标，从而可看出这方面的发展趋势。
换刀装置作为加工中心的重要组成部分，其主要作用在于减少加工过程中的非切削时间，提高生产率，降低生产成本，进而提升机床乃至整个生产线的生产力。
加工中心自动换刀装置是实现多工序连续加工的重要装置，其结构设计及其控制是实现加工中心设计制造的关键。
加工中心的换刀过程较为复杂，动作多，动作间的相互协调关系多，因而自动换刀系统性能的好坏直接影响加工效率的高低。
带有自动换刀系统的数控加工中心在现代先进制造业中起着越来越重要的作用，它能缩短产品的制造周期，提高产品的加工精度，适合柔性加工。
加工中心是数控机床中较为复杂的加工设备，由于其具有多种加工能力而得到广泛的应用，其强大的加工能力和效率得益于其配置的自动换刀装置（Automatic Tool Changer）。
关键词：自动换刀，机械手，设计，加工中心CNC MACHINING CENTER AUTOMATIC TOOLCHANGING SYSTEMABSTRACTThis paper introduces the structure of Automatic Tool Changer,And the single chip microcomputer is used to achieve the process of automatic tool changing.The cutting tool recognition system uses the cutting tool encoding method, this way is to carries on every time the cutting tool the code, because has every time the cutting tool own code, therefore, may deposit in Y u Daoku any tool apron. In such knife storehouse, simultaneously also reduced the knife storehouse operating time; Simplified has traded the knife control wiring automatically. May complete grasps the knife to draw a sword the rotation slotting tool returns and so on a series of movements.Trades the knife installment to take the machining center the important component, its leading role lies in the reduction processing process the non-cutting time, raises the productivity, reduces the production cost, then promotes the engine bed and even the entire production line's productive forces. The machining center automatically trades the movement are many, the movement intercoordination relates much, thus trades the knife system performance automatically the quality immediate influence processing efficiency height. Has trades the knife system's numerical control machining center to play more and more vital role automatically in the modern advanced manufacturing industry, it can reduce product the manufacturing cycle, enhances the product the working accuracy, suits the flexible processing. The machining center is in the numerically-controlled machine tool the more complex processing equipment, because it has many kinds of working capacities to obtain the widespread application, its formidable working capacity and the efficiency benefit from its disposition trade the knife installment automatically (Automatic Tool Changer).KEY WORDS: automatic tool changer，single chip microcomputer，design，The machining center目录前言 (1)第1章设计任务书 (2)1.1 本课题的内容和要求 (2)1.2 毕业设计目的 (2)第2章总体方案的设计 (4)2.1 换刀过程 (4)2.2 伸缩与旋转运动的确定 (5)2.2.1 液压传动的优缺 (5)2.2.2 液压传动装置的组成 (6)2.2.3 液压系统中在机械手中主要实现的辅助功能 (6)2.3 主要参数的确定 (7)2.3.1 工作行程 (7)2.3.2 运动速度 (7)2.3.3 驱动方式 (8)2.3.4 定位精度 (8)2.3.5 液压系统元件的选择 (8)2.3.6 液压系统的控制原理 (8)2.3.7 机械手液压系统的工作原理图 (11)第3章机械手各部分的设计 (13)3.1 驱动液压缸的设计 (13)3.1.1 液压系统的优点 (13)3.1.2 液压缸的设计 (14)3.2 花键轴及轴套的设计与校核 (16)3.2.1 花键轴的设计 (16)3.2.2 花键的校核 (18)3.3 轴承的选择与润滑 (19)3.4 齿轮的设计与校核 (20)3.4.1 齿轮的设计 (20)3.4.2 齿轮的校核 (21)3.5机械手臂及手抓的设计 (23)3.5.1 对设计手臂的要求 (24)3.6 立柱和机座 (25)3.6.1 立柱 (25)3.6.2 机座 (25)3.7 刀库及换刀机械手的常见故障和维护 (26)3.7.1 刀库的故障 (26)3.7.2 换刀机械手故障 (26)结论 (28)谢辞 (29)参考文献 (30)外文资料翻译 (32)前言机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
数控加工中的自动换刀系统原理与操作要点
数控加工中的自动换刀系统原理与操作要点随着科技的不断进步，数控加工技术在工业生产中的应用越来越广泛。
而自动换刀系统作为数控加工中的重要组成部分，对于提高加工效率和保证产品质量起着至关重要的作用。
本文将介绍数控加工中的自动换刀系统的原理与操作要点。
一、自动换刀系统的原理自动换刀系统是指通过机械装置和控制系统，实现数控机床上刀具的自动更换。
其原理主要包括以下几个方面：1. 传感器检测：自动换刀系统通常会配备传感器，用于检测当前刀具的状态。
传感器可以检测刀具的长度、直径、磨损程度等参数，以及刀具是否安装正确。
2. 控制系统：自动换刀系统的核心是控制系统，它通过接收传感器的反馈信息，并根据预设的程序进行判断和操作。
控制系统可以根据刀具的使用寿命、加工工艺等因素，自动切换到合适的刀具。
3. 刀库和换刀装置：数控机床上通常会配备一个刀库，用于存放各种规格的刀具。
自动换刀系统通过换刀装置，将需要更换的刀具从刀库中取出，并安装到机床上。
二、自动换刀系统的操作要点在使用自动换刀系统时，需要注意以下几个操作要点：1. 刀库管理：刀库是存放各种规格刀具的地方，因此需要进行刀具的分类和管理。
刀具应按照规格和用途进行分类，并进行编号或标记。
同时，刀具的使用寿命也需要进行记录和管理，及时更换磨损严重的刀具。
2. 刀具安装：在进行刀具更换时，需要确保刀具的正确安装。
刀具的长度、直径等参数应与加工工艺要求相符合。
同时，刀具的固定方式也需要正确，以确保刀具在加工过程中不会松动或脱落。
3. 检测与调试：在使用自动换刀系统前，需要进行系统的检测和调试。
检测主要包括传感器的工作状态和刀具的识别功能是否正常。
调试则包括刀具的安装和换刀过程的调整，以确保换刀的准确性和稳定性。
4. 故障处理：在使用自动换刀系统过程中，可能会遇到一些故障，如刀具卡住、刀具识别错误等。
此时，操作人员需要及时处理故障，并进行相应的维修和调整。
5. 定期维护：自动换刀系统需要定期进行维护，以确保其正常工作。
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换刀系统
自动换刀系统主要是将加工所需刀具，从刀库中传送到主轴夹持机构上。
换刀系统由刀库，机械手，驱动系统等构成。
基本要求：1. 换刀时间短2. 刀具重复定位精度高3. 足够的刀具储存量4. 刀库占地面积小(结构紧凑)5. 安全可靠。
刀库
刀库系统是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置；其自动换刀机构及可以储放多把刀具的刀库。
由电脑程式的控制，可以完成各种不同的加工需求，如铣削、钻孔、搪孔、攻牙等。
大幅缩短加工时程，降低生产成本。
刀库主要是提供储刀位置，并能依程式的控制，正确选择刀具加以定位，以进行刀具交换；换刀机构则是执行刀具交换的动作。
刀库必须与换刀机构同时存在，若无刀库则加工所需刀具无法事先储备；若无换刀机构，则加工所需刀具无法自刀库依序更换，而失去降低非切削时间的目的。
刀库的回转运动由带
抱闸的三相异步电动机作
动力源，三相电源通过交流
接触器提供给电动机时抱
闸打开，然后刀库进行运
转，切断三相电源则抱闸闭
锁，刀库立刻停止运转。
通
过分度盘的运动及相关检
测元件组的逻辑组合，可使
每个刀套准确停在换刀位
置。
刀套停在换刀位置后，由气缸控制刀套处于水平或垂直状态，以方便机械手换刀，刀套分度台可以顺时针或逆时针方向旋转，从而可以在最短的时间内搜索到所要更换的刀具。
驱动系统
数控工具机的自动换刀系统有油压机构、气压机构、电气式凸轮机构。
现如今凸轮式换刀机构就广泛的被采用。
快速确实，除了换油外没有其他消耗零件及保养需求，故障率最少，寿命超过百万次以上。
换刀系统的速度要求
快速自动换刀技术是以减少辅助加工时间为主要目的，综合考虑工具机的各方面因素，在尽可能短的时间内完成刀具交换的技术方法。
机台有几个特点：1.刀臂短2.刀臂不一定成直线 3.两刀可能互相垂直 4.凸轮箱小且可移动。
其主要目的是要让换刀时，可动件之转动惯量小，以达到快速换刀之目的。
提高换刀速度的方法
1．在传统自动换刀装置的基础上提高动作速度，或采用动作速度更快的机构和驱动元件。
例如，机械凸轮结构的换刀速度高于液压和气动结构。
2．根据高速工具机的结构特点设计刀库和换刀装置的形式和位置。
例如，传统工具机的刀库和换刀装置多装在立柱一侧，在高速工具机则多为立柱移动的进给方式，为减轻运动件质量，刀库和换刀装置不宜再装在立柱上。
3．采用新方法进行刀具快速交换，不用刀库和机械手方式，而改用其它方式换刀。
例如不用换刀，用换主轴的方法。
4．使用适合于高速工具机的刀柄。
换刀过程
换刀包括选刀、刀具夹持、刀具交换。
选刀
按数控指令将所需刀具从刀库中准确调出的操作称为自动选刀。
包括自动选刀和任意选刀。
1．顺序选刀
顺序选刀是按照工艺要求依次将所用的刀具插入刀库的刀座中，顺序不能错，加工时按顺序调刀，已经使用过的刀具可以放回到原来的刀座内，也可以按顺序放入下一个刀座内。
适应于空间位置较小的刀具。
特点：不需要刀具识别装置，驱动控制较简单；结构简单，工作可靠；刀库及刀具的利用率低。
2.任意选刀
(1) 刀具编码
刀具编码是对每个刀座进行编码，根据刀座的编码选取刀具。
刀柄结构大为简化。
对每把刀具进行编码可以存放于刀库的任一刀座中，用过的刀具也不一定放回原刀座中，刀库中的刀具在不同的工序中可重复使用，避免了因刀具存放在刀库中的顺序差错而造成的事故。
（2）对刀具的识别
主要有两种识别方式。
一是接触式识别，二是非接触式识别(1) 磁性识别法(2) 光学纤维(光纤)刀具识别装置。
刀具夹持
刀具的夹持有两种方式，一是柄式夹持（轴向夹持）如图1，二是法兰盘式夹持。
图1图2
刀具交换
用机械手进行刀具的交换有很大的灵活性，可以减少换刀时间。
在刀库远离机床主轴的换刀装置中除了机械手以外，还必须带有中间搬运装置。
具体换刀过程
刀库机械手是实现自动换刀的主要机构。
它的任务是当一个工序完成后，将不用的刀具从主轴中卸下来送回刀库中，同时还将下道工序的刀具装入主轴中，然后机械手回到原始位置等待下一个工作循环。
（1）起动选刀，刀库正转或反转就近找刀。
（2）刀套计数及分度盘定位信号使刀套电动机停止，一个刀套准确停在换刀位置。
（如图1）
（3）刀套垂直到位，发出到位信号，主轴定向给出位置到达确认信号。
（如图2）
（4）机械手把刀具从主轴和刀套中选中刀具。
（如图3）
（5）机械手将刀具夹紧。
（如图4）
（6）将刀具与刀库和刀架分离。
（如图5）
（7）机械手旋转180°，到达刀具更换位置。
(如图6)
（8）装刀确认及刀具夹紧。
（如图7）
（9）机械手电动机起动，使机械手回到原始位置。
（如图8）
（10）机械手电动机停止信号，使机械手电动机停止。
圆盘刀库
1 2
34
5
6
7
8。