数控机床的自动换刀装置和数控工作台
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可用尺寸为20mm×20mm×125mm的标准刀具。
镗刀杆最大直径为32mm。刀架转位为机械传动，端
面齿盘定位。
1—刀架 2、3—端面齿盘 4—滑快 5—蜗轮 6—轴 7—蜗杆 8、9、10—传动齿轮 11—电动机 12—微动开关 13—小轴 14—圆环 15—压板 16—锲铁
图6-2 回转刀架
• 转位过程如下：
1—电动机 2—联轴器 3—蜗杆轴 4—蜗轮丝杠 5—刀架底座 6—粗定位盘 7—刀架体 8—球头销 9—转位套
10—电刷座 11—发迅体 12—螺母 13、14—电刷 15—粗定位销 图6-1 数控车床 方刀架结构
• 其换刀过程如下： • 刀架抬起 当数控装置发出换刀指令后，电动机1启动正转，通过平键套筒 联轴器2使蜗杆轴3转动，从而带动蜗轮丝杠4转动。刀架体7的内孔加工有 内螺纹，与蜗轮丝杠旋合。蜗轮丝杠内孔与刀架中心轴外圆是滑配合，在 转位换刀时，中心轴固定不动，蜗轮丝杠绕中心轴空转。当蜗轮丝杠开始 转动时，由于刀架体7和刀架体底座5上的端面齿处于啮合状态，且蜗轮丝 杠轴向固定，因此刀架体7不能转动只能轴向移动，这是刀架体抬起。 • （2）刀架转位 当刀架体抬至一定距离后，端面齿脱开，转位套用销钉与 蜗轮丝杠联接，随蜗轮丝杠一起转动，当端面齿完全脱开时，转位套9正 好转过160º （如图6-1A—A剖视图所示），球头销8在弹簧力的作用下进入 转位套9的槽内，转位套通过弹簧销带动刀架体转位。 • （3）刀架定位 刀架体7转动时带着电刷座10转动，当转到程序指令的刀号 时，定位销15在弹簧的作用下进入粗定位盘6的槽中进行粗定位，同时电 刷13、14接触导通，是电动机1反转。由于粗定位槽的限制，刀架体7不能 转动，使其在该位置垂直落下，刀架体7和刀架底座5上的端面齿啮合实现 精确定位。
信体11与电刷14的相对位置。这种刀架在经济性
数控机床及卧式车床的数控化改造中应用广泛。
• 2.数控车床盘形自动回转刀架
• 图6-2所示为CK7815型数控车床采用的BA200L刀架的 结构。
该刀架可配置12位（A型或B型）、8位（C型）刀盘。
A、B型回转刀盘的外切刀可使用25mm×150mm标
准刀具和刀杆截面为25mm×25mm的可调刀具，C型
还可以安装动力刀夹进行主动切削，配合主机完成
车、铣、钻、镗等各种复杂工序，实现加工程序自
动化、高效化。
• 图6-3（b）为该转塔刀夹的传动示意图。刀架采
用端面齿盘作为分度定位元件，刀架转位由三相异
步电动机驱动，电动机内部带有制动机构，刀为由
二进制绝对编码器识别，并可正反双向转位和任意
刀位就近选刀。动力刀具由交流饲服电动机驱动，
第6章 数控机床的 自动换刀装置和数控工作台 6.1 自动换刀装置
• 为了提高数控机床的加工效率，除了要提高切削速 度，减少非切削时间也非常重要，现代数控机床正向 着工件在一台机床上一次装夹可完成多道工序或全部 工序加工的方向发展，这些多工序加工的数控机床在 加工过程中需使用多种刀具，因此必须有自动换刀装 置，以便选用不同的刀具来完成不同工序的加工。
机11反转，这时蜗轮5与圆换14反向旋转，凸块与
滑块4脱离，不再带动轴6转动。
同时，蜗轮5与轴6上的旋和螺纹使轴6右移，端 面齿盘2和3啮合并定位。当齿盘压紧时，轴6右端 的小轴13压下微动开关，发出转位结束信号，电动
机断电，电磁制动器通电，维持电动机轴上的反转
力矩，以保持端面齿盘之间有一定的压紧力。
塔头5上安装两个刀具主轴3和4，当用一个刀具主
轴上的刀具进行加工时，机械手2将下一个工序需
要的刀具换至不工作的主轴上，待本工序完成后，
转塔头回转180º ，完成换刀。
•
因为它的换刀时间大部分和机械加工时间重合， 只需要转塔头转位的时间，所以换刀时间很短， 而且转塔头上只有两个主轴，有利于提高主轴的 结构刚性，但还未能达到精镗加工所需要的主轴 刚度，这种换刀方式主要用于数控钻床，也可用 于数控铣镗床和数控组合机床。
通过同步齿型带、传动轴、传动齿轮、端面齿离合
器将动力传至动力刀夹，在通过刀夹内部的齿轮传
动，刀具回转，实现主动切削。
图6-3 动力转塔刀架
• 7.1.2转塔头式换刀装置
• 带有旋转刀具的数控机床常采用转塔头式自动换
刀装置，如数控钻镗床的多轴转塔头等。在转塔头
上装有几个主轴，每个主轴上均装一把刀具，加工 过程中转塔头可自动转位，从而实现自动换刀。主 轴转塔头可看作是一个转塔刀库，它的结构简单， 换刀时间短，仅为2s左右。但由于受到空间位置的
• （4）夹紧
•
刀架电动机1继续反转，此时蜗轮丝杠停止转动，
蜗杆轴3继续转动，端面齿间夹紧力不断增加，转
距不断增大，达到一定值时，在传感器的控制下电
动机1停止转动。 • • 译码装置由发信体11、电刷13、14组成。 电刷13负责发信，电刷14负责位置判断。当刀架 定位出现过位或不到位时，可松开螺母12，调好发
• （1）回转刀架的松开 转位开始时，电磁制动器断
电，电动机11通电转动，通过齿轮10、9、8带动
蜗杆7旋转，使蜗轮5转动。蜗轮内孔有螺纹，与轴 6上的螺纹配合。端面齿盘3被固定在刀架箱体上， 轴6和端面齿盘2固定连接，端面齿盘2和3处于啮合 状态，因此，蜗轮5转动时，轴6不能转动，只能和
端面齿盘2、刀架体1同时向左移动，直到端面齿盘
限制，主轴数目不能太多，主轴部件的结构刚度也
有所下降，通常只适用与工序较少，精度要求不太 高的机床，如数控钻床、数控铣床等。
•Biblioteka Baidu
为了弥补转塔换刀数量少的缺点，近年来出现了 一种机械手和转塔头配合刀库进行换刀的自动换刀 装置，如图6-4所示。它实际上是转塔头换刀装置
和刀库式换刀装置的结合。它的工作原理如下：转
比较简单。
• （2）任意选刀
任意选刀方式是预先把刀库中每把刀具（或刀座）
都编上代码，按照编码选刀，刀具在刀库中不必按照 工件的加工顺序排列。
•
任意选刀有刀具编码式、刀座编码式、附件编码
式、计算机记忆式四种方式：
• ①刀具编码式
• 这种选择方式采用了一种特殊的刀柄结构，并对 每把刀具进行编码。换刀时通过编码识别装置，根 据换刀指令代码，在刀库中寻找所需要的道具。
由于每一把刀都有自己的代码，因而刀具可以放
入刀库的任何一个刀座内，这样不仅刀库中的刀具
可以在不同的工序中多次重复使用，而且换下来的
刀具也不必放回原来的刀座，这对装刀和选刀都十
分有利，刀库的容量相应减少，而且可避免由于刀
具顺序的差错所发生的事故。但每把刀具上都带有
专用的编码系统，刀具长度加长，制造困难，刚度
类型 转 塔 刀 架 回转刀架 特点 回转刀架多为顺序换刀换刀时间短，结 构简单紧凑，容纳刀具较少 适用范围 各种数控车床，车削中心 机床
转塔头 刀库与主轴 之间直接换 刀
顺序换刀，换刀时间短，刀具主轴都集 中在转塔头上，结构紧凑，但刚性较差， 数控钻床、镗床 刀具主轴数受限制 换刀运动集中，运动部件少。但刀库运 动多。布局不灵活，适应性差
• 1.刀库 刀库是存放加工过程中所使用的全部刀具的装置， 它的容量从几把刀到上百把刀。加工中心刀苦的 形式很多，结构也各不相同，常用的有鼓盘式刀 库、链式刀库和格子库式刀库。
• 1）鼓盘式刀库 鼓盘式刀库结构简单、紧凑， 在钻削中心上应用较多。一 般存放刀具数目不超过32把。 目前，大部分的刀库安装在 机床立柱的顶面和侧面，当 刀库容量较大时，为了防止 刀库转动造成的振动对加工 精度的影响，也有的安装在 单独的地基上。 • 图7-5为刀具轴线与鼓盘轴线 平行布置的刀库，其中： • 图（a）为径向取刀式； • 图（b）为轴向取刀式。
图6-4 机械手和转塔头配合刀库换刀的自动换刀装置 1-刀库 2-机械手 3.4-刀具主轴 5-转塔头 6-工件 7-工作台
• 6.1.3 刀库式自动换刀装置
• 刀库式自动换刀装置主要应用于加工中心上。
加工中心是一种备有刀库并能自动更换刀具对工
件进行多工序加工的数控机床。工件经一次装夹 后，数控系统能控制机床连续完成多工步的加工， 工序高度集中。自动换刀装置是加工中心的重要 组成部分，主要包括刀库、刀具交换装置等部分。
2和3脱离啮合。
• （2）转位 轴6外圆柱面上有两个对称槽，内装滑块4。当 端面齿盘2和3脱离啮合后，蜗轮5转到一定角度 时，与蜗轮5固定在一起的圆环14左侧端面的凸 块便碰到滑块4，蜗轮继续转动，通过14上的凸
块带动滑块连同轴6、刀架体1一起进行转位。
• （3）回转刀架的定位
到达要求位置后，电刷选择器发出信号，使电
刀 库 式
用机械手配 合刀库换刀
用机械手、 运输装置配 合刀库换刀
刀库只有选刀运动，机械手进行换刀运 动，比刀库作换刀运动惯性小，速度快
换刀运动分散，有多个部件实现，运动 部件多，但布局灵活，适应性好 弥补转换刀数量不足的缺点，换刀时间 短
各种类型的自动换刀数控 机床，尤其是对使用回转 类刀具的数控镗铣，钻镗 类立式、卧式加工中心机 床，要根据工艺范围和机 床特点，确定刀库容量和 自动换刀装置类型，用于 加工工艺范围的立、卧式 车削中心机床
图6-5 鼓盘式刀库
• 图6-6（a）为刀具径向安装在刀库上的结构，图6-6（b） 为刀具轴线与鼓盘轴线成一定角度布置的结构。这两种结 构占地面积较大。
图6-6 鼓盘式刀库
• （2）链式刀库
• • 链式刀库是在环形链条上装有许多刀座，刀座的孔中装夹各种刀具，链条由链轮驱动。 链式刀库有单环链式和多环链式等几种，如图6-7（a）,(b)所示。当链条较长时，可以增 加支承链轮的数目，使链条折叠回绕，提高空间利用率，如图6-7（c）所示。
降低，刀库和机械手的结构变复杂。
刀具编码识别有两种方式：接触式识别和非接触 式识别。接触式识别编码的刀柄结构如图6-9所示：
图6-9 编码刀柄示意图
1-编码环 2-锁紧螺母 3-拉紧螺
•
在刀柄尾部的拉紧螺杆1上套装着一组等间隔
图6-7 各种链式刀库 a）单环链式 （b）多环链式 （c）折叠链式
• （3）格子盒式刀库 • 图6-8所示为固定型格子盒式刀库。刀具分几排直线排列，由纵、横 向移动的取刀机械手完成选刀运动，将选取的刀具送到固定的换刀位 置刀座上，有换刀机械手交换刀具。这种形式刀具排列密集，空间利 用率高，刀库容量大。
•
刀具在刀盘上由压板15及调节楔铁16来夹紧， 更换和对刀十分方便。
•
刀位选择由刷型选择器进行，松开、夹紧位置 检测由微动开关12控制。整个刀架控制是一个纯 电气系统，结构简单。
• 3.车削中心动力转塔刀架
• 图6-3（a）为意大利Baruffaldi公司生产的适用于全 功能型数控车床及车削中心的动力转塔刀架。刀盘 上既可以安装各种非动力辅助刀夹（车刀夹、镗刀 夹、弹簧夹头、莫氏刀柄），夹持刀具进行加工，
扩大工艺范围的各类转塔 式数控机床
有刀库的转塔头换 刀装置
• 6.1.1数控车床的自动转位刀架 • 刀架是数控车床的重要功能部件，其结构形式很 多，下面介绍几种典型刀架结构。 • 1.数控车床方刀架 • 数控车床方刀架是在普通车床方刀架的基础上发 展的一种自动换刀装置，它有四个刀位，能同时 装夹四把刀具，刀架回转90º ，刀具变换一个刀位， 转为信号和刀位号的选择由加工程序指令控制。 图6-1所示为数控车床方刀架结构。
图6-8 固定型格子盒式刀库
• 2.刀具的选择
按数控装置的刀具选择指令，从刀库中挑选各
工序所需要的刀具的操作称为自动选刀。
常用的选刀方式有顺序选刀和任意选刀： • （1）顺序选刀 刀具的顺序选择方式是将刀具按加工工序的顺序， 一次放入刀库的每一个刀座内，刀具顺序不能搞
错。
当加工工件改变时，刀具在刀库上的排列顺序也 要改变。这种选刀方式的缺点是同一工件上的相同刀 具不能重复使用，因此刀具的数量增加，降低了刀具 和刀库的利用率，优点是它的控制以及刀库的运动等
•
自动换刀装置应具备换刀时间短，刀具重复定 位精度高，有足够的刀具储备量，占地面积小，
安全可靠等特性。
• 各类数控机床的自动换刀装置的结构和数控机
床的类型、工艺范围、使用刀具种类和数量有关。
数控机床常用的自动换刀装置的类型、特点、适
用范围见表6-1所示。
表6-1自动换刀装置的主要类型、特点及适用范围
镗刀杆最大直径为32mm。刀架转位为机械传动，端
面齿盘定位。
1—刀架 2、3—端面齿盘 4—滑快 5—蜗轮 6—轴 7—蜗杆 8、9、10—传动齿轮 11—电动机 12—微动开关 13—小轴 14—圆环 15—压板 16—锲铁
图6-2 回转刀架
• 转位过程如下：
1—电动机 2—联轴器 3—蜗杆轴 4—蜗轮丝杠 5—刀架底座 6—粗定位盘 7—刀架体 8—球头销 9—转位套
10—电刷座 11—发迅体 12—螺母 13、14—电刷 15—粗定位销 图6-1 数控车床 方刀架结构
• 其换刀过程如下： • 刀架抬起 当数控装置发出换刀指令后，电动机1启动正转，通过平键套筒 联轴器2使蜗杆轴3转动，从而带动蜗轮丝杠4转动。刀架体7的内孔加工有 内螺纹，与蜗轮丝杠旋合。蜗轮丝杠内孔与刀架中心轴外圆是滑配合，在 转位换刀时，中心轴固定不动，蜗轮丝杠绕中心轴空转。当蜗轮丝杠开始 转动时，由于刀架体7和刀架体底座5上的端面齿处于啮合状态，且蜗轮丝 杠轴向固定，因此刀架体7不能转动只能轴向移动，这是刀架体抬起。 • （2）刀架转位 当刀架体抬至一定距离后，端面齿脱开，转位套用销钉与 蜗轮丝杠联接，随蜗轮丝杠一起转动，当端面齿完全脱开时，转位套9正 好转过160º （如图6-1A—A剖视图所示），球头销8在弹簧力的作用下进入 转位套9的槽内，转位套通过弹簧销带动刀架体转位。 • （3）刀架定位 刀架体7转动时带着电刷座10转动，当转到程序指令的刀号 时，定位销15在弹簧的作用下进入粗定位盘6的槽中进行粗定位，同时电 刷13、14接触导通，是电动机1反转。由于粗定位槽的限制，刀架体7不能 转动，使其在该位置垂直落下，刀架体7和刀架底座5上的端面齿啮合实现 精确定位。
信体11与电刷14的相对位置。这种刀架在经济性
数控机床及卧式车床的数控化改造中应用广泛。
• 2.数控车床盘形自动回转刀架
• 图6-2所示为CK7815型数控车床采用的BA200L刀架的 结构。
该刀架可配置12位（A型或B型）、8位（C型）刀盘。
A、B型回转刀盘的外切刀可使用25mm×150mm标
准刀具和刀杆截面为25mm×25mm的可调刀具，C型
还可以安装动力刀夹进行主动切削，配合主机完成
车、铣、钻、镗等各种复杂工序，实现加工程序自
动化、高效化。
• 图6-3（b）为该转塔刀夹的传动示意图。刀架采
用端面齿盘作为分度定位元件，刀架转位由三相异
步电动机驱动，电动机内部带有制动机构，刀为由
二进制绝对编码器识别，并可正反双向转位和任意
刀位就近选刀。动力刀具由交流饲服电动机驱动，
第6章 数控机床的 自动换刀装置和数控工作台 6.1 自动换刀装置
• 为了提高数控机床的加工效率，除了要提高切削速 度，减少非切削时间也非常重要，现代数控机床正向 着工件在一台机床上一次装夹可完成多道工序或全部 工序加工的方向发展，这些多工序加工的数控机床在 加工过程中需使用多种刀具，因此必须有自动换刀装 置，以便选用不同的刀具来完成不同工序的加工。
机11反转，这时蜗轮5与圆换14反向旋转，凸块与
滑块4脱离，不再带动轴6转动。
同时，蜗轮5与轴6上的旋和螺纹使轴6右移，端 面齿盘2和3啮合并定位。当齿盘压紧时，轴6右端 的小轴13压下微动开关，发出转位结束信号，电动
机断电，电磁制动器通电，维持电动机轴上的反转
力矩，以保持端面齿盘之间有一定的压紧力。
塔头5上安装两个刀具主轴3和4，当用一个刀具主
轴上的刀具进行加工时，机械手2将下一个工序需
要的刀具换至不工作的主轴上，待本工序完成后，
转塔头回转180º ，完成换刀。
•
因为它的换刀时间大部分和机械加工时间重合， 只需要转塔头转位的时间，所以换刀时间很短， 而且转塔头上只有两个主轴，有利于提高主轴的 结构刚性，但还未能达到精镗加工所需要的主轴 刚度，这种换刀方式主要用于数控钻床，也可用 于数控铣镗床和数控组合机床。
通过同步齿型带、传动轴、传动齿轮、端面齿离合
器将动力传至动力刀夹，在通过刀夹内部的齿轮传
动，刀具回转，实现主动切削。
图6-3 动力转塔刀架
• 7.1.2转塔头式换刀装置
• 带有旋转刀具的数控机床常采用转塔头式自动换
刀装置，如数控钻镗床的多轴转塔头等。在转塔头
上装有几个主轴，每个主轴上均装一把刀具，加工 过程中转塔头可自动转位，从而实现自动换刀。主 轴转塔头可看作是一个转塔刀库，它的结构简单， 换刀时间短，仅为2s左右。但由于受到空间位置的
• （4）夹紧
•
刀架电动机1继续反转，此时蜗轮丝杠停止转动，
蜗杆轴3继续转动，端面齿间夹紧力不断增加，转
距不断增大，达到一定值时，在传感器的控制下电
动机1停止转动。 • • 译码装置由发信体11、电刷13、14组成。 电刷13负责发信，电刷14负责位置判断。当刀架 定位出现过位或不到位时，可松开螺母12，调好发
• （1）回转刀架的松开 转位开始时，电磁制动器断
电，电动机11通电转动，通过齿轮10、9、8带动
蜗杆7旋转，使蜗轮5转动。蜗轮内孔有螺纹，与轴 6上的螺纹配合。端面齿盘3被固定在刀架箱体上， 轴6和端面齿盘2固定连接，端面齿盘2和3处于啮合 状态，因此，蜗轮5转动时，轴6不能转动，只能和
端面齿盘2、刀架体1同时向左移动，直到端面齿盘
限制，主轴数目不能太多，主轴部件的结构刚度也
有所下降，通常只适用与工序较少，精度要求不太 高的机床，如数控钻床、数控铣床等。
•Biblioteka Baidu
为了弥补转塔换刀数量少的缺点，近年来出现了 一种机械手和转塔头配合刀库进行换刀的自动换刀 装置，如图6-4所示。它实际上是转塔头换刀装置
和刀库式换刀装置的结合。它的工作原理如下：转
比较简单。
• （2）任意选刀
任意选刀方式是预先把刀库中每把刀具（或刀座）
都编上代码，按照编码选刀，刀具在刀库中不必按照 工件的加工顺序排列。
•
任意选刀有刀具编码式、刀座编码式、附件编码
式、计算机记忆式四种方式：
• ①刀具编码式
• 这种选择方式采用了一种特殊的刀柄结构，并对 每把刀具进行编码。换刀时通过编码识别装置，根 据换刀指令代码，在刀库中寻找所需要的道具。
由于每一把刀都有自己的代码，因而刀具可以放
入刀库的任何一个刀座内，这样不仅刀库中的刀具
可以在不同的工序中多次重复使用，而且换下来的
刀具也不必放回原来的刀座，这对装刀和选刀都十
分有利，刀库的容量相应减少，而且可避免由于刀
具顺序的差错所发生的事故。但每把刀具上都带有
专用的编码系统，刀具长度加长，制造困难，刚度
类型 转 塔 刀 架 回转刀架 特点 回转刀架多为顺序换刀换刀时间短，结 构简单紧凑，容纳刀具较少 适用范围 各种数控车床，车削中心 机床
转塔头 刀库与主轴 之间直接换 刀
顺序换刀，换刀时间短，刀具主轴都集 中在转塔头上，结构紧凑，但刚性较差， 数控钻床、镗床 刀具主轴数受限制 换刀运动集中，运动部件少。但刀库运 动多。布局不灵活，适应性差
• 1.刀库 刀库是存放加工过程中所使用的全部刀具的装置， 它的容量从几把刀到上百把刀。加工中心刀苦的 形式很多，结构也各不相同，常用的有鼓盘式刀 库、链式刀库和格子库式刀库。
• 1）鼓盘式刀库 鼓盘式刀库结构简单、紧凑， 在钻削中心上应用较多。一 般存放刀具数目不超过32把。 目前，大部分的刀库安装在 机床立柱的顶面和侧面，当 刀库容量较大时，为了防止 刀库转动造成的振动对加工 精度的影响，也有的安装在 单独的地基上。 • 图7-5为刀具轴线与鼓盘轴线 平行布置的刀库，其中： • 图（a）为径向取刀式； • 图（b）为轴向取刀式。
图6-4 机械手和转塔头配合刀库换刀的自动换刀装置 1-刀库 2-机械手 3.4-刀具主轴 5-转塔头 6-工件 7-工作台
• 6.1.3 刀库式自动换刀装置
• 刀库式自动换刀装置主要应用于加工中心上。
加工中心是一种备有刀库并能自动更换刀具对工
件进行多工序加工的数控机床。工件经一次装夹 后，数控系统能控制机床连续完成多工步的加工， 工序高度集中。自动换刀装置是加工中心的重要 组成部分，主要包括刀库、刀具交换装置等部分。
2和3脱离啮合。
• （2）转位 轴6外圆柱面上有两个对称槽，内装滑块4。当 端面齿盘2和3脱离啮合后，蜗轮5转到一定角度 时，与蜗轮5固定在一起的圆环14左侧端面的凸 块便碰到滑块4，蜗轮继续转动，通过14上的凸
块带动滑块连同轴6、刀架体1一起进行转位。
• （3）回转刀架的定位
到达要求位置后，电刷选择器发出信号，使电
刀 库 式
用机械手配 合刀库换刀
用机械手、 运输装置配 合刀库换刀
刀库只有选刀运动，机械手进行换刀运 动，比刀库作换刀运动惯性小，速度快
换刀运动分散，有多个部件实现，运动 部件多，但布局灵活，适应性好 弥补转换刀数量不足的缺点，换刀时间 短
各种类型的自动换刀数控 机床，尤其是对使用回转 类刀具的数控镗铣，钻镗 类立式、卧式加工中心机 床，要根据工艺范围和机 床特点，确定刀库容量和 自动换刀装置类型，用于 加工工艺范围的立、卧式 车削中心机床
图6-5 鼓盘式刀库
• 图6-6（a）为刀具径向安装在刀库上的结构，图6-6（b） 为刀具轴线与鼓盘轴线成一定角度布置的结构。这两种结 构占地面积较大。
图6-6 鼓盘式刀库
• （2）链式刀库
• • 链式刀库是在环形链条上装有许多刀座，刀座的孔中装夹各种刀具，链条由链轮驱动。 链式刀库有单环链式和多环链式等几种，如图6-7（a）,(b)所示。当链条较长时，可以增 加支承链轮的数目，使链条折叠回绕，提高空间利用率，如图6-7（c）所示。
降低，刀库和机械手的结构变复杂。
刀具编码识别有两种方式：接触式识别和非接触 式识别。接触式识别编码的刀柄结构如图6-9所示：
图6-9 编码刀柄示意图
1-编码环 2-锁紧螺母 3-拉紧螺
•
在刀柄尾部的拉紧螺杆1上套装着一组等间隔
图6-7 各种链式刀库 a）单环链式 （b）多环链式 （c）折叠链式
• （3）格子盒式刀库 • 图6-8所示为固定型格子盒式刀库。刀具分几排直线排列，由纵、横 向移动的取刀机械手完成选刀运动，将选取的刀具送到固定的换刀位 置刀座上，有换刀机械手交换刀具。这种形式刀具排列密集，空间利 用率高，刀库容量大。
•
刀具在刀盘上由压板15及调节楔铁16来夹紧， 更换和对刀十分方便。
•
刀位选择由刷型选择器进行，松开、夹紧位置 检测由微动开关12控制。整个刀架控制是一个纯 电气系统，结构简单。
• 3.车削中心动力转塔刀架
• 图6-3（a）为意大利Baruffaldi公司生产的适用于全 功能型数控车床及车削中心的动力转塔刀架。刀盘 上既可以安装各种非动力辅助刀夹（车刀夹、镗刀 夹、弹簧夹头、莫氏刀柄），夹持刀具进行加工，
扩大工艺范围的各类转塔 式数控机床
有刀库的转塔头换 刀装置
• 6.1.1数控车床的自动转位刀架 • 刀架是数控车床的重要功能部件，其结构形式很 多，下面介绍几种典型刀架结构。 • 1.数控车床方刀架 • 数控车床方刀架是在普通车床方刀架的基础上发 展的一种自动换刀装置，它有四个刀位，能同时 装夹四把刀具，刀架回转90º ，刀具变换一个刀位， 转为信号和刀位号的选择由加工程序指令控制。 图6-1所示为数控车床方刀架结构。
图6-8 固定型格子盒式刀库
• 2.刀具的选择
按数控装置的刀具选择指令，从刀库中挑选各
工序所需要的刀具的操作称为自动选刀。
常用的选刀方式有顺序选刀和任意选刀： • （1）顺序选刀 刀具的顺序选择方式是将刀具按加工工序的顺序， 一次放入刀库的每一个刀座内，刀具顺序不能搞
错。
当加工工件改变时，刀具在刀库上的排列顺序也 要改变。这种选刀方式的缺点是同一工件上的相同刀 具不能重复使用，因此刀具的数量增加，降低了刀具 和刀库的利用率，优点是它的控制以及刀库的运动等
•
自动换刀装置应具备换刀时间短，刀具重复定 位精度高，有足够的刀具储备量，占地面积小，
安全可靠等特性。
• 各类数控机床的自动换刀装置的结构和数控机
床的类型、工艺范围、使用刀具种类和数量有关。
数控机床常用的自动换刀装置的类型、特点、适
用范围见表6-1所示。
表6-1自动换刀装置的主要类型、特点及适用范围