1、1伺服系统主要指各坐标轴进给驱动的位置控制系统和速度控制系统。伺服系统的执行元件已由步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机发展到了直线电机，试简要分析各自的优拟的缺点。进给伺服系统与主轴伺服系统有何异同？按反馈比较控制方式分类 （1）脉冲数字比较伺服系统 （2）相位比较伺服系统 （3）幅值比较伺服系统 （4）全数字伺服系统怎样控制伺服电机的反向？ 常见的步进电动机功率驱动电路 单电源驱动电路 双电源驱动电路 斩波限流驱动电路 直流伺服电动机的控制方式主要有两种：2 电枢电压控制又被称为恒转矩调速方式。 励磁磁场控制又被称为恒功率调速方式。 主运动系统 在基本转速(额定转速 nc )以下是恒转矩调
2、速范围，通过调整电枢电压来实现， 在 nc 以上是 恒功率调速 ，通过调磁调速。理想空载角速度与电枢电压成正比。直流电机的机械特性是指电机转速 n、电机电枢电流 I 与磁场转矩 T 的关系直流伺服电动机的机械特性是一组斜率相同的直线簇。机械特性的斜率为负，说明在电枢电压不变时，电动机转速随负载转矩增加而降低。直流伺服电动机的调节特性也是一组斜率相同的直线簇。调节特性的斜率为正，说明在一定负载下，电动机转速随电枢电压的增加而增加；机械特性越硬，电动机的负载能力越强；3当电磁转矩 T 大于总阻转矩 Ts 时，表示电动机在加速；当电磁转矩 T 小于 Ts 时，表示电动机在减速。PWM交流异步（感应）
3、伺服电机 结构简单，制造容量大， 主要用在主轴驱动系统中。交流同步伺服电机 可方便地获得与频率成正比的可变速度， 可以得到非常硬的机构特性和很宽的调速范围，在电源电压和频率固定不变时，它的转速稳定不变的。 它主要应用在进给驱动系统中。异步电动机转子的转速 n 必然小于旋转磁场的转速 n1。交流电动机可以采用变频调速和变极调速，也可改变转差率调速，但不常用。4在交流伺服系统中，进给系统中常用一度永磁交流同步电机，主轴系统中常用永磁交流异步电机。在需要直线运动的地方，直线电机可以实现直接传动为了提高驱动推力，可以采用直线电机并联的方式，将几个直线电机平行安置于机床导轨间。直线电动机的行程长度不受限
4、制。直线电机的种类 1）圆柱形动磁体直线电机 （2）U 型槽式直线电机 （3）平板直线电机直流速度控制单元调整控制方式1）晶闸管调整系统2）晶体管脉宽调制系统SPWM 变频器 ，即正弦波 PWM 变频器，属于交一直一交静止变频装置5 交流进给驱动系统采用永磁交流同步伺服电机。 变频调速适用于数控机床进给驱动的交流同步伺服电机速度控制。 交流主轴驱动系统采用交流感应异步电机。 必须在降低频率的同时，降低电压，以保持 m 不变。即所谓的恒磁通变频调速中的“协调控制” 。位置检测系统闭环数控机床的加工精度在很大程度上由位置检测系统的精度决定。2.位置检测装置分类 （1）数字式和模拟式测量数字式测量装
5、置比较简单、位移脉冲信号抗干扰能力较强。 （2）增量式和绝对式测量 增量式：停机后回原位比较困难 绝对式：结构比较复杂，而且测量的分辨率与位移量都受到一定限制 （3）直接测量和间接测量 直接测量：位置检测装置安装在执行部件（即末端件）上 间接测量：位置检测装置安装在执行部件前面的6传动元件或驱动电机轴上， 直线位移或角位移测量1、脉冲编码器 脉冲编码器是一种旋转式角位移检测装置，能将机械转角变换成电脉冲，是数控机床上使用最广的位置检测装置。 通过对位移电脉冲频率的检测来检测机械的旋转速度，作速度检测装置。A、 B 两相的作用 用四倍频电路，可利用 A、 B 两相 90的相位差进行细分处理，提高
6、码盘的分辨率； 据脉冲的数目可得出被测轴的角位移； 根据脉冲的频率可得被测轴的转速； 根据 A、 B 两相的相位超前滞后关系可判断被测轴旋转方向。Z 相的作用 被测轴的周向定位基准信号； 被测轴的旋转圈数记数信号。两相的作用 后续电路可利用 两相实现差分输入，以消除远距离传输的共模干扰。7 增量式脉冲编码器：数控机床上使用的都是光电式编码器。 绝对式脉冲编码盘，是一种绝对角度位置检测装置，它的位置输出信号是某种制式的数码信号，它表示位移后所达到的绝对位置，要用起点和终点的绝对位置的数码信号，经运算后才能求得位移量的大小。 葛莱码，相邻两个二进制数码只有一个数位不同，因此两数切换时只在一位进行，
7、提高了读数的可靠性。 要提高分辨率与测量范围，可以采用组合式绝对码盘，即使用一个粗计数码盘和精计数码盘组合进行计数， 精计数码盘转一圈向粗计数码盘进一位，使粗计数盘转过最低位的一格。2、光栅 通常，标尺光栅固定在机床的活动部件上(如工作台或丝杠)，光栅读数头安装在机床的固定部件上(如机床底座) ，二者随着工作台的移动而相对移动。 在光栅读数头中，安装着一个指示光栅，当光栅读数头相对于标尺光栅移动时，指示光栅便在标8尺光栅上移动。 光栅尺包括标尺光栅和指示光栅，它是用真空镀膜的方法光刻上均匀密集线纹的透明玻璃片或长条形金属镜面。 对于长光栅，这些线纹相互平行，各线纹之间距离相等，我们称此距离为栅
8、距。 对于圆光栅，这些线纹是等栅距角的向心条纹。 栅距和栅距角是决定光栅光学性质的基本参数。 当使指示光栅上的线纹与标尺光栅上的线纹成一角度来放置两光栅尺时，必然会造成两光栅尺上的线纹互相交叉。 在光源的照射下，交叉点近旁的小区域内由于黑色线纹重叠，因而遮光面积最小，挡光效应最弱，光的累积作用使得这个区域出现亮带。这些与光栅线纹几乎垂直，相间出现的亮、暗带就是莫尔条纹。莫尔条纹的性质： (1) 当用平行光束照射光栅时，透过莫尔条纹的光强度分布近似于余弦函数。 放大作用是光栅的一个重要特点。 莫尔条纹对光栅个别线纹之间的栅距误差具有平均效应，能消除光栅栅距不均匀所造成的影响。9 莫尔条纹的移动与
9、两光栅尺之间的相对移动相对应。 根据上述莫尔条纹的特性，假如我们在莫尔条纹移动的方向上开 4 个观察窗口 A，B，C ，D，且使这 4 个窗口两两相距 14 莫尔条纹宽度，即W4。 由上述讨论可知，当两光栅尺相对移动时，莫尔条纹随之移动，从 4 个观察窗口 A，B，C ，D 可以得到 4 个在相位上依次超前或滞后(取决于两光栅尺相对移动的方向)14 周期(即 2)的近似于余弦函数的光强度变化过程， 鉴向倍频线路的功能有两个： 一是鉴别方向， 二是将 A 和 B 两路信号进行脉冲倍频 因一个周期内的一个脉冲表示工作台移动了一个栅距，这一个周期内的四个脉冲中的每一个则表示了工作台移动了 14 栅距
10、，这样就提高了光栅测量装置的分辨率。 若采用光敏元件来检测，光敏元件把透过观察窗口的光强度变化 ,ABCDL转换成相应的电压信号，设为 ,ABCDV10。 根据这 4 个电压信号，可以检测出光栅尺的相对移动。 1位移大小的检测每变化一个周期，即莫尔条纹每变,ABCDV化一个周期，表明两光栅尺相对移动了一个栅距的距离； 2、位移方向的检测根据 Va 和 Vb 两信号相互间的超前和滞后关系，便可确定出两光栅尺之间的相对移动方向。 3、移动速度的检测两光栅尺的相对移动速度决定着莫尔条纹的移动速度3、感应同步器感应同步器与旋转变压器一样，是一种电磁感应式的位移检测装置， 定尺一般的长度只有 250mm
11、，滑尺长度小于150mm，要增大测量长度时，可将多条定尺连接，相邻两尺的绕组用导线焊接起来并保持连接后连续绕组节距的精度 钢质基尺 1 上，用绝缘粘结剂 4 粘贴铜箔 3，铜箔经11照相腐蚀成绕组，绕组节距均为 2 =2mm，定尺上是连续绕组，滑尺上作有正弦绕组和余弦绕组，两个绕组在空间位置上相差 1/4 节距。 设当滑尺的正弦绕组与定尺绕组重叠时，这时绕组完全耦合，感应电压最大。 滑尺相对定尺移动后，感应电压逐渐变小，在错开 1/4节距时，感应电压为零。 再继续移到 1/2 节距时，得到的电压值与开始位置相同但极性相反。 随后感应电压在 3/4 节距位置 d 点时又变为零，在移动一个节距到
12、e 点时，电压幅值与 a 点位置相同。 这样滑尺在移动一个节距的过程中，感应电压变化了一个余弦波形。 同理因余弦绕组与正弦绕组错开 1/4 个节距，即 /2的相位角，由余弦绕组激磁在定尺上产生的感应电压应按正弦规律变化。 定尺上的总感应电压，是上述两个感应电压的代数和。感应同步器与旋转变压器一样有鉴相和鉴幅两种应用方式。4、旋转变压器12旋转变压器的结构 它由两大部分组成， 一部分是分解器，分解器有定子 3 与转子 8，定子与转子上分别绕有两相交流分布绕组 4 与 7，两绕组的轴线相互垂直。 另一部分是变压器，在旋转变压器定子的两相正交绕组，又称为正弦绕组和余弦绕组上分别加上幅值相等、频率相同
13、的正弦、余弦激磁电压转子旋转后，两个激磁电压在转子绕组中产生的感应电压线性叠加得总感应电压旋转变压器作为位置检测装置有两种应用方式：鉴相方式和鉴幅方式 感应电压的相位角就等于转子的机械转角 机。 测量感应电压幅值即可求得机械角位移 机 。 5、磁尺磁尺是一种精度较高的位置检测装置 磁性标尺制作简单、安装调整方便，对使用环境的条件要求较低： 如对周围电磁场的抗干扰能力较强，在油污、粉尘较多的场合下使用有较好的稳定性。13磁性标尺（简称磁尺）是在非导磁材料如铜、不锈钢、玻璃或其他合金材料的基体上，用涂敷、化学沉积或电镀等方法加上一层 1020m 厚的硬磁性材料（如 Ni-Co-P 或 Fe-Co
14、合金） ，并在它的表面上录制相等节距周期变化的磁信号。磁头用软磁材料（如铍莫合金）制成二次谐波调制器。为了辨别磁头在磁尺上的移动方向，通常采用了间距为（ m / 4）的两组磁头 U1 和 U2 是相位相差 90的两列脉冲。 至于哪个导前，则取决于磁尺的移动方向。 根据两个磁头输出信号的超前或滞后，可确定其移动方向。 使用单个磁头的输出信号很小，为了提高输出信号的幅值，同时降低对录制的磁化信号正弦波形和节距误差的要求，在实际使用时，常将几个到几十个磁头以一定的方式联接起来，组成多间隙磁头。 多间隙磁头中的每一个磁头都以相同的间距 m/2 配置，相邻两磁头的输出绕组反向串接。因此，输出信号为各磁头
15、输出信号的叠加。第 7 章 机械结构14在数控机床加工中、小批量工件时，要求保证质量的基础上比传统加工方法有更好的经济性。第一节数控机床的结构要求 一、模块化和机电一体化 二、提高机床的静、动刚度 为了提高主轴的刚度，除了经常采用三支承的结构以外，还可选用刚性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。 加强肋板的结构对机床的大件的刚度有着明显的影响。 除了加强构件的刚度之外，某些机床采用液压平衡和重力平衡来减少构件的变形。 刀架是数控车床的薄弱环节，为了能够进行稳定的重切削，提高刀架刚度是极为重要的。 提高机床各部件的接触刚度能够增加机床的承载能力 在结合面之间
16、施加足够大的预加载荷也能增加接触面积，这些措施都能有效地提高接触刚度。 在保证静刚度的前提下，还必须提高其动刚度。 改善动态特性的方法主要是：提高系统的静刚度、15增加阻尼以及调整构件的质量和自振频率。 三、减少机床热变形 机床产生热变形的原因主要是热源及机床各部分的温差。 为了减少数控机床的热变形，在设计时应采取以下的措施： 1、减少发热 尽可能地将热源从主机中分离出去。 2、控制温升 必须通过良好的散热和冷却来控制温升，以减少热源的影响。 3、改善机床结构 机床结构对热变形也有很大影响。 双立柱结构由于受热后的主轴轴线产生垂直方向的平移外，其它方向的变形很小， 尽量使主轴的热变形发生在刀具
17、切入的垂直方向上 用预拉伸的方法来减小丝杆的热变形。 四、减少运动件的摩擦和消除传动间隙 数控机床的运动精度和定位精度不仅受到机床零部件的加工精度、装配精度、刚度及热变形的影响，而且与运动件的摩擦特性有关。16 滑动导轨、滚动导轨和静压导轨在摩擦阻尼特性方面存在明显的差别。 滚动导轨块是近三十年来发展起来的新型支承元件。 贴塑导轨，它具有更为良好的摩擦特性、耐摩性和吸振作用。 用滚珠丝杆代替滑动丝杆可以收到同样的效果， 五、提高机床的寿命和精度保持性 必须在设计时就充分考虑数控机床零部件的耐磨性 保证数控机床各部件的良好润滑也是提高寿命的重要条件。 六、减少辅助时间，改善操作性 已经有很多数控
18、机床采用了多主轴、多刀架、多工作台以及带刀库的自动换刀装置等，以减小换刀时间。 对于多工序的自动换刀加工中心机床，除了减小换刀时间之外，还大幅度地压缩多次装拆工件时间。 几乎所有的数控机床都具有快速运动机能，使空行程时间缩短。17第二节 数控机床主传动系统 一.数控机床主传动系统概述 二.主运动系统 三.主轴部件 四.典型的主轴部件 五.主轴的典型控制功能 其主要功用有： 传递动力，传递切削加工所需要的动力； 传递运动，传递切削加工所需要的运动； 运动控制，控制主运动运行速度的大小、方向和起停。1.对主运动系统的要求 （1）动力功率高 （2）调速范围宽 调速范围是指最高转速与最低转速之比 在主
19、运动系统中调速范围有恒扭矩、恒功率调速范围之分 在基本转速 nc 以下是 恒转矩调速 在基本转速 nc 以上是 恒功率调速 （3）控制功能的多样化 NC 车床车螺纹时要求有同步控制功能；18 加工中心为了能进行自动换刀需要主轴准停功能； NC 车床和 NC 磨床在进行端面加工时，为了保证端面加工的粗糙度要求，要求接触点处的线速度为恒值，需要恒线速切削功能； 还有些 NC 机床有 C 轴控制功能。 （4）性能要求高 电机抗过载能力强，要求有较长时间(130min)和较大倍数的抗过载能力； 在断续负载下，电机转速波动要小； 速度响应要快，升降速时间要短； 电机温升低，振动和噪音小； 可靠性高，寿命
20、长，维护容易； 体积小，重量轻，与机床联接容易。电主轴 机床对其主轴部件的主要要求有： 主轴的精度要高。精度包括运动精度(回转精度、轴向窜动)和安装刀具或夹持工件的夹具的定位精度(轴向、径向)。 部件的结构刚度和抗振性。19 运转温升不能太高以及较好的热稳定性。 部件的耐磨性和精度保持能力。 对数控机床除上述要求外，在机械结构方面还应有： 刀具的自动夹紧装置。 主轴的准停装置。 主轴孔的清理装置等。2.主轴部件的支承3.主轴轴承的配置 对主轴支承的基本要求是： 前后支承都应有承受径向载荷的轴承； 要有承受双向轴向载荷的推力轴承。 4.主轴滚动轴承的预紧 （1）轴承内圈移动 （2）修磨座圈或隔套
21、四.典型的主轴部件 1.刀具的定位机构 2.支承配置方式 3.刀具的松夹机构 4.主轴孔的自动清洁机构 刀具的定位机构是指刀具（刀柄）在主轴部件上实现周向定位、轴向定位和定心的机构五.主轴的典型控制功能20 1.主轴定向控制 2.C 轴控制功能和同步控制 3.恒线速切削控制功能 第三节 进给系统的机械传动结构 一.概述 对机械传动机构提出了较高的要求，主要有： 摩擦力小，尤其是动静摩擦系数之差要小，故广泛采用如滚动摩擦等摩擦力较小的传动件及导轨； 传动精度和刚度要高，要求消除传动间隙，并进行适当的预紧。以增加传动系统刚度； 运动惯量要小，尽可能减小运动部件质量，以提高响应速度。 二.齿轮传动
22、作用是： 改变运动方向、降速、增大扭矩、适应不同丝杆螺距和不同脉冲当量的配比等。 消除齿侧间隙 目前消除齿侧间隙普遍采用双片齿轮结构， 三.联轴节 四.滚珠丝杆螺母副 21 1.概述 滚珠丝杆螺母副的滚珠循环方式常用的有两种： 外循环：滚珠在循环过程中有时与丝杆脱离接触的称为外循环； 内循环：滚珠在循环过程中始终与丝杆保持接触的称内循环。 特点： 传动效率高达 85%98%，是普通滑动丝杆的24 倍， 摩擦阻力小: 静摩擦阻力及动静摩擦阻力差值小， 传动精度高，可消除传动间隙，实现无间隙传动； 由于效率高，无自锁能力，故对于垂直使用的情况，应增加自锁装置。 2.滚珠丝杆副的选用 （1）选用要点
23、 应该根据机床的精度要求来选用滚珠丝杆副的精度， 根据机床的载荷来选定丝杆的直径， 并且要验算丝杆扭转刚度、压曲刚度、临界转速与工作寿命等。22 （2）精度等级的选择 （3）结构尺寸的选择 滚珠丝杆副的结构尺寸主要有： 丝杆的名义直径 D0、螺距 t、长度 L、滚珠直径d0 等， 尤其是名义直径与刚度直接相关， 直径大、承载能力和刚度越大， 但直径大转动惯量也随之增加，使系统的灵敏度降低。 （4）验算 3.滚珠丝杆的支承结构 由于滚珠丝杆的轴向刚度对位移精度的影响很大，因此，如何从利用支撑结构来提高滚珠丝杆的轴向刚度是至关重要的。 4.滚珠丝杆的制动 5.滚珠丝杆螺母副的安装 （1）一般要求
24、（2）预紧 双螺母法 垫片法 齿差法23 （3）丝杆的预拉伸 为补偿热膨胀，可将丝杆预拉伸，预拉伸量应略大于热膨胀量，发热后热膨胀量抵消了部分预拉伸量，使丝杆的拉应力下降，长度却没有变化， 五.静压丝杆螺母副及静压蜗杆蜗条副 静压丝杆螺母的特点是： 摩擦系数很小，仅为 0.0005，比滚珠丝杆（0.00250.005）的摩擦损失还小，启动力矩很小，传动灵敏，避免了爬行； 油膜层可以吸振，提高了运动的平稳性，由于油液不断流动，有利于散热和减少热变形，提高了机床的加工精度和表面光洁度； 油膜层具有一定的刚度，大大减小了反向间隙，同时油膜层介于螺母与丝杆之间，对丝杆的误差有“均化”作用，即丝杆的传动
25、误差比丝杆本身的制造误差还小； 承载能力与供油压力成正比，与转速无关。 大型数控机床不宜采用丝杆传动，特长的丝杆制造困难，且容易弯曲下垂，影响传动精度； 同时轴向刚度与扭转刚度也难提高。 如加大丝杆直径，因转动惯量增加，伺服系统的动态特性不易保证，因此不能采用丝杆传动，而用静压蜗24杆蜗条副。第四节 导轨与回转工作台 导轨是进给伺服系统的重要环节之一，它对 数控机床的刚度、精度与精度保持性有着重要影响。 它的作用是导向、支承和承载。 对导轨的基本要求有： 一定的导向精度； 良好的摩擦特性，即摩擦系数小（较高的灵敏度） ，动静摩擦系数之差小（低速平稳性好） ； 阻尼特性好（高速时不振动） ； 足
26、够的刚度和强度； 良好的精度保持性。贴塑导轨： 四氟乙烯摩擦系数为 0.040.06，最高滑动速度可达30m/min，刚度高、静动摩擦系数差值小、无爬行。滚动导轨： 摩擦系数很小（0.00250.005） ，动、静摩擦系数相差很小，运动轻便灵活，所需功率小，精度好，无爬行。静压导轨 静压导轨的滑动面之间开有油腔，将压力油通过节流25器输入油腔，形成压力油膜，浮起运动部件，使导轨工作表面处于纯液体摩擦，不产生磨损，精度保持性好。 同时摩擦系数也极低（0.0005） ，使驱动功率大大降低； 其运动不受速度和负载限制，低速无爬行，承载能力大，刚度好； 油膜有吸振作用，抗震性好，导轨摩擦发热小， 但其
27、结构较复杂，要有供油系统，油的清洁度要求高。静压导轨按承载要求的不同，可分为开式和闭式两种。回转工作台 数控机床中常用的回转工作台有分度工作台和数控回转工作台。 分度工作台的功用只是将工件转位换面，和自动换刀装置配合使用，实现工件一次安装能完成几个面的多种工序，因此，大大提高了工作效率。 分度工作台的分度精度要求高（普通级10、精密级5、高精密级3） 。 数控回转工作台除了分度和转位的功能之外，还能实现数控圆周进给运动。实现工作台转位的机构都很难达到分度精度的要求，所以26要有专门的定位元件来保证。 齿盘定位的分度工作台，如 图 7-29 能达到很高的分度定位精度，一般为3，最高可达0.4。
28、能承受很大的外载，定位刚度高，精度保持性好。随着齿盘使用时间的延续，其定位精度还有不断提高的趋势。数控回转工作台可用来实现圆周进给运动。数控转台可分为开环和闭环两种 组合夹具分 槽系组合夹具传统组合夹具 孔系组合夹具新兴组合夹具第八章 数控机床的刀具及刀具交换系统 第一节 概述 一.数控机床对刀具的要求 1、适应高速切削要求 2、高的可靠性 3、较高的尺寸耐用度 4、高精度 5、其它要求27 二.数控机床刀具材料的性能 三.数控机床刀具材料的种类 1.高速钢 2.硬质合金 3.涂层刀具 4.陶瓷刀具 第二节 数控机床所用刀具 一.数控车床所用刀具 数控车床用工具系统主要由两部分组成： 一部分是
29、刀具， 另一部分是刀夹(夹刀器) 更完善的工具系统还包括自动换刀装置、刀库、刀具识别装置和刀具自动检测装置等。 二.数控镗铣床所用刀具 数控镗铣床和加工中心所用各种刀具都由以下几个部分组成： 与机床相适应的工具柄部、 与工具柄部相连接的工具装夹部分和 各种刃具1.工具柄部 工具柄部一般采用 7:24 工具圆锥柄，因为这种锥柄不自锁，换刀方便，并且与直柄相比有较高的定位28精度和较高的刚性。2.工具系统与工具柄部相连的工具装夹部分工具系统由于镗铣床及加工中心上要适应多种型式零件不同部位的加工，故工具装夹部分的结构、型式、尺寸也是多种多样的。我国的 TSG 系统固定了各式刀柄、刀杆、接长杆等工具代
30、号、结构、尺寸系列、连接形式及适用范围。 第三节 自动换刀系统 一.概述 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。 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。（一）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。29（二）机械手换刀双臂回转机械手（钩手和抱手） ，能同时抓取和装卸刀库和主轴（或中间搬运装置）上的刀具，动作简单，换刀时间短。钩手，抓刀运动为旋转运动
31、;抱手，抓刀运动为两个手指旋转；伸缩手和叉手，抓刀运动为直线运动 三.刀具的夹持 刀具必须装在标准的刀柄内，我国 TSG 刀具系统规定了刀柄标准，有直柄及 724 锥度的锥柄两类。 在换刀过程中，由于机械手抓住刀柄要作快速回转，拔、插刀具的动作，还要保证刀柄键槽的角度位置对准主轴上的驱动键。 因此，机械手的夹持部分要十分可靠，并保证有适当的夹紧力，其活动爪要有锁紧装置，以防止刀具在换刀过程中转动或脱落。 四.工作原理 第四节 刀库和刀具管理 一.刀库形式 1.盘式刀库 结构简单，应用较多，一般用于刀具容量较少的刀库。 30 2.链式刀库 结构简单，有较大的灵活性，刀库容量大 二.刀库设计 1.
32、合理确定刀库储存量 一般刀库的储存量以 1040 把较为适合， 4160 把刀具基本上能满足绝大多数零件的加工要求。少于 10 把和超过 60 把的很少。 2.尽量缩短选刀时间将选刀时间与加工时间重叠，根据所选刀具在刀库中的位置来决定刀库正转或反转，以缩短选刀时间。 3.刀库运动速度应适宜 4.要求刀库运行平稳 5.刀座在刀库中的排列 6.其他应注意的问题 三.自动换刀的选刀方式1.顺序选刀方式刀具按工序的先后，顺序插入刀库的刀座中，使用时按顺序转到取刀位置。2.任意选刀方式 根据程序指令的要求任意选择所需要的刀具，刀具在刀库中不必按照工件的加工顺序排列，可以任意存放。 任意选择法主要有四种编码方式：
