1.结构特点
电动刀架具有结构简单、控制容易、价格低廉等特点，它是图8.1-1所示的平床身国产普及型数控车床使用最为广泛、最简单的车床自动换刀装置。
电动刀架一般由专业厂家生产，产品有立式、卧式两种结构形式，可安装的刀具数量一般为4～6把，并以图8.1-1b所示的立式4刀位电动刀架为常用。
图8.1-1 普及型数控车床与刀架
电动刀架的结构简单、控制容易、配套方便、价格低廉，但可安装的刀具数量少，且只能装夹方柄车刀，此外，刀架的定位精度较低，刀架只能进行单向回转选刀，换刀时间较长，因此，通常不用于全功能型数控车床。
虽然，国内生产电动刀架的厂家较多，但其内部结构与原理基本一致。刀架由底座、刀架体、驱动电动机、蜗轮蜗杆、螺纹升降机构、端面齿牙盘和刀位检测装置等部件组成，车刀通过刀架体上部的固定螺钉夹紧于刀架体上，刀架定位利用端面齿牙盘实现。电动机正转时，刀架体可在蜗轮蜗杆的带动下，通过螺纹升降机构抬起、端面齿牙盘脱开，并回转换刀。电动机反转时，刀架体的螺纹升降机构将带动刀架进行粗定位并落下，端面齿牙盘啮合、刀架夹紧。刀架的刀位检测一般使用霍尔元件，每一刀位都有独立的检测信号。
有关电动刀架的内部结构和原理可参见本书作者编写的《现代数控机床设计典例》（机械工业出版社出版）。
2.换刀过程
电动刀架的换刀一般直接通过CNC的辅助功能指令T进行控制，其换刀动作如下。
1）刀架抬起。当CNC执行换刀指令T时，如现行刀位与T指令要求的位置不符，PLC应输出刀架正转信号，控制刀架电动机起动并正转，使刀架体向上抬起，脱开端面齿牙盘，松开刀架。
2）刀架转位。当刀架体抬到一定位置、端面齿牙盘被完全脱开后，刀架上的转位销将插入螺纹升降机构中，使刀架体和螺纹升降机构啮合，电动机的转动将带动刀架体转位，进行刀具交换。
3）刀架定位。刀架体转动时，将带动刀位检测的霍尔元件发信磁体转动，当发信磁体转到指定刀位时，PLC应撤销刀架正转信号，输出刀架反转信号，使刀架电动机反转。电动机反转时，刀架体将粗定位并落下。由于电动刀架的回转存在惯性，到位检测信号的发信范围较窄，因此，刀架从回转到位、正转停止到反转锁紧的过程中，刀位检测信号的状态一般存在1→0→1间断变化。(www.xing528.com)
4）刀架锁紧。随着电动机反转的继续，刀架体的端面齿牙盘将与底座啮合并锁紧，电动机被堵转停止，PLC经过一定的延时后，撤销刀架反转信号，结束换刀动作。
3.PLC程序设计要求
车削类数控机床的自动换刀可直接通过CNC加工程序中的T代码指令起动，因此，数控车床加工程序中的辅助功能代码T兼有指定刀号、起动换刀、指定刀具补偿号等多方面的作用，这一点与加工中心有所不同。
根据电动刀架的结构特点和802S/C/D的辅助机能指令T的执行要求，可得到配套4刀位电动刀架的普及型数控车床的自动换刀PLC程序设计要求如图8.1-2所示。
在802S/C/D上，根据子程序库和模板程序的要求，用于数控车床电动刀架控制的主要信号以及它们在PLC程序中的编程地址、作用与功能如表8.1-1所示。
图8.1-2 电动刀架的PLC程序设计要求
表8.1-1 电动刀架控制信号一览表
（续）
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