数控系统高效加工主要由于其系统的先进性，例如自动换刀系统，就在一定程度上有效缩短了加工时间，对于提高加工效率有很大帮助。

一、刀库自动换刀原理

刀库包括刀套旋转机构及换刀机械手，刀库外形为圆盘形，内部装有一个分度盘。刀库的回转运动由带抱闸的三相异步电机作动力源。三相电源通过交流接触器提供给电动机，此时抱闸打开，刀库运转，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。

刀库换刀机械手的运动同样是由带抱闸的三相异步电机作动力源，通过齿轮传动机构，把电机产生的匀速旋转运动转化为机械手的规律性前进、停止以及旋转运动。齿轮传动装置配有微动开关组。该微动开关组用于控制机械手夹住刀具、机械手把刀具从主轴和刀套内取出、机械手处于原始位置等。

该刀库的旋转刀套及机械手的减速传动机构内都内置了一个扭矩限制器，以防止内部机械结构损坏。

二、刀库自动换刀具体实施

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。

刀库机械手的规律性运动是由通过三相异步电机和齿轮传动机构等来实现的，但是这些动作还需要通过电气系统来实现。刀库中刀套按照T代码的指令运转到换刀位置，然后进行刀具交换。在机床工作过程中刀具按着指令使机械手取刀或装刀。因此，要求电气系统须按照换刀过程的运动次序准确可靠地完成每一个动作。

电气动作顺序：

(1)启动选刀，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机停止，一个刀套准确停在换刀位置。

(3)控制刀套翻转(垂直)的电磷阀得电。

(4)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。

(5)机械手从原始位置启动，旋转90°到达机械手夹刀位置。

(6)机械手扣刀到位发出停止信号，把刀具从主轴和刀套中取出，机械手电机停止。

(7)扣刀确认及刀具松开给出到位信号。

(8)刀具夹放松完毕，启动机械手旋转180°，到达刀具更换位置。

(9)机械手电机停止信号使机械手电机停止。

(10)装刀确认及刀具夹紧给出到位信号。

(11)机械手电机启动，使机械手回到原始位置。

(12)机械手电机停止信号，使机械手电机停止。

(13)机械手原始位置开关发信号。

(14)控制刀套翻转(水平)的电磁气阀得电。

(15)套翻转处于水平位置的接近开关发信号(刀库换刀动作完成)。

刀库及机械手的动作可以由NC来控制，也可以由PLC来控制，需要根据刀库的实际加工情况而定。