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目前数控机床朝着高速度、高精度的方向发展。刀塔是数控车床的核心功能部件之一,它通过转塔头的旋转、分度、定位来实现数控机床的自动换刀,其结构性能直接影响机床整体运行的可靠性、稳定性和工作效率。刀塔定位精度的大小直接影响加工零件的质量,同时它也是衡量数控刀塔的一个重要性能指标,在以往的电动、液压刀塔中,定位是靠检测接近开关来完成的,这种定位方式具有精度低、易损坏等缺点,已不能适应数控机床对核心功能部件的要求。伺服刀塔采用伺服电机进行分度,与传统的液压和电动刀塔相比具有性能稳定、转位速度快、转位精度高、结构简单、维修方便等优点,符合目前数控机床朝着高速、高精度方向发展的趋势。本次课题以大连机床集团有限责任公司为依托,采用意大利巴拉法蒂公司生产的TB120伺服刀架作为控制对象,Fanuc0i数控系统内置的PMC为控制核心,采用DMS08-BF模块作为伺服驱动装置,进行了伺服刀塔系统的硬件和软件设计。首先,分析了各类型数控刀架的结构组成、换刀原理以及其它特点,确定了刀架的型号。其次,根据设计要求,对伺服电机及其驱动系统进行了相关研究,确定了伺服驱动模块的型号,设计了相关的硬件电路。最后,分析了可编程机床控制器(ProgrammableMachineController,PMC)的组成、类型及其工作原理后,进行了软件系统设计与开发,给出了相关信号的接口地址,绘制了刀塔换刀动作流程图,并编制了PMC控制程序。经过实验验证,该款伺服刀塔满足了数控机床对核心功能部件的要求,具有较高的工程应用价值。