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。