接到换刀指令，换刀机构从“等待”位置开始运动，夹紧主轴上的刀具并将其取下，转至刀具库，并将刀具放回刀具库；从刀具库中取出欲换上的刀具，转向主轴，并将刀具装人主轴；然后返回“等待”位置，换刀完成。
这种装置的主要优点是刀具库位于机床一侧或后方，能最大限度地保护刀具。其缺点是刀具的传递次数及运动较多。这种装置在立式加工中心中的应用已逐渐被 1800 回转式和主轴直接式换刀装置所取代。
1） 主轴直接式换刀装置
主轴直接式换刀装置不同于其他形式的换刀装置。这种装置中，要么刀具库直接移到主轴位置，要么主轴直接移至刀具库。
图2一15为主轴直接式换刀装置在卧式加工中心中的应用。换刀时，主轴移动到换刀位置，圆盘式刀具库转至所需刀槽的位置，将刀具从“等待”位置移出至换刀位置，并与装在主轴内的刀夹配合；拉杆从刀夹中退出，刀具库前移，卸下刀具；然后刀具库转到所需刀具对准主轴的位置，向后运动，将刀具插入主轴并固紧；最后，刀具库离开主轴向上移动，回到“等待”位置，换刀完成。
对于立式加工中心，小型的一般是刀库移动实现换刀；一些大型床，换刀过程与上述有所不同，由于大型机床的刀具库太大，移动不方便，所以是主轴移动实现卸、装刀具，或使用机械手实现换刀。图2一16所示为机械手臂和手爪的结构，图217为机械手换刀的工作过程。
三、位置检测装置
⑴ 光栅
光栅的结构 光栅测量装置包括光标尺和光电读数装置两部分。光标尺是一条上面刻有一系列平行等间距密集刻线的透明玻璃片，或是带有全反射等间距密集刻线的长条形金属镜面。前者称为透射式光栅，后者称为反射式光栅。在数控系统中用得比较多的是透射式光栅。常用透射光栅的光标尺的刻线密度有25条/mm，50条/mm，100条/mm和250条/mm
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