数控立式车床是现代制造业中用于加工盘、环、套类零件的重要设备。其自动化程度和加工效率，与刀具自动更换系统的性能紧密相关。自动换刀装置的核心功能是将所需的刀具快速、准确地从刀库运送到主轴，并完成装夹。以下是数控立式车床几种常见的换刀方式。

一、 按换刀机构分类
转塔刀架换刀
工作原理：这是非常普遍的一种形式。刀架本身是一个可旋转的转塔，上面安装有多把刀具（常见的有8工位、12工位等）。当需要换刀时，主轴停止转动，转塔刀架在数控系统的控制下旋转，将指定的刀具位置对准主轴，然后进行定位和锁紧。
特点：结构相对紧凑，换刀过程直接，速度快。由于刀具直接安装在刀架上，刚性好。但受限于刀架尺寸，刀具数量和长度有一定限制。这种方式常见于中小型数控立式车床。
刀库与机械手结合换刀
工作原理：机床配备一个独立的刀库（如链式刀库、盘式刀库），可容纳数十把甚至上百把刀具。换刀时，由专用的机械手执行换刀动作。通常过程是：机械手同时抓住主轴上的当前刀具和刀库中的下一把刀具，然后进行刀具交换，将用过的刀放回刀库，并将新刀装入主轴。
特点：刀具存储容量大，能够适应复杂零件加工对多种刀具的需求。换刀动作由机械手完成，自动化程度高。这种形式多见于大型、重型或复合加工立式车床。

二、 按刀具交换形式分类
无机械手换刀
工作原理：这种模式下，刀库与主轴之间没有独立的机械手。换刀时，主轴本身会移动到刀库的特定位置，由主轴直接抓取或放下刀具。例如，刀库将目标刀具旋转到换刀位置，主轴下降并抓取刀具，完成换刀。
特点：结构相对简单，减少了机械手环节，可以降低制造成本。但换刀路径可能较长，对机床的控制精度要求高。
机械手换刀
工作原理：如上文所述，由专用机械手（常见的有双臂机械手、回转式单臂机械手等）负责在主轴上和刀库间进行刀具交换。这是目前应用非常广泛的一种高效换刀方式。
特点：换刀动作迅速、可靠，换刀时间短。刀库的布置可以更为灵活，不与主轴工作区域干涉。

三、 按刀库形式分类
圆盘式刀库
刀具在圆盘上呈放射状排列，结构紧凑，换刀路径较短。常用于刀具数量要求不非常多的场合。
链式刀库
刀具安装在一条环形链条上，容量可以做得很大，便于扩展。适用于大型机床和加工中心，需要管理大量刀具的柔性制造单元。

总结
数控立式车床的换刀方式主要由转塔刀架、刀库与机械手的组合构成。选择何种方式，通常与机床的规格、加工对象的复杂性以及生产节拍要求相关联。转塔刀架方式适用于批量大、刀具数量需求不多的零件加工；而刀库与机械手结合的方式，则更适合于多品种、小批量、工艺复杂的柔性加工。这些不同的换刀方式共同目标，是提升数控机床的自动化水平与综合加工效率。