目前國內在普通車床的微機數控改造中使用的轉位刀架就其整體結構而言都是機電分離式的，由轉位刀架與控制線路兩部分組成，體積龐大，安裝麻煩，使用不便。數控機床精度JD-1型機電一體化自動轉位刀架在機械結構及電氣控制線路的設計中盡量采用先進的元件與技術，使機一電結構融為一體。自動轉位刀架為了更好的承受加工時的切削抗力，在結構上必須要求有良好的剛性和強度。自動轉位刀架還要選擇可靠的定位方案和合理的定位結構以保證轉位具有高的重復定位精度。自動轉位刀架的自動換刀由控制系統和驅動電路來實現的。自動回轉刀架在機床加工中應用廣泛，數控機床操作按工作原理可分：

凸臺棘瓜式刀架、電磁式刀架、螺母升降轉位刀架、槽輪原理轉位及縮緊刀架、液壓擺動油缸控制轉位刀架、蝸輪蝸桿式轉位及反靠緊縮刀架。電動刀架有四工位，六工位或多工位，由電動機、機械換刀機構、發訊盤等組成，當系統發出換刀信號，刀架電機正轉，通過減速機構和升降機構將上刀體上升至一定位置，離合盤起作用，帶動上刀體旋轉到所選擇刀位，發訊盤發出刀位到位信號，刀架電機反轉，完成初定位后上刀體下降，齒牙盤嚙合，完成定位，并通過升降機構鎖緊刀架。

數控機床設計以JD-1為例，JD-1型自動轉位刀架的結構與下圖所示，所有的零件都固定在底坐上，其特點是零件少，結構簡單，操縱方便。刀架換刀的轉位控制信號可由加工程序給出，也可由手動轉位控制鍵給出。

當有轉位控制信號時，電機3啟動并正轉，經蝸桿4代動蝸輪軸5轉動，這時因方刀臺13被上下端齒盤10和11定位，所以蝸輪軸5上部的螺紋代動方刀臺13上升，當方刀臺13與軸與上端的銷軸14靠緊時，上下端齒盤10與11脫離嚙合，使方刀臺13隨蝸輪軸一齊轉動，方刀臺每轉過90度時磁鋼8（共四個在園周上均勻分布）使霍爾電路9產生感應信號，對此信號計數，便可實現刀位判別，方刀臺回轉到位時，電機開始轉并代動方刀臺13反轉，當鋼球12嵌入槽中時，方刀臺被粗定位、并由反轉改變為下降、Z終由端齒盤10和11嚙合實現精定位。此時電機3仍繼絳反轉，由于方刀臺13被定位，使蝸輪軸5被定位，因而蝸桿4開始在軸上向左滑移，并壓緊彈簧，左移一定距離時，方刀臺13被夾緊，霍爾電路1發出信號，電機3停止轉動，自動換刀結束。