加工中心是由機械設備與數(shù)控系統(tǒng)組成的適用于加工復雜零件的高效率自動化機床。它的綜合加工能力較強，工件一次裝夾后能完成較多的加工內容，加工精度較高，就中等加工難度的批量工件，其效率是普通設備的5～10倍，特別是它能完成許多普通設備不能完成的加工，對形狀較復雜，精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產(chǎn)更為適用。
 

　　加工中心設置有刀庫，刀庫中存放著不同數(shù)量的各種刀具或檢具，在加工過程中由程序自動選用和更換。這是它與數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床的主要區(qū)別。特別是對于必需采用工裝和專機設備來保證產(chǎn)品質量和效率的工件。這會為新產(chǎn)品的研制和改型換代節(jié)省大量的時間和費用，從而使企業(yè)具有較強的競爭能力。
 

　　加工中心自動換刀裝置主要分為直接換刀方式、機械手換刀方式和轉塔頭方式三種類型：
 

　　(1)直接換刀方式
 

　　直接換刀方式就是指換刀過程由刀庫和主軸箱配合完成，這是最直接的換刀方式。
 

　　按照換刀過程中刀庫是否發(fā)生位移來區(qū)分，直接換刀方式又可以分為刀庫移位方式和刀庫固定方式兩種。刀庫移位方式中，刀庫是可以移動的，在換刀前，刀庫進入換刀工作區(qū)，換刀后在退出該區(qū)域。這種換刀方式由于刀庫發(fā)生的運動較多，布局比較講究，靈活性和適應性較差。
 

　　刀庫固定方式中，主要通過主軸箱的移動進行選刀。刀庫可以是保持靜止的，也可以只進行位置旋轉。前者只能進行順序選刀，適用于刀具數(shù)量較少的加工中心，而后者可以實現(xiàn)轉位選刀。這種選刀方式減少了刀庫的移動，可以大大簡化刀庫的設計結構，對換刀過程的控制也簡單可靠。
 

　　(2)機械手換刀方式
 

　　機械手換刀方式就是指在換刀時，由機械手進行操作，負責在刀庫和主軸之間傳遞刀具，將需要使用的刀具推送到主軸上，再將替換下來的刀具送回到刀庫內。這種換刀方式雖不如前一種來得直接，但避免了刀庫和主軸為換刀進行移動，而是由機械手代替。這樣就使機械元件運動幅度減小，完成換刀的速度更快，設計布局也更加靈活，因此廣泛應用于大多數(shù)加工中心。
 

　　如果每把刀具使用各自獨立的機械手進行切換，稱為專用換刀機械手方式；相反，多把刀具使用公用的機械手進行切換，稱為公用換刀機械手方式。后者又有轉位式換刀機械手、雙手式換刀機械手和刀具傳送用的機械手三種類型。
 

　　(3)轉塔頭方式
 

　　轉塔頭方式是通過磚塔的旋轉，使需要的刀具移動到相應位置的換刀方式。它一般為順序換刀，優(yōu)點是結構緊湊，換刀時間極短，一般較多應用于加工曲軸類等細長類工件且需要完成多道工序的零件。
 

　　轉塔頭方式的自動換刀裝置又分為轉塔刀架換刀和磚塔主軸頭換刀兩種方式。轉塔刀架換刀方式是在轉塔主軸上安裝環(huán)裝刀架，不同刀具依次排列在刀架上，通過轉塔頭的旋轉，實現(xiàn)自動換刀動作，刀具的位置，依靠刀架的旋轉分度來定位。這是一種非常簡單的自動換刀裝置，結構上具有良好的剛度，可以承受粗加工的切削力度。這種裝置對刀架旋轉的定位精度有較高的要求，如果旋轉定位精度有誤差，就無法將刀具送到準確的位置。
 

　　轉塔主軸頭換刀方式也需要配備轉塔，但轉塔主軸上連接的不是刀架，而是多個不同方位，成章魚觸手狀分布的分主軸頭，每個主軸頭上事先安裝有各個工序需要使用的刀具。工作中，通過旋轉轉塔，各主軸頭按照程序指令，依次轉動到加工位置，從而實現(xiàn)自動換刀動作。這種換刀方式，由于各分主軸都集中在一個轉塔上，對轉塔主軸的剛度有較高的要求，刀具主軸的數(shù)量也有所限制。轉塔主軸頭換刀方式主要應用在小型立式加工中心。