立式加工中心機(jī)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)由兩部分組成：刀庫和自動(dòng)換刀裝置。擁有自動(dòng)換刀系統(tǒng)有兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：一個(gè)是在主軸箱中只保留一個(gè)主軸，這有利于簡化主軸的結(jié)構(gòu)并提高主軸的剛度。另一個(gè)是可以在庫中存儲(chǔ)大量具有不同類型和功能的工具，這對于完成各種復(fù)雜的多步驟處理過程非常方便。因此，是否具有自動(dòng)換刀系統(tǒng)是區(qū)分CNC機(jī)床和加工中心機(jī)的重要標(biāo)志。
 

　　自動(dòng)換刀系統(tǒng)中的自動(dòng)換刀裝置主要分為三種：直接換刀法，機(jī)械手換刀法和轉(zhuǎn)塔頭法：
 

　　(1)直接換刀方式：
 

　　直接換刀意味著通過刀庫和主軸箱的配合完成換刀過程。這是最直接的換刀方法。
 

　　根據(jù)換刀過程中刀庫是否移位，直接換刀方法可分為刀庫移位模式和刀庫固定模式。在磁帶盒移位模式下，可以移動(dòng)磁帶盒。在換刀之前，刀庫進(jìn)入換刀工作區(qū)，在換刀后退出該區(qū)域。由于刀庫的移動(dòng)較多，這種換刀方法的布局更加特殊，靈活性和適應(yīng)性較差。
 

　　在刀庫固定模式下，主要通過主軸箱的移動(dòng)來選擇刀具。刀庫可以保持靜止或只能旋轉(zhuǎn)到位。前者只能執(zhí)行順序的刀具選擇，適用于少量刀具的加工中心，而后者可以通過分度來實(shí)現(xiàn)刀具選擇。這種刀具選擇方法減少了刀庫的運(yùn)動(dòng)，可以大大簡化刀庫的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，并且換刀過程的控制簡單可靠。
 

　　(2)機(jī)械手工具更換方法：
 

　　機(jī)器人工具更換模式意味著，當(dāng)更換工具時(shí)，機(jī)器人負(fù)責(zé)在工具庫和主軸之間轉(zhuǎn)移工具，將所需的工具推入主軸，然后將替換后的工具發(fā)送回工具庫。盡管這種換刀方法不像以前那樣簡單，但是它避免了換刀過程中刀庫和主軸的移動(dòng)，并由機(jī)器人代替。這樣，減少了機(jī)械零件的移動(dòng)范圍，更快地完成了換刀，并且設(shè)計(jì)布局更加靈活，因此已在大多數(shù)CNC加工中心中廣泛使用。
 

　　如果每個(gè)工具都由其自己獨(dú)立的操縱器進(jìn)行切換，則稱為專用換刀操縱器模式;相反，如果使用通用機(jī)械手來切換多個(gè)工具，則稱為通用工具更換機(jī)械手模式。后者具有三種類型：可轉(zhuǎn)位換刀機(jī)械手，雙手換刀機(jī)械手和換刀機(jī)械手。
 

　　(3)轉(zhuǎn)塔頭法：
 

　　轉(zhuǎn)塔頭模式是一種工具更換模式，其中所需的工具通過磚塔的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)到相應(yīng)的位置。通常這是一個(gè)順序的換刀，具有結(jié)構(gòu)緊湊和換刀時(shí)間極短的優(yōu)點(diǎn)。通常用于加工曲軸和其他需要多個(gè)過程的細(xì)長工件。
 

　　刀塔模式的自動(dòng)換刀器分為兩種模式：刀塔刀架換刀和磚塔主軸頭刀換。轉(zhuǎn)塔刀架的換刀方法是在轉(zhuǎn)塔主軸上安裝環(huán)形刀架。在刀架上依次排列不同的刀具。通過轉(zhuǎn)塔頭的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)換刀動(dòng)作。工具的位置取決于刀架的旋轉(zhuǎn)。查找索引。這是自動(dòng)換刀器中簡單的類型。它具有良好的結(jié)構(gòu)剛度，可以承受粗加工的切削力。該裝置對刀架旋轉(zhuǎn)的定位精度有更高的要求。如果旋轉(zhuǎn)的定位精度不正確，則無法將刀具發(fā)送到準(zhǔn)確位置。
 

　　刀塔主軸頭換刀方法也需要配備刀塔，但是刀塔主軸未連接到刀架。而是，許多副主軸頭在章魚觸角中沿不同方向分布。每個(gè)主軸頭均已預(yù)裝。該過程所需的工具。工作期間，通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)塔，每個(gè)主軸頭根據(jù)程序指令依次旋轉(zhuǎn)到加工位置，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀。