加工中心是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的適用于加工復(fù)雜零件的高效率自動(dòng)化機(jī)床。它的綜合加工能力較強(qiáng)，工件一次裝夾后能完成較多的加工內(nèi)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(shè)備的5～10倍，特別是它能完成許多普通設(shè)備不能完成的加工，對(duì)形狀較復(fù)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(shè)置有刀庫(kù)，刀庫(kù)中存放著不同數(shù)量的各種刀具或檢具，在加工過(guò)程中由程序自動(dòng)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(duì)于必需采用工裝和專機(jī)設(shè)備來(lái)保證產(chǎn)品質(zhì)量和效率的工件。這會(huì)為新產(chǎn)品的研制和改型換代節(jié)省大量的時(shí)間和費(fèi)用，從而使企業(yè)具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。
 

　　加工中心自動(dòng)換刀裝置主要分為直接換刀方式、機(jī)械手換刀方式和轉(zhuǎn)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(guò)程由刀庫(kù)和主軸箱配合完成，這是最直接的換刀方式。
 

　　按照換刀過(guò)程中刀庫(kù)是否發(fā)生位移來(lái)區(qū)分，直接換刀方式又可以分為刀庫(kù)移位方式和刀庫(kù)固定方式兩種。刀庫(kù)移位方式中，刀庫(kù)是可以移動(dòng)的，在換刀前，刀庫(kù)進(jìn)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(kù)發(fā)生的運(yùn)動(dòng)較多，布局比較講究，靈活性和適應(yīng)性較差。
 

　　刀庫(kù)固定方式中，主要通過(guò)主軸箱的移動(dòng)進(jìn)行選刀。刀庫(kù)可以是保持靜止的，也可以只進(jìn)行位置旋轉(zhuǎn)。前者只能進(jìn)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(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位選刀。這種選刀方式減少了刀庫(kù)的移動(dòng)，可以大大簡(jiǎn)化刀庫(kù)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，對(duì)換刀過(guò)程的控制也簡(jiǎn)單可靠。
 

　　(2)機(jī)械手換刀方式
 

　　機(jī)械手換刀方式就是指在換刀時(shí)，由機(jī)械手進(jìn)行操作，負(fù)責(zé)在刀庫(kù)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(lái)的刀具送回到刀庫(kù)內(nèi)。這種換刀方式雖不如前一種來(lái)得直接，但避免了刀庫(kù)和主軸為換刀進(jìn)行移動(dòng)，而是由機(jī)械手代替。這樣就使機(jī)械元件運(yùn)動(dòng)幅度減小，完成換刀的速度更快，設(shè)計(jì)布局也更加靈活，因此廣泛應(yīng)用于大多數(shù)加工中心。
 

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

　　(3)轉(zhuǎn)塔頭方式
 

　　轉(zhuǎn)塔頭方式是通過(guò)磚塔的旋轉(zhuǎn)，使需要的刀具移動(dòng)到相應(yīng)位置的換刀方式。它一般為順序換刀，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，換刀時(shí)間極短，一般較多應(yīng)用于加工曲軸類等細(xì)長(zhǎng)類工件且需要完成多道工序的零件。
 

　　轉(zhuǎn)塔頭方式的自動(dòng)換刀裝置又分為轉(zhuǎn)塔刀架換刀和磚塔主軸頭換刀兩種方式。轉(zhuǎn)塔刀架換刀方式是在轉(zhuǎn)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(guò)轉(zhuǎn)塔頭的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀動(dòng)作，刀具的位置，依靠刀架的旋轉(zhuǎn)分度來(lái)定位。這是一種非常簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝置，結(jié)構(gòu)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(duì)刀架旋轉(zhuǎn)的定位精度有較高的要求，如果旋轉(zhuǎn)定位精度有誤差，就無(wú)法將刀具送到準(zhǔn)確的位置。
 

　　轉(zhuǎn)塔主軸頭換刀方式也需要配備轉(zhuǎn)塔，但轉(zhuǎn)塔主軸上連接的不是刀架，而是多個(gè)不同方位，成章魚觸手狀分布的分主軸頭，每個(gè)主軸頭上事先安裝有各個(gè)工序需要使用的刀具。工作中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)塔，各主軸頭按照程序指令，依次轉(zhuǎn)動(dòng)到加工位置，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀動(dòng)作。這種換刀方式，由于各分主軸都集中在一個(gè)轉(zhuǎn)塔上，對(duì)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)塔主軸頭換刀方式主要應(yīng)用在小型立式加工中心。