加工中心中的自動換刀係統由刀庫和自動換刀裝置兩部分組成。擁有自動換刀係統有（yǒu）兩大優勢：一是（shì）主軸箱內隻保留一個主軸，這樣有利於簡化主軸結構以及提高主軸剛度；二是（shì）到庫中可以存放數量眾多、種（zhǒng）類和功能各異的刀具，便於完成各種複（fù）雜、多步驟的加（jiā）工程序。因此，是否具有自動換刀係統是區（qū）別數控機床和加工中心的重要標誌。
自動換刀係統中的自動換刀裝置主要分為直接換刀方式、機械手換（huàn）刀方式和轉（zhuǎn）塔頭方式三種（zhǒng）類（lèi）型：
（1）機械手換刀方（fāng）式
機械手（shǒu）換刀方式就是指在換刀（dāo）時，由機械手進行操作，負責在刀庫和（hé）主軸之間傳遞刀具，將需要使用的刀具推送到主（zhǔ）軸上，再將替換下來的刀具（jù）送回到刀庫內。這種換刀方式雖不如前一種來（lái）得直接，但（dàn）避免了刀庫（kù）和主軸為換刀進行移動，而是由機械手（shǒu）代替。這樣就使機械元件運動幅度（dù）減小，完成換刀的速度更快，設計（jì）布（bù）局也（yě）更加靈活，因此廣泛應用於大多數數控加工中心。
如（rú）果（guǒ）每把刀具使用各自獨立的機械手進（jìn）行切換，稱為專用換（huàn）刀機械手方式（shì）；相反，多（duō）把刀具使用公用的（de）機械手進行切換，稱為公用換刀機械手方式。後（hòu）者又有轉（zhuǎn）位（wèi）式換刀（dāo）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（xíng）。
（2）直（zhí）接換刀（dāo）方式
直接換刀方式（shì）就是指換刀過程由刀（dāo）庫和（hé）主軸箱配合（hé）完成，這是最直接的換刀方式。
按照換刀過程中刀庫是否發生（shēng）位移來區分，直接換刀方式又可以分為刀庫移位方式和刀庫固定方式（shì）兩種。刀庫（kù）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，換刀後在退出該區域。這種換刀方式由於刀庫發生的運動較多，布局比（bǐ）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（de）移（yí）動進行選刀。刀庫可（kě）以是保持靜止的，也可以隻（zhī）進行位置旋轉。前者隻能進行順序選刀，適用於刀具數量較少的加工中心，而後者可以實現轉位選刀。這種選刀方（fāng）式減少了刀庫的移動，可以（yǐ）大大簡化刀庫的設計（jì）結構，對換刀過程的控製也簡單可靠。
（3）轉（zhuǎn）塔頭方式
轉塔頭方式是（shì）通過（guò）磚塔的旋轉，使需（xū）要的刀（dāo）具移動到相應（yīng）位置的換刀方（fāng）式。它一般為順序換刀（dāo），優點是結構緊湊，換刀時間極短，一般較多應用（yòng）於加（jiā）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（zì）動換刀裝置又分為（wéi）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（tǎ）主軸上安裝環裝（zhuāng）刀架，不同刀具依次排列在刀架上，通過轉塔頭的旋轉，實現自動換（huàn）刀動作（zuò），刀具的位置，依靠刀（dāo）架的旋轉分度來定位。這是一種最簡單（dān）的自動換刀（dāo）裝置，結（jié）構上具（jù）有（yǒu）良好的剛度，可以承受粗加工的切削力度（dù）。這種裝置對刀（dāo）架（jià）旋轉的定位精度有較高的要求（qiú），如果旋轉定（dìng）位精度有誤差，就無法將刀具送到準確（què）的（de）位置。
轉塔主軸頭換刀方式也需要配備轉（zhuǎn）塔（tǎ），但轉塔主軸上連接的不是（shì）刀架，而是多（duō）個不同（tóng）方位，成章魚觸手狀分布的分主軸頭，每個主軸頭上事先安（ān）裝有（yǒu）各個工序需要（yào）使用的刀具。工作中，通過旋轉轉塔，各主軸頭按照程序指令（lìng），依次轉動到（dào）加工位置，從而實現自動換刀動作。這（zhè）種換刀方式，由於各分主軸（zhóu）都集中在一個轉塔上，對（duì）轉塔主軸（zhóu）的剛度有較高的要求，刀具（jù）主軸的數量（liàng）也有所限製。轉塔主（zhǔ）軸頭換刀方式主要（yào）應用在小型立式加工中心。
