型材加工中心的自動刀具更換系統由刀庫和自動刀具更換裝置組成。自動刀具更換系統有兩個優點：一是主軸箱內只保留一個主軸，有利于簡化主軸結構，提高主軸剛度；二是存放大量不同類型和功能的刀具，便于完成各種復雜多步的加工程序。因此，自動刀具更換系統是區分數控機床和數控加工中心的重要標志。

型材加工中心自動換刀系統中的自動換刀裝置主要分為三種類型：直接換刀、機械手換刀和轉塔頭。我們一一介紹

直接換刀

所謂直接換刀，是指換刀過程由刀庫與主軸箱配合完成，顧名思義，這是直接的換刀方式。

根據換刀過程中刀庫是否有位移，直接換刀可分為刀庫位移和刀庫固定兩種方式。在刀庫位移方式中，刀庫可以移動。換刀前，刀庫進入換刀工作區，換刀后退出該區域。由于刀庫運動較多，布局精致，靈活性和適應性差。

在刀庫的固定模式下，刀主要通過主軸箱的移動進行選擇。刀庫可以保持靜止，也可以只旋轉位置。前者只能有序選擇刀具，適用于刀具數量較少的數控加工中心，后者可以實現轉位選擇刀具。這種刀具選擇減少了刀庫的移動，可以大大簡化刀庫的設計結構，控制刀具更換過程簡單可靠。

機械手換刀

所謂機械手換刀方式，是指機械手在換刀時操作，負責在刀庫和主軸之間傳輸刀具，將所需的刀具推到主軸上，然后將更換的刀具送回刀庫。雖然這種換刀方式不像以前那么直接，但它避免了刀庫和主軸移動換刀，而是由機械手取代。這降低了機械元件的運動范圍，更快地完成換刀，設計布局更靈活，因此廣泛應用于大多數型材加工中心。

如果每個刀具都用自己獨立的機械手切換，則稱為專用換刀機械手；相反，更多的刀具使用公共機械手切換，稱為公共換刀機械手方式。后者有三種類型：換刀機械手、雙手換刀機械手和刀具傳輸機械手。

轉塔頭方式

轉動塔頭的方法是通過磚塔的旋轉將所需的刀具移動到相應的位置。一般是順序換刀，結構緊湊，換刀時間短，一般用于加工曲軸等細工件，需要完成多個工序。

塔式自動換刀裝置分為塔式刀架換刀和磚塔主軸頭換刀兩種方式。塔式刀架的換刀方式是在塔式主軸上安裝環式刀架。不同的工具依次排列在刀架上。通過塔頭的旋轉，可以實現自動換刀動作。刀具的位置取決于刀架的旋轉分度。這是簡單的自動換刀裝置，具有良好的結構剛度，能承受粗加工的切削強度。該裝置對刀架旋轉的定位精度要求較高。如果旋轉定位精度有誤差，刀具不能送到準確位置。

轉塔主軸頭的換刀方式也需要配備轉塔，但轉塔主軸不是刀架，而是章魚觸手分布在多個不同方向的主軸頭上。每個主軸頭都提前安裝了每個過程中需要使用的工具。在工作中，通過旋轉塔，每個主軸頭按照程序指令旋轉到加工位置，實現自動換刀動作。這種換刀方式，由于主軸集中在轉塔上，對轉塔主軸的剛度要求較高，工具主軸的數量也有限。轉塔主軸頭的換刀方式主要用于型材加工中心。

由于型材加工中心配備了刀庫和自動更換系統，可以實現經銷商一次完成多道工序，減少專用夾具數量，縮短生產準備時間，減少多次安裝造成的定位誤差，提高加工進度，實現高效加工。因此，自動換刀系統的性能直接影響型材加工中心的加工效率和效果。