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自动换刀装置(Automatic Tool Changer)简称ATC , 作为加工中心的重要组成部分, 可以有效地减少加工过程中的非切削时间。自动换刀装置可以提高数控机床的换刀速度、降低生产中的时间成本,提升数控机床的效率。
近年来自动换刀装置已不仅仅是为数控加工机床提供配套服务，自动换刀装置发展出能提高机床精度、效能和可靠度的产品，有些刀库甚至能多任务复合运行，满足市场对数控机床日益复杂的要求。随着自动换刀装置的发展，功能不断真多，性能不断提高，令数控加工机床的生产效率和精度得到不断提高。
1.2加工中心的发展概况
1.2.1加工中心的发展简史
1952年世界上第一台数控机床出现后，数控设备深深影响着我们的生产。其中可以满足多品种、中小批量生产的机械加工设备在柔性、自动化和效率上得到了巨大的提升。现代的数控加工系统用数字控制系统（Numerical Control System）通过数控加工程序进行控制。数控机床加工有着大批量生产采用的组合机床生产线和特殊的专用机床所没有的柔性，能很快适应各种复杂零件，能进行多品种加工。数控系统能对机床的工艺功能、几何图形运动轨迹和辅助功进行全自动的控制与监管。可以提高机器和生产线的自动化水平来提高加工效率。
过去在机床行业中，工件的中小批量生产中，70%到80%是由普通机床完成的。由于数控机床能实现多坐标联动，加工过程中非加工时间短，生产周期快，加工复杂零件的效率和精度与加工范围比用手工和样板控制加工要高很多。数控设备的普及率大大超过过去。
日本富士通在1956年成功研制出数控转塔式冲床，美国IBM公司同期也研制出带有刀具程序控制装置（APT）的数控机床；1958年美国K&T公司开发出了世界第一台加数控工中心，可以独立加工多种不同的工序，能按已经编好的数控穿孔带指令更换刀具；FMS(柔性制造系统)也于1967年问世；1978年之后，带有刀库及ATC（Automatic Tool Changer自动换刀装置）的加工中心迅速发展，数控机床行业步入了发展的黄金时代。
目前大家说说的加工中心指的是：1、增加了自动换刀装置的数控镗床或数控铣床，在数控系统的帮助下能在一个工位中自动完成铣削、钻孔、镗孔、铰孔、攻丝等多个工序的机床。2、可以在一次装卡中，自动加工多个面和多个角度位置的多工序加工的机床。3、在工作位置的工作台上进行自动装载和卸载时，可交换工作台，对另外已经装夹好的工件进行加工，不影响加工的进行。由上述可知，数控加工中心的加工的柔性、自动化程度和加工效率上，比一般数控机床提高了很多。
1978年以后，带有刀库及ATC（Automatic Tool Changer自动换刀装置）的加工中心迅速发展。1983年国际标准化组织制定了数控刀具锥柄的国际标准，自动换刀系统便形成了统一的结构模式。[1-3]
1.2.2 刀库概述
刀库一般用于储存各种加工刀具，能根据指令选定刀具，并快速送到指定换刀位置，供自动换刀装置对刀具进行交换。目前国内外常见刀库主[4]要有：①转塔式刀库（如图 1-1 所示），利用刀架转塔的旋转来更换主轴头以实现自动换刀，省去了自动松夹、卸刀、装刀、夹紧以及刀具搬运等一系列复杂的操作，减少了换刀时间；但是主轴部件的刚性差，由于结构复杂，刀具装载量少。②斗笠式刀库（如图 1-2 所示），一般能存放16到24把刀具，在换刀时，刀库向主轴移动完成换刀动作。③圆盘式刀库（如图 1-3 所示），刀库容量一般为二、三十把刀，需搭配自动换刀装置进行刀具交换。④链式刀库（如图 1-4 所示），将刀具装在刀库链条上，由链条将要换的刀具送到换刀位置，再对主轴上的刀具进行更换。链式刀库可以容装大量刀具、运行速度快，但机械刚性差、传动间隙大、刀具定位精度差。⑤直线式刀库和组合刀库，直线式刀库刀具单行直线排列，刀具装载量小，多用于数控车床和数控钻床上[4]。组合刀库常由转塔式刀库、盘式刀库、链式刀库组成，能度快换刀。还有一些密集型刀库，如鼓轮式刀库、弹匣式刀库和格子式刀库等[4]。
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