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1．加工机床刀具库与工作主轴之间的刀具交换 FMS中的所有加工中心都备有自动换刀装置（ATC），用于将机床刀库中的刀具更换到机床主轴上，并取出使用过的刀具放回到机床刀库。机械手是一种常见的自动换刀装置，因为它灵活性大、换刀时间短。换刀机械手一般具有一个或两个刀具夹持器，因而又可称为单臂式机械手和双臂式机械手，图6-35所示的为双臂式机械手。 　　　　　　 图6-35机械手 a) 钩手 c) 伸缩手 d)叉手 b) 抱手 目前常用的加工中心机床自动换刀的方式有如下几种： （1）顺序选择方式　 这种方式是将所需使用的刀具按加工顺序依次放入刀库的每个刀座内。每次换刀时，刀具按顺序转动一个刀座的位置取出所需的刀具，并将已使用过的刀具放回原来的刀位。 （2）刀座编码方式　 刀座编码方式是对刀库的刀座进行编码，并将与刀座编码相对应的刀具一一放入指定的刀座内，然后根据刀座编码选取刀具。刀座编码方式分为永久性和临时性（图6-36示）。 永久性 临时性 图6-36刀座编码方式 （3）刀具编码方式　 这种方式采用特殊结构的刀柄对每把刀具进行编码。对于特殊刀柄结构编码方式分为接触式和非接触式（图6-37示）。 接触式 非接触式 图6-37 特殊刀柄结构编码方式 2．刀具装卸站、中央刀库以及各加工机床之间的刀具交换 在FMS的刀具装卸站、中央刀库以及各加工机床之间进行远距离的刀具交换，必须有刀具运载工具的支持。 3．运载工具（如AGV）上的刀架与机床刀库之间的刀具交换 有些柔性制造系统是通过AGV将待交换的刀具输送到各台加工机床，在AGV上放置一个装载刀架，该刀架可容纳5~20把刀具，由AGV将这刀架运送到机床旁边。 　 在如今的FMS中，将刀具由AGV装载刀架自动装入机床刀库的方法通常有以下几类： （1）采用过渡装置 利用机床主轴作为过渡装置，把刀具由AGV装载刀架自动装入机床刀库。 （2）采用专门的刀具取放装置 　　AGV把装载刀架运送到机床尾部，在那里通过刀具取放装置将刀架上的刀具逐个装入机床刀库内，并把旧刀具送回装载刀架。这种方法的优点在于可在机床工作时进行交换刀具，其不足之处是增加了设备费用。 （3）AGV-ROBOT换刀方式 　 在AGV上装有专用换刀机器手，当AGV到达换刀位置时，由机器手进行刀具交换操作。其原理如图6-40所示。 图6-40 AGV-ROBOT换刀方式 1－AGV；2－装载刀架；3－机器人；4－机床刀库 （4）更换刀库以实现刀具的交换 　 将机床刀库作为交换对象进行刀具交换，日本YAMAZAKI公司的FMS即采用这一方案。机床上的刀库可以拆卸，另一个备用刀库放在机床旁边的滑台上，交换时机床上的刀库滑到AGV上，滑台上的刀库装入机床。这种可交换式刀库的容量较小，大约有25把刀左右。这是一种新型刀具交换方法，很有发展前途。 6.4.3 刀具的监控与信息管理 　 FMS工作时，刀具始终处于动态的变化过程。由于FMS中所使用的刀具品种多、数量大、规格型号不一，涉及的信息量较大，刀具的实际工作状态对加工质量、切削效率、制造系统正常运行有直接影响，因此，刀具的监控与信息管理就显得十分复杂和必要。 1.刀具监控 刀具监控主要是为了及时地了解每时每刻所使用的刀具因磨损、破损而发生的性质的变化。 2.刀具的信息管理 FMS中的刀具信息可以分为动态信息和静态信息两个部分。所谓动态信息是指在使用过程中不断变化的一些刀具参数，如刀具寿命、工作直径、工作长度以及参与切削加工的其它几何参数。而静态信息是一些加工过程中固定不变的信息，如刀具的编码、类型、属性、几何形状以及一些结构参数等。刀具数据的组织和数据流如图6-41所示。 　　　　　 图6-41 刀具数据的组织和信息流 　 为便于刀具信息的输入、检索、修改和输出控制，FMS以数据库形式对刀具信息进行集中的管理，其数据库模式通常采用四层次式结构，如图所示6-42。 图6-42 FMS的刀具数据库层次结构 6.5 FMS的控制系统 6.5.1 对FMS控制系统结构的要求 6.5.2 控制系统的体系结构 6.5.3 控制系统的任务 6.5.1 对FMS控制系统结构的要求 作为柔性制造系统(Flexible Manufacture System