CNC加工中心配备刀库是其与普通数控机床的区别，它能实现快速自动换刀，省去数控机床传统换动刀时每次都需要手动换刀及再次对刀过程，从而大大提高了零件加工的效率及质量。CNC加工中心刀库一般分为斗笠式刀库和凸轮式刀库，换刀方式相对应为固定换刀和随机换刀[1]。当前CNC加工中心斗笠式换刀过程还存在一些问题待改进，本文重点介绍电气控制优化设计思路和方法。

1 固定换刀动作过程
根据主轴有无刀、换刀和取刀功能状态，固定换刀动作过程可分为四种情况[2]。
种为指令取刀号为主轴上刀号，换刀动作不执行，换刀结束。
第二种为主轴无刀，指令直接取刀。执行换刀指令后，Z 轴执行机械回零，主轴定向，刀库前进右位，主轴松刀，刀库旋转到指令取刀号位，Z 轴下降到第二参考点，夹紧刀具，刀库回退左位，换刀结束。
第三种为主轴有刀，指令直接还刀。执行还刀指令后， Z 轴直接回到第二参考点， 主轴定向，刀库前进右位，主轴松刀，Z 轴回参考点，主轴紧刀，刀库回退左位，换刀结束。
第四种为主轴有刀，指令要取刀库上的刀。执行换刀指令后，Z 轴直接回到第二参考点，主轴定向，刀库旋转到主轴上刀号位，刀库前进右位，主轴松刀，Z 轴回参考点，刀库旋转到指令取刀号位， Z 轴回到第二参考点， 主轴紧刀，刀库回退左位，换刀结束。
2 换刀过程存在的问题
换刀过程由PMC 控制及刀库表记录数据，规范操作及运行情况下，整个斗笠式刀库换刀过程都能正常运行，但如果有人为操作失误或外界电源因素干扰，就可能出现换刀混乱故障[3]。例如缺乏主轴上有无刀的判别。如果不对主轴上是否有刀进行判别，此时主轴上已有刀，这时PMC 刀库表是记录了该刀号数据的，但如果人为取下该刀，会导致PMC 刀库表数据跟实际的对应不上，
PMC 还是会认为刀具在主轴上，这就会让整个换刀过程出现混乱[4]；但如果是取下主轴上刀后又手动换上其他刀具，会导致现在的刀具跟原来PMC 刀库表记录的数据对应不上，严重时可能出现主轴上刀柄跟刀库上刀柄相碰撞的严重事故，造成主轴、刀具、刀库和机械卡手损坏。