自動工具交換システムとは、部品工程間の連続加工における工具交換要件を実現する加工装置を指します。 自動工具交換システムは、工具マガジンと工具交換装置から構成されます。 その中でも最も広く使われている自動工具交換システムは、タレット工具交換システム、ディスクツールマガジンを用いた主軸直接工具交換システム、チェーンツールマガジンを用いた工具交換マニピュレータ工具交換システムの3種類に大別されます。 ツールマガジンは垂直または水平にすることができます。
マシニングセンタの工具交換システムは自動工具交換装置（ATC）とも呼ばれます。 通常はツールマガジンとマニピュレータから構成されており、マシニングセンタには欠かせない部品です。 マシニングセンタの工具交換システムは、工具交換方式に応じて 2 つのタイプに分けられます。1 つはマニピュレータを使用した工具交換システム、2 つはマニピュレータによる工具交換システムです。 もう 1 つはマニピュレータを使用しない工具交換システムです。
（この記事は『マシニングセンタ選定ガイド』第2章4節「マシニングセンタの自動工具交換システム」より抜粋したものです）
1. マニピュレータによる工具交換システム
ほとんどのマシニング センターは、図 2-29 に示すように、マニピュレータを備えた工具交換システムを使用します。 システムはツールマガジンとマニピュレータで構成されます。 工具を交換する場合、マニピュレータはまず準備工具を工具マガジンから取り出し、使用済み工具を主軸から同時に（または別々に）取り出し、工具位置を交換してから工具マガジンから工具を個別に取り出します（または同時）主軸に送り、主軸から取り出した使用済み工具を工具マガジンに戻します。
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図 2-29 マニピュレータを備えたツール交換システム
2. マニピュレータレスツール交換システム
マニピュレータレス工具交換システムとは、図2-30に示すように、マニピュレータを使用せずに工具を交換できる装置です。 マニピュレータが存在しないため、工具交換工程における工具の取り外し、工具の挿入などの工具交換工程は、工具マガジンと主軸箱との相対運動を利用して実現されます。
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図2-30 マニピュレータのないツール交換システム
マニピュレータのない工具交換装置を採用したマシニングセンタで工具を交換する場合、まず工具マガジン（主軸箱）が打ち込まれ、工具マガジン（空工具位置）が工具が入っている主軸頭または主軸箱（主軸）まで移動します。ツールを含む)。 ヘッド）がツールマガジンに向かって移動します。 工具マガジンの空工具位置の爪が主軸頭上の工具を掴むと、工具マガジンと主軸箱との相対運動が停止します。 次はツールシフトです。 工具マガジンと主軸ボックスは、工具が主軸頭から引き抜かれるまで工具の相対運動を開始します。 次は道具選びです。 工具の選択は、垂直マニピュレータレス工具交換装置の指令に従って工具マガジンが回転運動を行い、工具の選択が完了するまで行います。 次に工具の挿入です。 工具マガジンと主軸ボックスは、工具マガジン上の新しい工具が主軸ヘッドに完全に挿入され、ブローチ機構によって締め付けられるまで相対的に移動します。 最後に、工具マガジンは元の位置に戻り、工具マガジンは主軸から離れます。 工具マガジン (またはスピンドル ボックス) が元の位置に戻るまでの、ヘッド (または工具マガジンから離れる主軸ボックス) の相対移動。
3. 工具交換システムの特徴
マニピュレータレス工具交換システムは、構造が簡単で低コスト、工具交換の信頼性が高いことが特徴です。 ただし、工具交換時間が長く、工具マガジン容量も通常 30 本以内と少ないため、中小規模のマシニングセンタにのみ適しています。
ロボット工具交換システムの特徴は、工具マガジンの構成が柔軟で、工具マガジンの容量を大きくしたり小さくしたりでき、ベッドの特殊な条件に応じて設置場所を決定できることです。 ロボットの構成も比較的柔軟です。 主軸箱の位置や工具マガジンの位置に応じて、さまざまなタイプのロボットを構成できます。 また、ロボット工具交換システムの工具交換時間は、一般にロボットレス工具交換システムよりも短くなります。 工具交換時間は、わずか 1 ～ 2 秒のものもあれば、均等なものもあります。<1 second. However, this tool changing method has a complex structure, high cost, and is inconvenient for debugging and maintenance.
