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所謂直接換刀方式是指換刀過程由刀庫和主軸箱配合完成，刀庫可以是保持靜止的，也可以只進行位置旋轉。前者只能進行順序選刀，適用于刀具數量較少的數控加工中心，而后者可以實現轉位選刀。這種選刀方式減少了刀庫的移動，可以大大簡化刀庫的設計結構，對換刀過程的控制也簡單可靠。直接換刀方式的特點是換刀速度慢、故障率高，只在早期的機型上使用。

加工中心的丁作原理是根據零件圖紙制定工藝方案，采用手工或計算機自動編制零件  加工程序，把零件所需的機床各種動作及全部工藝參數變成機床的數控裝置能接受的信息代  碼．并把這些代碼存儲在信息載體(穿孔帶、磁盤等)上，將信息載體送到輸入裝置。讀出信息并送入數控裝置，或利用計算機和加工中心直接進行通信，實現零件程序的輸入和輸出。

機床本身分基本部件和  選擇部件，數控系統有基本功能和選用功能，機床參數有主參數和其他參數。機床制造廠可  根據用戶提出的要求進行生產，但同類機床產品的基本功能和部件組成一般差別不大。    盡管出現了各種類型的加工中心，其外形結構各異，但從總體來看主要由基礎部分，主軸部件，進給機構，數控系統(CNC)，自動換刀系統(ATC)，輔助裝置，自動托盤更換系統，來組成的。