刀庫是用來存儲加工刀具及輔助工具的機構。配備刀庫是加工中心區別于數控銑床的特征。刀庫應滿足刀具存儲量足、換刀時間短、刀庫占地面積小、換刀靈活及安全可靠等基本要求。
1. 刀號與刀袋號
加工中心所用的每把刀具都有其特定的功能，為了與加工程序一一對應，對每把刀具都要進行編號，且不得重復。每把刀具的編號即為刀號。加工中心的刀庫一般能容納十幾把到幾十把甚至上百把刀具。刀具通過刀袋安裝在刀庫上。每個刀袋都要按順序進行編號，即所謂的刀袋號。
2. 沒有機械手的刀庫
沒有機械手的刀庫，一般是把刀庫固定在主軸箱可以運動到的位置，或整個刀庫運動，使某一刀位正好能夠移動到主軸箱可以到達的位置。同時，刀庫中刀具的存放方向與主軸箱的裝刀方向一致。換刀時，通過主軸和刀庫的相對運動進行換刀動作，利用主軸的運動取走或放回刀具。沒有機械手的刀庫優點是結構簡單，成本低，換刀可靠性高。但由于刀庫本身是運動部件，所以刀庫本身的結構及刀具的數量、重量均受到一定的限制，且換刀時間長。
3. 有機械手的刀庫
有機械手的刀庫，其配置、位置及刀具數量的選用要比沒有機械手的刀庫靈活得多。并且換刀時間短，所以采用機械手進行刀具交換的方式應用最為廣泛。機械手的形式也是多種多樣的，機械手可以是單臂的、雙臂的，還有雙機械手等。最常用的是單臂雙爪回轉式機械手，如下圖所示。這種機械手的手臂兩端各有一個夾爪，兩個夾爪可同時抓取刀庫及主軸上的刀具，回轉180°后又同時將刀具放回刀庫及裝入主軸。
4. 刀號與刀袋號固定的刀庫
刀號與刀袋號固定的刀庫，即對每個刀袋都進行編號，刀具也編號，并且必須要一一對應，裝刀時一定要將刀具放到與其號碼相符的刀袋中。換刀時根據加工程序的要求，刀庫旋轉，使各個刀袋依次經過識別器，直至找到規定的刀袋，刀庫便停止旋轉。在換刀過程中必須將用過的刀具放回到原來的刀袋中，這樣就增加了換刀的動作。
5. 刀號與刀袋號隨機的刀庫
刀號與刀袋號隨機的刀庫，其實是利用軟件選刀。隨機換刀控制方式需要在PLC內部設置一個模擬刀庫的數據表，表內設置的數據表地址與刀庫的刀袋位置號及刀具號相對應，刀具號與刀袋位置(地址)被記憶在數控系統的PLC中。刀庫上裝有位置檢測裝置(與電動機裝在一起)，可以檢測出每個刀袋的位置。此后隨著加工換刀，換上主軸的新刀具號以及還回刀庫中的舊刀具號，均在PLC內部有相應的刀袋號存儲單元記憶，無論刀具放在哪個刀袋內都始終記憶著它的刀袋號變化蹤跡。這樣就可以實現刀具的任意取出及送回。例如，當PLC接到尋找新刀具的指令(Txx)后，在模擬刀庫的刀號數據表中進行數據檢索，檢索到T代碼給定的刀具號，將該刀具號所在數據表中的表序號存放在一個地址單元中，這個表序號就是新刀具在刀庫的目標位置。刀盤旋轉后，測得刀袋的實際位置與刀袋目標位置一致時，即識別了所要尋找的新刀具，刀庫停轉并定位，等待換刀。在執行MO6指令時，機床主軸準停，機械手執行換刀動作，將主軸上用過的舊刀和刀庫中選好的新刀進行交換。
