在工件的加工過程中春缕，工件裝卸、刀具調(diào)整等輔助時間，占加工周期中相當大的比例酒半，其中刀具的調(diào)整既費時費力，又不易正確晚乙，最后還需要試切晨下。統(tǒng)計資料表明，一個工件的加工缘违，純機動時間大約只占總時間的55%拳芹，裝夾和對刀等輔助時間占45%。因此岸腥，對刀儀便顯示出極大的優(yōu)越性矢勉。

　　一合弥、對刀儀種類

　　1．插拔式手臂（High Precision Removable Arm， HPRA）

　　HPRA的特點是對刀臂和基座可分離固蛾。使用時通過插拔機構(gòu)把對刀臂安裝至對刀儀基座上（圖1）结执，同時電器信號亦連通并進進可工作狀態(tài)；用完后可將對刀臂從基座中拔出艾凯，放到合適的地方以保護精密的對刀臂和測頭不受灰塵献幔、碰撞的損壞，適合小型數(shù)控車床用趾诗。

　　2．下拉式手臂（High Precision Pulldown Arm蜡感，HPPA）

　　HPPA的特點是對刀臂和基座旋轉(zhuǎn)聯(lián)接，是一體化的恃泪。使用時將對刀臂從保護套中擺動拉出（圖2）铸敏，不用時把對刀臂再收回保護套中，不必擔心其在加工中受到損壞悟泵。不必頻繁地插拔刀臂杈笔，避免了頻繁插拔引起的磕碰。

　　3．全自動對刀臂（High Precision Motorised Arm糕非，HPMA）

　　HPMA的特點是蒙具，對刀臂和基座通過力矩電機實現(xiàn)刀臂的擺出和擺回與HPPA的區(qū)別是加了力矩電機（見圖2內(nèi)括號中內(nèi)容），進步了自動化程度进登。更重要的是可把刀臂的擺出勒蜀、擺回通過M代碼編到加工程序中，在加工循環(huán)過程中另碍，即可方便地實現(xiàn)刀具磨損值的自動丈量雁碘、補償和刀具破損的監(jiān)測，再配合自動上下料機構(gòu)自烛，可實現(xiàn)無人化加工啥拘。

　　二、對刀儀的作用

　　1．在±X戈秕、±Z及Y軸五個方向上丈量和補償?shù)镀?/p>

　　在五個方向上進行刀偏值的丈量和補償血肯，可以有效地消除人工對刀產(chǎn)生的誤差和效率低下的題目。不管是采用何種切削刀具（外圓嫡贷、端面途居、螺紋、切槽朴埂、鑊孔還是車削中心上的銑袍镀、鉆削動力刀具），進行工件輪廓車削或銑削時，所有參與切削的刀尖點或刀具軸心線苇羡，都必須通過調(diào)整或補償敏簿，使其精確地位于工件坐標系的同一理論點或軸心線上。對動力型回轉(zhuǎn)刀具宣虾，除要丈量并補償?shù)毒唛L度方向上的偏置值外惯裕，同時還要丈量和補償?shù)毒咧睆椒较蛏系钠弥担ǖ毒咭暂S心線分界的兩個半徑的偏置值）。否則機床無法加工出尺寸正確的工件（圖3）绣硝。

　　在沒有安裝對刀儀的機床上蜻势，每把刀具的偏置值，是對每把刀具進行仔細的試切后鹉胖，對工件尺寸進行丈量握玛、計算、補償（手工對刀）才可得出甫菠，費時費力挠铲，稍不小心還會報廢工件。當更換刀具后寂诱，這項工作還要重新進行网孕。因而，對刀是占用機床輔助時間最長的工作內(nèi)容之一搓陈。

　　使用了對刀儀的機床慢筝，因?qū)Φ逗竽軌蜃詣釉O(shè)置好刀具對工件坐標系的偏置值，從而自動建立起工件坐標系北捣。在這種情況下贮秤，加工程序中就無需再用“G50指令”來建立工件坐標系了。

　　2．加工過程中刀具磨損或破損的自動監(jiān)測论辈、報警和補償

　　在沒有安裝對刀儀的機床上完成磨損值的補償是很麻煩的巴俺，需要多次停下機床對工件的尺寸進行手工丈量，還要將得到的磨損值手動修改刀補參數(shù)伪您。安裝對刀儀后诈猎，這個題目就簡單多了，特別是安裝HPPA型或HPMA型后更為方便度坞。前者映僚，只要根據(jù)刀具的磨損規(guī)律寞竭，干完一定數(shù)目的工件后停下機床点骑，用對刀儀再進行一遍對刀的過程即可；后者谍夭，只要在程序中設(shè)定完成多少個加工循環(huán)后執(zhí)行一次自動對刀黑滴，即可完成刀補工作。

　　對于刀具破損報警或刀具磨損到一定程度后更換，是根據(jù)刀具答應(yīng)的磨損量袁辈，設(shè)定一個“門檻值”菜谣，一旦對刀儀監(jiān)測到的誤差超過門檻值，即以為刀具已破損或超過了答應(yīng)的磨損值晚缩，則機床自動報警停機尾膊，然后強制進行刀具的更換。

　　3．機床熱變形引起的刀偏值變動量的補償

　　機床在工作循環(huán)過程中荞彼，產(chǎn)生的各種熱量冈敛，導(dǎo)致機床的變形特別是絲杠的熱伸長，使刀尖位置發(fā)生的變化鸣皂，其結(jié)果是加工工件的尺寸精度會受到影響抓谴。在機床上安裝對刀儀，上述題目可迎刃而解维瑰。無非是把這種由熱變形產(chǎn)生的刀尖位置變化押恢，視為刀具的磨損值，通過對刀儀來丈量這種刀具偏置值茶窍，即可解決穿侵。

　　三、對刀儀的工作原理

　　對刀儀的核心部件是由一個高精度的開關(guān)（測頭）扫帝，一個高硬度夹恨、高耐磨的硬質(zhì)合金四面體（對刀探針）和一個信號傳輸接口器組成（其他件略）。四面體探針是用于與刀具進行接觸敏卦，并通過安裝在其下的撓性支撐桿闰芒，把力傳至高精度開關(guān)；開關(guān)所發(fā)出的通米鹏、斷信號墓运，通過信號傳輸接口器，傳輸?shù)?a target="_blank" class="mmstipl4" href="http://www.atkqc.com/numerical-control-system/">數(shù)控系統(tǒng)中進行刀具方向識別栗哥、運算鞍歌、補償、存取等跪腹。

　　數(shù)控機床的工作原理決定褂删，當機床返回各自運動軸的機械參考點后，建立起來的是機床坐標系冲茸。該參考點一旦建立屯阀，相對機床零點而言，在機床坐標系各軸上的各個運動方向就有了數(shù)值上的實際意義轴术。

　　對于安裝了對刀儀的機床难衰，對刀儀傳感器距機床坐標系零點的各方向?qū)嶋H坐標值是一個固定值钦无，需要通過參數(shù)設(shè)定的方法來精確確定，才能滿足使用（圖4）盖袭，否則數(shù)控系統(tǒng)將無法在機床坐標系和對刀儀固定坐標之間進行相互位置的數(shù)據(jù)換算失暂。

　　當機床建立了“機床坐標系”和“對刀儀固定坐標”后（不同規(guī)格的對刀儀應(yīng)設(shè)置不同的固定坐標值），對刀儀的工作原理如下：

　　1．機床各直線運動軸返回各自的機械參考點之后鳄虱，機床坐標系和對刀儀固定坐標之間的相對位置關(guān)系就建立起了具體的數(shù)值弟塞。

　　2．不論是使用自動編程控制，還是手動控制方式操縱對刀儀拙已，當移動刀具沿所選定的某個軸宣肚，使刀尖（或動力回轉(zhuǎn)刀具的外徑）靠向且觸動對刀儀上四面探針的對應(yīng)平面，并通過撓性支撐桿擺動觸發(fā)了高精度開關(guān)傳感器后推吼，開關(guān)會立即通知系統(tǒng)鎖定該進給軸的運動好阎。由于數(shù)控系統(tǒng)是把這一信號作為高級信號來處理，所以動作的控制會極為迅速贮殊、正確环胸。

　　3．由于數(shù)控機床直線進給軸上均裝有進行位置環(huán)反饋的脈沖編碼器，數(shù)控系統(tǒng)中也有記憶該進給軸實際位置的計數(shù)器夫咏。此時进裹，系統(tǒng)只要讀出該軸停止的正確位置，通過機床勿见、對刀儀兩者之間相對關(guān)系的自動換算锥萧，即可確定該軸刀具的刀尖（或直徑）的初始刀具偏置值了。換一個角度說资村，如把它放到機床坐標系中來衡量寄旋，即相當于確定了機床參考點距機床坐標系零點的間隔，與該刀具丈量點距機床坐標系零點的間隔及兩者之間的實際偏差值为猩。

　　4．不論是工件切削后產(chǎn)生的刀具磨損导而、還是絲杠熱伸長后出現(xiàn)的刀尖變動量，只要再進行一次對刀操縱隔崎，數(shù)控系統(tǒng)就會自動把測得的新的刀具偏置值與其初始刀具偏置值進行比較計算今艺，并將需要進行補償?shù)恼`差值自動補進刀補存儲區(qū)中。當然爵卒，假如換了新的刀具虚缎，再對其重新進行對刀，所獲得的偏置值就應(yīng)該是該刀具新的初始刀具偏置值了钓株。

　　四实牡、對刀儀的對刀精度

　　根占有關(guān)資料及實踐證實，對刀儀測頭重復(fù)精度1μm享幽；15英寸以下卡盤铲掐，手臂旋轉(zhuǎn)重復(fù)精度5μm拾弃。 18英寸及其以上卡盤的大規(guī)格值桩，對刀臂的重復(fù)精度能達到8μm摆霉。這一精度可以滿足大部分用戶的需要而不需試切。

　　對刀儀的使用奔坟，減少了機床的輔助時間携栋，降低了返工和廢品率，若配合雷尼紹LP2工件測頭一起使用偎旱，可明顯進步機床效率和加工精度船庐。

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