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對刀儀的核心部件是由一個高精度的開關(guān)(測頭),一個高硬度、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(jìn)行接觸,并通過安裝在其下的撓性支撐桿,把力傳至高精度開關(guān);開關(guān)所發(fā)出的通、斷信號,通過信號傳輸接口器,傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)中進(jìn)行刀具方向識別、運(yùn)算、補(bǔ)償、存取等。
數(shù)控機(jī)床的工作原理決定,當(dāng)機(jī)床返回各自運(yùn)動軸的機(jī)械參考點后,建立起來的是機(jī)床坐標(biāo)系。該參考點一旦建立,相對機(jī)床零點而言,在機(jī)床坐標(biāo)系各軸上的各個運(yùn)動方向就有了數(shù)值上的實際意義。
對于安裝了對刀儀的機(jī)床,對刀儀傳感器距機(jī)床坐標(biāo)系零點的各方向?qū)嶋H坐標(biāo)值是一個固定值,需要通過參數(shù)設(shè)定的方法來精確確定,才能滿足使用,否則數(shù)控系統(tǒng)將無法在機(jī)床坐標(biāo)系和對刀儀固定坐標(biāo)之間進(jìn)行相互位置的數(shù)據(jù)換算。 當(dāng)機(jī)床建立了“機(jī)床坐標(biāo)系”和“對刀儀固定坐標(biāo)”后(不同規(guī)格的對刀儀應(yīng)設(shè)置不同的固定坐標(biāo)值),對刀儀的工作原理如下:
1.機(jī)床各直線運(yùn)動軸返回各自的機(jī)械參考點之后,機(jī)床坐標(biāo)系和對刀儀固定坐標(biāo)之間的相對位置關(guān)系就建立起了具體的數(shù)值。
2.不論是使用自動編程控制,還是手動控制方式操作對刀儀,當(dāng)移動刀具沿所選定的某個軸,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,開關(guān)會立即通知系
統(tǒng)鎖定該進(jìn)給軸的運(yùn)動。因為數(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、準(zhǔn)確。3.由于數(shù)控機(jī)床直線進(jìn)給軸上均裝有進(jìn)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(jìn)給軸實際位置的計數(shù)器。此時,系統(tǒng)只要讀出該軸停止的準(zhǔn)確位置,通過機(jī)床、對刀儀兩者之間相對關(guān)系的自動換算,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,如把它放到機(jī)床坐標(biāo)系中來衡量,即相當(dāng)于確定了機(jī)床參考點距機(jī)床坐標(biāo)系零點的距離,與該刀具測量點距機(jī)床坐標(biāo)系零點的距離及兩者之間的實際偏差值。
4.不論是工件切削后產(chǎn)生的刀具磨損、還是絲杠熱伸長后出現(xiàn)的刀尖變動量,只要再進(jìn)行一次對刀操作,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(jìn)行比較計算,并將需要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)恼`差值自動補(bǔ)入刀補(bǔ)存儲區(qū)中。當(dāng)然,如果換了新的刀具,再對其重新進(jìn)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。