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在用數控機床制造產品零件的過程中，影響零件質量的因素有很多，如數控機床的精度、工件材料、工件熱處理、加工工藝、冷卻劑、刀具等諸多因素。其中，刀具參數的準確設置很少受到人們的關注和重視。在這里，我們將重點介紹數控機床刀具精確整定方法的特點和發展趨勢。
數控機床常用的對刀方法和對刀儀器
在以刀具為目的的數控加工過程中，數控程序的路徑就是刀尖在主軸上的運動路徑。從開始到結束，刀具位置的移動路徑需要在機床坐標系中精確控制，因為機床坐標系是機床唯一的參考。程序員在編程時不可能知道各種工具規范的具體尺寸。為了簡化編程，在編程時必須使用統一的基準。然后，在使用刀具進行加工時，將刀具的精確長度和半徑尺寸相對于基準進行偏移，從而得到刀尖的準確位置。因此，刀具設定的目的是確定刀具的長度和半徑，從而確定加工過程中刀具尖端在工件坐標系中的準確位置。
常用工具設置方法
刀具預置器是一種能夠預先調整和測量刀尖長度和直徑的測量儀器。如果儀器與數控機床形成DNC網絡，則還可以遠程將刀具長度和直徑數據輸入加工中心NC中的刀具參數。該方法的優點是刀具在機床外部預先標定，安裝時即可使用，大大節省了輔助時間。然而，主要缺點是測量結果是靜態值。在實際加工過程中，刀具磨損或損壞狀態無法實時更新，機床熱變形引起的刀具膨脹無法實時測量。
試切法定刀
試刀設定是在工件正式加工前，由操作者以手動方式操作機床。操作者根據眼睛和耳朵的判斷來確定當前刀尖的位置，然后進行形式化處理。這種方法的優點是不需要在工具和設備上進行額外的投資，而且很經濟。主要缺點是效率低，對操作人員的技術水平要求高，容易出現人為失誤。在實際生產中，有許多派生的試切方法，如塊法、著色法等。
機內對刀
這種機床對刀方式是利用機床工作臺上設置的測量裝置(對刀儀)，對刀庫中的刀具按預先設定的程序進行測量，然后與參考位置或標準刀具進行比較，得到刀具的長度或直徑，并自動更新到相應的數控刀具參數表。同時，通過刀具檢測還可以實現刀具磨損、損壞或正確安裝型號的識別。
機內對刀儀一般由傳感器、信號接口以及對刀宏程序軟件組成。
根據傳感器的工作方式，機刀儀可分為接觸式刀儀和激光刀儀兩大類。接觸式刀表的重復測量精度為1米，根據刀表信號傳輸方式的不同，可進一步分為以下幾類：電纜刀表;紅外刀表;無線電刀表。
電纜式對刀儀：由于不需要刀具信號轉換部件，且具有最佳的單一成本性能，所以在工作中最為常見，但其缺點是纜繩牽引，限制了刀具的應用場合，大多適用于中小型三軸銑床/加工中心。
紅外線式對刀儀：信號傳輸范圍一般在6米以內，其優點是采用了編碼HDR(高速數據傳輸)紅外技術，避免了電纜牽引帶來的不便和潛在的安全威脅，刀子可以隨時從工作臺上取下，不占用處理空間，并可用于多臺機床共用一臺刀具儀表，從而降低整體成本。其缺點是在使用小型處理中心時，成本效益不高。根據其特點，該類工具主要用于中型機床和大型數控立車。
射電式刀具：射電信號傳輸距離一般在10米以上。其優點是無線信號傳輸范圍大，不易受環境影響，刀后可隨時從工作臺上取下，不占用加工空間，并可多臺機床共用一臺刀具，從而降低整體成本。這種類型的刀具對用于大型/重型機床。
激光對刀儀：如hexagon的LTS35.60，是基于當激光束被旋轉工具遮蔽時，使用聚焦激光束作為觸發介質來產生觸發信號的原理。而接觸刀有本質不同的激光裝置，對刀采用非接觸式測量，刀在沒有接觸力的情況下，可以作為極其微小的工具進行測量，不必擔心由于接觸力而造成的微小的工具破損，如LTS35.60可測量工具直徑可小至0.008mm(如鉆頭、絲錐或微銑刀等)，其重復測量精度為0.2微米。同時，由于測量過程中刀具高速旋轉，測量狀態與實際加工狀態幾乎一致，提高了刀具的實際精度。由于采用了激光技術，該工具可以掃描刀具的形狀和測量刀具的輪廓，并可以監測多刀刀具的單刀片損傷。其主要缺點是結構復雜，需要額外的優質氣源來保護內部結構，成本高，主要適用于高速加工中心。
機內對刀儀的一般功能及優點
(1)刀具長度/直徑自動測量及參數更新:刀具旋轉時進行長度/直徑的動態測量。測量參數包括機床主軸的端跑偏/徑向跑偏誤差，從而得到機床在高速加工時的“動態”偏置值。同時,工具參數的自動測量,可以在任何時候進行,從而極大地消除機床的熱變化工具的“改變”參數引起的形狀和測量結果自動更新參數表的相應工具完全避免造成的潛在風險的手工工具設置和參數輸入。
(2)自動監測刀具磨損/破損:在實際生產過程中,當工具磨損或破損(破碎),運營商很難及時發現并糾正它(特別是鉆直徑較小的工具),導致更多的后續工具損失甚至工件報廢。使用機床內的刀具對準儀，刀具加工完成后，再放回刀具庫一次，即可自動測量刀具長度。在正常磨損情況下，磨損值可自動更新為刀具損壞參數。如果磨損過度，則可視為刀具損壞(斷裂)，因此操作者可選擇更換新刀具進行下一個工件加工或自動停機報警，提示操作者進行刀具更換。從而提高了產品質量，降低了刀具損失率或報廢率。
(3)機床熱變形自動補償:機床在生產加工過程中，隨著環境溫度的變化和工作負荷的變化，隨時都會發生機床熱變形，進而帶動機床發生變化。結果表明，同一機床在車間加工的產品，其尺寸精度在不同時間段有較大的波動。在機床上使用刀具整定儀后，刀具參數可在加工前或加工過程中隨時自動測量和更新。每一次測量都是對機床當前熱變形下的刀具進行設置，從而大大降低了機床熱變形所引起的誤差。
(4)刀具輪廓測量與監控:在成型刀具等特殊加工中，利用機床外的對刀儀測量刀具輪廓，判斷刀具狀態是一項耗時、復雜的工作。同時，對操作者的刀具對準技術要求也很高。此時，如果使用機內激光對刀器，激光束可以隨時掃描、測量或監控刀具輪廓，并根據需要自動更新相應的參數。
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