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2026-04-15
【機床商務網欄目 產品評測】 長久以來，機床用戶一直擔心使用非接觸式對刀儀測量大型與小型刀具時，測量結果的精度會出現差異。為解決這一問題，有些非接觸式刀具測量系統的制造商選擇盡可能減小激光光束直徑(光斑尺寸)。然而，這會導致難以將刀具精確定位到激光焦點位置。
雷尼紹另辟蹊徑，推出了NC4+ Blue 非接觸式對刀儀。它的光束幾何形狀經過優化，在測量時可以輕松定位刀具。由于采用波長較短的藍色激光，雷尼紹這款激光系統的刀具測量精度和重復性得以顯著提高，測量小型刀具時尤為明顯。因此，對于不同刀具，NC4+ Blue 系統具有優異的測量再現性。
下載樣本
測試方法
模具制造應用中，往往會使用多把刀具對同一表面進行加工，因此確保接刀精度尤其重要。即使刀長只有細微差異，也會導致在加工
圖一
工件表面時，產生多余的臺階(圖1)。在五軸機床上，由于工作平面發生變化，刀長誤差可能導致精度失準，以及加工出的特征不符合公差要求。為確定使用NC4+ Blue 系統進行刀長測量時的接刀精度，雷尼紹依據ISO標準 (ISO 230-10 8.2.8.1.3) ①執行了切削測試。測試結果非常直觀，而且易于理解。
①基于ISO 230-10:2022 標準的測試方法
測試滿足條件
執行這項測試前需要滿足以下前提條件：機床的重復性和分辨率滿足要求；機床具有熱穩定性；根據制造商提供的說明書成功安裝并標定非接觸式對刀儀；將刀具小心地安裝在刀柄上，確保不會跳動；刀具潔凈，無碎屑、油污、冷卻液和切屑。
該測試可以使用各種刀具進行，但雷尼紹建議使用所選機床的常用刀具進行測試。對于標準刀，建議使用直徑大于6 mm 的平底銑刀。不能使用鉆孔刀具，因為這類刀具無法完成該測試所需的銑削加工。
操作員必須將材質適宜的實心坯料塊固定在機床工作臺上，以完成該測試的切削環節。
首先，必須使主軸上的標準刀以切削速度運轉，直到刀具和主軸均已充分預熱。接下來，使用非接觸式對刀系統設定標準刀的刀長。然后，使用標準刀銑削測試坯料塊的表面，加工出多級臺階（根據分辨率要求，臺階高度應在0.5 μm 至5 μm 之間）。在本例中（圖2），臺階高度為2 μm。將中間的臺階設為基準點，即Z0。隨后，應迅速清潔標準刀(以免冷卻)并使用非接觸式系統進行測量。如果刀長與原始值之差超過一級臺階的高度，則必須重新開始測試。
圖二
測試過程
使用標準刀從坯料塊的一端徑直切過所有臺階，開始接刀切削測試。在標準刀之后，調用下一把刀具，經過充分預熱并測量其長度后，在坯料塊上進行一次切削加工。調用其余刀具，以同樣的模式進行加工。切削方向為從最低臺階向最高臺階方向加工。刀具測量精度由刀具與材料接觸時所處的臺階確定。
• 如果刀具在Z0 級臺階處與材料接觸，說明刀具長度測量準確。
• 如果刀具在Z0 級臺階之前的臺階處與材料接觸，說明刀具的測量長度小于實際長度。
• 如果刀具在Z0 級臺階之后的臺階處與材料接觸，說明刀具的測量長度大于實際長度。
通過統計每把刀具未能準確切削的臺階個數，可以計算出誤差值。(如：漏掉兩級臺階，則誤差值為
2 × 2 μm =4 μm)。為確保測試的穩定性，雷尼紹建議調用標準刀作為最后一把刀具，待其充分預熱后，再進行一次與第一次完全相同的徑直切削加工。結果與第一次切削的差異不得超過一級臺階的高度(以Z0 級臺階作為參考)。如果超過，則需要在穩定條件下重復測試。在重復測試之前，必須拆下所有刀具，清潔干凈，并檢查是否有磨耗。
測試結果
上述測試用于在Makino D200Z 五軸數控機床上確定NC4+ Blue 非接觸式對刀系統進行刀長測量時的接刀精度。測試結果如下表所示。
測試成功完成，刀長測量的接刀誤差未超過一級臺階的高度 (2 μm)。
結論
依據ISO 230-10:2022 8.2.8.1.3 測試程序的分步指南完成該測試，可確保針對被測系統(即非接觸式對刀系統、機床和刀具)得出公正結果。在同一表面上使用多把刀具進行加工時，刀長測量精度至關重要，對于精加工或是涉及回轉軸的加工尤為如此。該測試可確定在數控機床上使用非接觸式對刀系統進行刀長測量時的接刀精度。
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