机床的基础性能决定了产线的基本配置，然而实际的加工效果则需要刀具来保证。在主轴与刀柄之间哪怕存在着极微小的异物，也会造成铣镗刀具装卡不准确，导致次品率上升和停机事故频发，传感器辅助的监视系统可以有效阻止此类事故的发生。

以传动机构部件为例，此类部件必须实现高精度加工，以达到高效运行并确保＊大的安全性能。但是，一旦切屑和废料等异物进入到加工接触面，铣床的精度就会丧失殆尽。异物将会在接触面上沉积下来，并在各接触面之间生成一条缝隙。

▲汽车传动部件

在以复合加工工艺和联合机床为特征的批量加工汽车产品部件时，单台设备和流程均可对整条生产流水线的加工过程和质量产生影响。因装夹精度不足而造成的机床加工误差往往要到下一道质量控制环节时才能被发现。除了产生残次品部件之外，这样的事件还会导致单台设备或整条生产线的停机。同时，查找和排除故障、识别工件和重新运行所需跟踪时间都会产生额外的费用。

▲监视系统被集成到刀具主轴上，由此该电子组件可以在旋转的主轴上自行工作

通过采用监视系统来规避误差

在切削加工过程中避免残次品和停机事故的办法是对机床设备的特征进行状态监视。其目标便是对误差进行早期识别，对可能造成的损伤进行规避，并采取整治措施。对此还可采用基于动压测定原理的成熟的系统。在更换刀具之后，可以对压缩空气吹洗通道的压力进行求值。如果在刀具和刀柄之间出现间隙的话，压力就会随着间隙的加大而降低。通过这种原理，可以对大于30 μm的间隙进行测定。

由于部件的精度在提高，高精度传感器可以起到很好的辅助作用。它可以对刀具状态进行连续监视。这种测量技术可以以微米级的精度对刀具的位移进行测定，记录偏差数值并及时发出报警信号，以免制造出有误差的部件。

▲高精度传感系统的构造

刀具监控系统带有空心锥杆（HSK）的刀柄在装夹时的定位和可重复精度取决于主轴与刀柄接触面的贴合程度和贴合精度，这也是为何刀具连接处对异物非常敏感的原因。切屑主要是在更换刀具时被带入，但在刀具库里，接触面也会受到污染。

▲吹气清洁：接触面上的不同气流速度分布导致不均匀的清洁效果

▲异物进入会导致刀具倾覆、轴位移

在加工质量方面，决定性因素在于异物对刀具位置和刀具中心点(TCP)位置的影响。根据异物的不同尺寸、形状和位置，在刀具接触点上会产生某种同圆度误差，而原因可能在于刀具发生倾斜或发生轴位移，以TCP在接触面上产生可测量间隙和相应位移的方式表现出来，因此可以利用这个结论来对监视刀具在接触面上的测距传感元件进行＊佳布置。