對刀臂的核心部件是由一個高精度的開關（測頭），一個高硬度、高耐磨的硬質合金四面體（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，并通過安裝在其下的撓性支撐桿，把力傳至高精度開關；開關所發出的通、斷信號，通過信號傳輸接口器，傳輸到數控系統中進行刀具方向識別、運算、補償、存取等。

數控機床的工作原理決定，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。該參考點一旦建立，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值上的實際意義。

對于安裝了的機床，它傳感器距機床坐標系零點的各方向實際坐標值是一個固定值，需要通過參數設定的方法來精確確定，才能滿足使用，否則數控系統將無法在機床坐標系和對刀臂固定坐標之間進行相互位置的數據換算。當機床建立了“機床坐標系”和“固定坐標”后（不同規格的對刀臂應設置不同的固定坐標值），它的工作原理如下：
1、機床各直線運動軸返回各自的機械參考點之后，機床坐標系和固定坐標之間的相對位置關系就建立起了具體的數值。
2、不論是使用自動編程控制，還是手動控制方式操作對刀臂，當移動刀具沿所選定的某個軸，使刀尖（或動力回轉刀具的外徑）靠向且觸動對刀儀上四面探針的對應平面，并通過撓性支撐桿擺動觸發了高精度開關傳感器后，開關會立即通知系統鎖定該進給軸的運動。因為數控系統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、準確。
3、由于數控機床直線進給軸上均裝有進行位置環反饋的脈沖編碼器，數控系統中也有記憶該進給軸實際位置的計數器。此時，系統只要讀出該軸停止的準確位置，通過機床、對刀臂兩者之間相對關系的自動換算，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，如把它放到機床坐標系中來衡量，即相當于確定了機床參考點距機床坐標系零點的距離，與該刀具測量點距機床坐標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生的刀具磨損、還是絲杠熱伸長后出現的刀尖變動量，只要再進行一次對刀操作，數控系統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，并將需要進行補償的誤差值自動補入刀補存儲區中。當然，如果換了新的刀具，再對其重新進行對刀，所獲得的偏置值就應該是該刀具新的初始刀具偏置值了。