1. 研究目的与意义
数控中心加工时，对刀的好坏直接影响工件加工的精度。通常对刀的方法有试切削对刀、外部设备对刀仪对刀和机床对刀仪对刀。试切削对刀是操作者在车床手动模式操作下，以操作者的主观判断，对工件进行微小的切削，确定刀尖的位置，这对操作者的技术要求高，同时工件加工的精度不高。外部设备对刀仪是一种可预先调整和测量刀尖长度、直径的测量仪器，该仪器若和数控机床组成DNC网络后，还可以将刀具长度、直径数据远程输入加工中心DNC中的刀具参数中。此种方法的优点是预先将刀具在机床外校对好，装上机床即可以使用，大大节省辅助时间。机床对刀仪是利用设置在机床工作台面上的对刀仪，对刀库中的刀具按事先设定的程序进行测量机床数控机床加工中，与标准刀具进行比较，及时更新刀具数据，对刀磨损进行补偿从而达到较高的精度，但成本较大，同时也需要对应专业的人才。本文介绍的光栅对刀仪是一种车床机外对刀装置，采用光栅检测电路，对每个对刀块的行程开关进行控制，通过光栅的莫尔条纹进行精密的测量，防止刀具在已磨毁的状态下继续加工工件，从而实现工件加工生产的高速高精度。
2. 国内外研究现状分析
对刀仪是及光、机、电于一体的高科技产品。国内比较成熟的数控车床的对刀仪是手动对刀仪，当刀具碰到对刀仪的侧头时，对刀仪的信号指示灯亮，此时记录下屏幕上的刀具坐标即为刀具的真实坐标。最后根据测得的数据做简单的运算，便能得到刀补值。哈尔滨先锋机电技术开发有限公司开发的ETC-1和ETC-4M电子对刀仪，适用于数控车、铣、锉等机床。该系统利用机床数控实时坐标显示功能实现二维对刀，即实现X轴、Z轴方向上的对刀，这时对刀时，机床主轴不必旋转，因而操作简单，有利于提高生产效率。在国外像英国、美国、德国、日本、瑞士和意大利等都有多种型号的对刀仪产品。国外数控车床对刀仪的自动对刀仪的技术比较成熟，但价格较高，随着对刀仪与车床的结合出售，需要进行人员培训和专业的技术服务。英雷3尼绍公司的产品主要是一种电机驱动的全自动精密对刀仪，该对刀仪的重复定位误差极小，可将对刀臂打回原位，而且操作方便且精度较高。
3. 研究的基本内容与计划
本文设计研究的光栅对刀仪主要是研究光栅检测和数控中心对刀仪器的制作。对刀仪主体结构由架体、数显表开关、对刀块、指示光栅、标尺光栅、光电接收原件、数字显示表等部分组成。当对刀整个机构安放在一个与测量座形状相同的底座上，底座与导轨配合，放在车床固定位置，并带有磁性吸附在导轨上，方便对刀，当对刀完成后取下对刀仪，不妨碍车床进行零件加工工作。
该对刀仪为机电结合的产品，带有四个对刀块，共用一套数字显示电路，采用光栅测量电路，通过每个对刀块上的行程开关进行控制，当刀具接触到对刀块，对刀块移动从而带动指示光栅移动，打开数显开关，接通数显电路，安装在架体上的光电接受装置收到信号后通过相应的数字显示电路，转换并传送到数字显示表上，显示出对刀块的移动距离，通过计算后可得出建立在工件坐标系所需的坐标值和刀具的补偿值。
具体计划安排如下：
4. 研究创新点
本设计的光栅对刀仪主要是利用光栅尺的分辨率和准确度，高精度的光栅测量系统其分辨率可以做到纳米级。将光栅测量技术运用到对刀仪的研制中，可大大提高对刀仪的性能。
