避免數(shù)控車床撞刀事故的方法

婁富建　孫振華

摘 要：在數(shù)控車床操作過程中，有時會發(fā)生撞刀事故，輕者損壞刀具、工件報(bào)廢，重者影響數(shù)控車床的精度，甚至危及操作者的人身安全。針對這種情況，作者總結(jié)了數(shù)控車床發(fā)生撞刀事故的一般原因，并從編程及操作等方面提出了避免數(shù)控車床撞刀的方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；避免撞刀；方法

1 編程問題引起的撞刀

數(shù)控車床的自動加工過程是由程序控制的，保證程序的正確、合理可以在很大程度上避免一些不必要地撞刀事故。

1.1 要搞清進(jìn)給速度F的單位

進(jìn)給速度F的單位有兩種表示方法，一種是每分鐘進(jìn)給，另外一種是每轉(zhuǎn)進(jìn)給，兩者相差很大。對于不同系統(tǒng)的數(shù)控車床，其默認(rèn)進(jìn)給速度的單位也不一樣。所以我們在編程時，首先要搞清楚該車床的進(jìn)給速度單位是每分鐘進(jìn)給，還是每轉(zhuǎn)進(jìn)給。這樣才好確定進(jìn)給速度的值。如果單位搞不清楚，就很容易出現(xiàn)撞刀事故。

1.2 要設(shè)置合理的換刀點(diǎn)

在數(shù)控車床上，當(dāng)用多把刀加工一個零件時，需要在加工過程中自動換刀，編程時要設(shè)置合理的換刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)的位置應(yīng)保證刀具轉(zhuǎn)位時，不撞到工件或夾具，換刀點(diǎn)常常設(shè)置在被加工零件的外面，并要留有一定的安全量。

1.3 設(shè)置合適的循環(huán)起點(diǎn)

應(yīng)用循環(huán)指令編程時，應(yīng)注意設(shè)置合適的循環(huán)起點(diǎn)，要保證循環(huán)起點(diǎn)與切削終點(diǎn)的連線，務(wù)必在零件的外面，不能和零件的任一位置有交叉，否則退刀時會發(fā)生撞刀事故。一般情況下，我們選擇循環(huán)起點(diǎn)的位置，離工件的外圓有1～3毫米。

1.4 確定合理的走刀路線

程序的走刀路線必須按照圖紙和工藝單要求，合理確定走刀路線，為保證零件的尺寸和位置的精度，應(yīng)選擇合適的加工順序和裝夾方法，以確保加工的順利進(jìn)行。在確定走刀路線的過程中，還要注意遵循先粗后精、先近后選、先內(nèi)后外、刀具集中的原則。

1.5 對指令的正確理解

G00指令的功能是快速定位，此指令的走刀軌跡有可能先移動X軸，再移動Z軸，也有可能先移動Z軸，再移動X軸。走刀軌跡不確定。用G00指令退刀時一定要格外小心。例如，在加工零件內(nèi)孔時，當(dāng)內(nèi)孔加工完成后，需要鏜刀快速退出內(nèi)孔，并回到工件端面外60毫米處，如果用G00 X60 Z60編程，這時數(shù)控車床會兩軸聯(lián)動，鏜刀會與零件發(fā)生碰撞，造成鏜刀與工件損壞，嚴(yán)重影響車床的精度，這時可以采用程序段G00 Z60；G00X60。即刀具先移動Z軸，然后再移動X軸。所以，加工內(nèi)孔時，用G00指令退刀，應(yīng)盡量避免兩軸同時移動。退刀時先退Z軸，再退X軸。加工外圓時，一般先退X軸，再退Z軸。這樣便不容易撞刀。

1.6 充分利用程序校驗(yàn)功能

現(xiàn)在的數(shù)控車床都具有程序校驗(yàn)功能。當(dāng)程序輸入并保存后，可以先進(jìn)行程序校驗(yàn)（仿真加工），認(rèn)真觀察刀具的走刀軌跡，看刀具與工件是否發(fā)生碰撞，如果有問題，應(yīng)立即檢查并修改程序。確保走刀軌跡的正確。

2 錯誤操作引起的撞刀

⑴在輸入刀補(bǔ)值時，有時會把“2”號刀補(bǔ)的值輸在“1”號刀的位置上，把“0”輸成“O”或忘記輸“0”；把“2.68”輸成“268”等。這樣，數(shù)控車床啟動后，刀具在執(zhí)行刀補(bǔ)時，有可能直接沖向工件及卡盤，造成工件報(bào)廢，刀具損壞，機(jī)床卡盤撞壞等事故。⑵操作者對鍵盤功能鍵的具體含義不熟悉，操作不熟練，對機(jī)床功能參數(shù)誤修改，易造成撞刀等事故。⑶返回參考點(diǎn)或回零時，順序應(yīng)為先X軸，后Z軸，如果先Z軸后X軸，機(jī)床小托板容易和機(jī)床尾架相撞。

解決方法：操作者在輸入刀補(bǔ)數(shù)值后應(yīng)反復(fù)檢查，確認(rèn)無誤后方可操作。對于初學(xué)者，在沒有完全理解數(shù)控車床功能前，不要隨便修改系統(tǒng)功能參數(shù)，一定要搞清基本原理，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作。

3 對基本概念理解不透引起的撞刀

初學(xué)者一般認(rèn)為，數(shù)控車床操作簡單，會編程序，程序校驗(yàn)沒有問題，就可以動手操作。實(shí)際上操作者在沒有把機(jī)床坐標(biāo)系、編程坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系等基本概念完全理解的情況下，操作數(shù)控車床是很危險(xiǎn)的。機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，參考點(diǎn)也是機(jī)床上一個固定的點(diǎn)，參考點(diǎn)有安裝在機(jī)床上的零點(diǎn)開關(guān)決定，數(shù)控車床開機(jī)復(fù)位后，首先進(jìn)行的操作是返回參考點(diǎn)，以確立機(jī)床坐標(biāo)系。編程坐標(biāo)系是編程時使用的坐標(biāo)系，是為了方便編程在零件圖上設(shè)定的直角坐標(biāo)系，一般情況下，Z軸與工件軸線重合，X軸則設(shè)在工件左端面或右端面上。工件坐標(biāo)系是加工工件時使用的坐標(biāo)系，理論上工件坐標(biāo)系應(yīng)該與編程坐標(biāo)系一致，能否讓工件坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系一致，是操作中設(shè)置工件坐標(biāo)系及刀補(bǔ)值的關(guān)鍵。通過對刀確定工件坐標(biāo)系時，必須認(rèn)真，確保正確。否則也很容易出現(xiàn)撞刀事故。

數(shù)控系統(tǒng)或機(jī)械故障引起的到撞刀。⑴數(shù)控系統(tǒng)原因。由于加工時進(jìn)行各種操作，如插入程序、輸入刀補(bǔ)，運(yùn)行后進(jìn)行刪除等操作過多，使隨機(jī)存儲器PMA芯片中執(zhí)行程序混亂，系統(tǒng)執(zhí)行時出現(xiàn)錯誤，X或Z向出現(xiàn)丟步，造成撞車。EPROM芯片、系統(tǒng)主板或驅(qū)動板中元件有損壞，造成執(zhí)行程序出錯。為避免這種情況出現(xiàn)，要定期檢查機(jī)床系統(tǒng)直接插件的松緊，記錄系統(tǒng)的重要參數(shù)，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時找專業(yè)人員解決。⑵機(jī)床機(jī)械故障。伺服電機(jī)出現(xiàn)機(jī)械故障，或由于伺服電機(jī)下的接線，在操作中被拉斷，伺服電機(jī)與滾珠絲杠之間的鏈接銷釘脫落，使電機(jī)與托板之間移動不同步，或絲杠中有異物，造成機(jī)床兩軸中，其中一個方向不動或移動緩慢，使機(jī)床出現(xiàn)撞車事故。操作時應(yīng)做到及時調(diào)整，注意傳動系統(tǒng)發(fā)出的異常聲音，發(fā)現(xiàn)故障及時處理，機(jī)床導(dǎo)軌及絲杠使用完畢應(yīng)及時清理干凈，定時、定期對車床油路進(jìn)行檢查，確保油路的通暢。