常見數(shù)控加工中心撞刀的原因與規(guī)避對(duì)策

杜顯玲

摘要：數(shù)控加工中心能夠在一定范圍內(nèi)對(duì)進(jìn)行多種加工操作的高精密機(jī)床。操作人員在數(shù)控操作的過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生數(shù)控加工中心撞刀的現(xiàn)象，損壞刀具，降低機(jī)床的精確度。本文主要對(duì)數(shù)控操作中常見的數(shù)控加工中心撞刀問題進(jìn)行分析，進(jìn)而提出相應(yīng)的規(guī)避對(duì)策，減少撞刀現(xiàn)象的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：數(shù)控操作;數(shù)控加工中心;撞刀

引言

數(shù)控加工中心是一支能夠高精度的機(jī)床，操作人員在數(shù)控操作的過程中，由于技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的不足，很容易發(fā)生撞刀的現(xiàn)象。這會(huì)給數(shù)控加工中心的刀具和加工工件帶來很大損壞，嚴(yán)重情況下會(huì)給機(jī)床部件帶來嚴(yán)重的破壞，降低機(jī)床的精度，給操作人員帶來人身安全事故。此外，操作人員在數(shù)控操作的時(shí)候發(fā)生撞刀現(xiàn)象，嚴(yán)重情況下，會(huì)給操作人員在今后的數(shù)控加工操作帶來心理陰影。

1.數(shù)控加工中心撞刀的原因

1.1編程不當(dāng)出現(xiàn)的撞刀現(xiàn)象

操作人員的數(shù)控操作的過程中，由于實(shí)踐知識(shí)的匱乏，很容易出現(xiàn)編程不當(dāng)?shù)膯栴}，進(jìn)而發(fā)生撞刀現(xiàn)象。首先，操作人員在數(shù)控機(jī)床操作進(jìn)刀的時(shí)候，數(shù)控機(jī)床X、Y、Z直接聯(lián)動(dòng)快速將刀具移動(dòng)的目標(biāo)位置，那么就很容易發(fā)生撞刀問題。刀具在推進(jìn)的過程中，需要先移動(dòng)X軸和Y軸，然后在移動(dòng)Z軸進(jìn)行下刀操作。而在刀具退回的時(shí)候，需要先移動(dòng)Z軸進(jìn)行提刀，然后才可以對(duì)X、Y軸進(jìn)行移動(dòng)，退回?fù)Q刀點(diǎn)。三軸同時(shí)移動(dòng)，撞刀現(xiàn)象是不可避免的現(xiàn)象。

1.2對(duì)刀不當(dāng)出現(xiàn)的撞刀現(xiàn)象

操作人員在數(shù)控操作操作時(shí)，很容易出現(xiàn)對(duì)刀不當(dāng)?shù)膯栴}，進(jìn)而出現(xiàn)撞刀現(xiàn)象[1]。產(chǎn)生這種情況主要有以下兩種原因。一方面原因是操作人員忘記對(duì)手輪進(jìn)給倍率的快慢進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在數(shù)控加工中心實(shí)際操作的過程中，操作人員通常都是使用試切法進(jìn)行對(duì)刀。在對(duì)刀之前，首先應(yīng)該要通過換刀指令更換需要對(duì)刀的刀具，這個(gè)時(shí)候，由于刀具到銑削加工工件的距離相對(duì)較遠(yuǎn)，需要用手輪01方式將刀具快速靠近工件，然后再用手輪0.01方式繼續(xù)靠近工具，最后用手輪0.001方式接觸工件進(jìn)行切削。但是，在實(shí)際的訓(xùn)練操作過程中，許多操作人員由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，總是會(huì)忘記手輪進(jìn)給倍率快慢的轉(zhuǎn)換，一直使用手輪0.1方式靠近和接觸工件，進(jìn)而使得刀具與工件發(fā)生碰撞，形成撞刀問題。另一方面，操作人員在數(shù)控加工中心對(duì)刀操作時(shí)，數(shù)據(jù)輸入有誤。當(dāng)操作人員數(shù)據(jù)輸入有誤時(shí)，那么其建立的工件坐標(biāo)系也就存在問題，使得數(shù)控機(jī)床程序運(yùn)行加工的時(shí)候，刀具與工件發(fā)生碰撞[2]。

1.3操作不當(dāng)出現(xiàn)的撞刀現(xiàn)象

在數(shù)控加工中心對(duì)工件加工需要用到多把刀具的時(shí)候，但是，刀具長(zhǎng)度的不同，這給數(shù)控加工中心的加工帶來很大的問題，這時(shí)一般采用刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行解決。而在建立刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償過程中，通常都是選取基準(zhǔn)刀對(duì)刀設(shè)定工件坐標(biāo)系，然后在通過其他刀具對(duì)碰Z軸方向的相同高度，進(jìn)而求出其他刀具與基準(zhǔn)刀具的方向與長(zhǎng)度差值。然而，由于操作人員的實(shí)踐知識(shí)不足，在輸入刀具補(bǔ)償值時(shí)，通常不會(huì)關(guān)注刀具補(bǔ)償量的大小和補(bǔ)償方向，進(jìn)而使數(shù)控機(jī)床在執(zhí)行程序的過程中出現(xiàn)撞刀問題。

除此之外，操作人員在數(shù)控加工中心執(zhí)行程序正常運(yùn)行的時(shí)候，也會(huì)由于技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的不足，出現(xiàn)錯(cuò)誤操作使得程序停止運(yùn)行，若操作人員在程序停止運(yùn)行時(shí)，立即按“RESET”復(fù)位后，機(jī)床就會(huì)立即進(jìn)入循環(huán)啟動(dòng)狀態(tài)，這就很容易發(fā)生撞刀問題。

2.數(shù)控加工中心撞刀問題的規(guī)避措施

2.1在編程過程中，合理設(shè)置刀具的移動(dòng)路線

在數(shù)控加工中心程序運(yùn)行的刀具推進(jìn)和退回過程中，可以采用單坐標(biāo)方式，讓刀具分步移動(dòng)到目標(biāo)位置，這是有效避免撞刀的基本前提。在編程時(shí)，首先讓刀具沿Z軸方向進(jìn)行移動(dòng)，并留有適當(dāng)?shù)陌踩嚯x余量，然后在沿著X軸方向進(jìn)行定刀，最后再沿著Z軸方向進(jìn)行切削工件。而在退刀的過程中，應(yīng)該首先讓刀具先沿著X軸方向移動(dòng)，然后再沿著Z軸方向讓刀具從孔里退出來，最后沿X軸方向?qū)⒌毒咄嘶氐綋Q刀點(diǎn)。

2.2及時(shí)轉(zhuǎn)換手輪進(jìn)給倍率，保證數(shù)據(jù)輸入的準(zhǔn)確性

由于操作人員在進(jìn)行數(shù)控操作中的經(jīng)驗(yàn)不足，通常都會(huì)進(jìn)行手輪進(jìn)給倍率的轉(zhuǎn)換，這就使得數(shù)控加工中心出現(xiàn)撞刀[3]。因此，操作人員在實(shí)際的數(shù)控機(jī)床操作前，要積極進(jìn)行大量的手輪進(jìn)給倍率轉(zhuǎn)換訓(xùn)練，熟悉數(shù)控機(jī)床在具體運(yùn)行中的每一個(gè)步驟以及手輪進(jìn)給倍率。與此同時(shí)，在具體的操作過程中，其他同學(xué)可以在旁邊進(jìn)行輔助和提醒，提醒實(shí)踐操作的操作人員要進(jìn)行及時(shí)的轉(zhuǎn)換手輪進(jìn)給倍率，以免發(fā)生撞刀問題。另外，在保證操作人員數(shù)據(jù)輸入的準(zhǔn)確性，可以在對(duì)刀工作完成以后，對(duì)每一把對(duì)過的刀具進(jìn)行檢驗(yàn)。具體的檢驗(yàn)方法如下：首先將Z軸正方向提高到安全的高度，然后通過循環(huán)啟動(dòng)鍵運(yùn)行數(shù)控機(jī)床，觀察刀具的位置。例如，在使用中心對(duì)刀法對(duì)刀的時(shí)候，機(jī)床運(yùn)行之后，刀具應(yīng)處于工件的中心位置，如果刀具處于其他位置，那么則表示對(duì)刀的數(shù)據(jù)輸入存在問題。

2.3減少刀具補(bǔ)償值設(shè)定和加工過程中的操作失誤

對(duì)于操作人員在數(shù)控操作中的刀具補(bǔ)償值設(shè)定錯(cuò)誤問題，可以加強(qiáng)操作人員實(shí)訓(xùn)過程中的訓(xùn)練，通過在模擬仿真軟件上進(jìn)行反復(fù)的訓(xùn)練，熟練地掌握輸入刀具補(bǔ)償值所需要注意的補(bǔ)償量和補(bǔ)償方向問題。同時(shí)，在刀具補(bǔ)償值設(shè)定不懂的問題上，可以向?qū)嵱?xùn)指導(dǎo)老師進(jìn)行詢問，通過指導(dǎo)人員的指導(dǎo)和教育，掌握相關(guān)的問題。而在操作誤停的問題解決上，要及時(shí)的把機(jī)床的運(yùn)行模式改為編輯方式，按“RESET”復(fù)位程序之后，再重新運(yùn)行程序。

3.結(jié)語(yǔ)

操作人員在數(shù)控操作中過程中，由于編程、對(duì)刀以及操作的不當(dāng)，使得數(shù)控加工中心經(jīng)常發(fā)生撞刀現(xiàn)象。這就需要操作人員在實(shí)際在編程過程中，合理設(shè)置刀具的移動(dòng)路線;及時(shí)轉(zhuǎn)換手輪進(jìn)給倍率，保證數(shù)據(jù)輸入的準(zhǔn)確性;減少刀具補(bǔ)償值設(shè)定和加工過程中的操作失誤，避免出現(xiàn)撞刀問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃志偉，王琳，曹永娣.數(shù)控實(shí)訓(xùn)中常見數(shù)控加工中心撞刀的原因及防止辦法[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2013，12（02）：66-67.

[2]殷保祖，周欣.數(shù)控加工中心刀具對(duì)刀原理方法及其應(yīng)用[J].電子機(jī)械工程，2012，24（14）：164-165.

[3]華麗娟.數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)中的故障分析[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，21（08）：86-89.