淺析FANUC數(shù)控車床使用時(shí)如何避免發(fā)生碰撞

王偉

摘 要：學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中使用數(shù)控機(jī)床時(shí)，時(shí)常會(huì)發(fā)生碰撞事故，輕則刀具報(bào)廢，重則機(jī)床損壞。但是刀具碰撞事故的發(fā)生是有一定規(guī)律可循的，是能夠避免的。本文就FANUC數(shù)控車床使用時(shí)如何避免發(fā)生碰撞進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：FANUC 數(shù)控車床 避免碰撞

數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中，有一點(diǎn)至關(guān)重要，那就是在編程和操作時(shí)一定要避免使機(jī)床發(fā)生碰撞。對(duì)于學(xué)校來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床的價(jià)格已經(jīng)非常昂貴，少則十幾萬(wàn)元，多則幾十萬(wàn)元，維修難度大且費(fèi)用高。學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中使用數(shù)控機(jī)床時(shí)，時(shí)常會(huì)發(fā)生碰撞事故，輕則刀具報(bào)廢，重則機(jī)床損壞。但是，刀具碰撞事故的發(fā)生是有一定規(guī)律可循的，是能夠避免的。下面就以FANUC數(shù)控車床為例，可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)。

一、利用計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)仿真軟件

部分撞刀事故的發(fā)生是由于學(xué)生在編制程序時(shí)的粗心大意，程序指令使用錯(cuò)誤、坐標(biāo)點(diǎn)輸入錯(cuò)誤等情況導(dǎo)致的，所以在實(shí)操前，先利用數(shù)控系統(tǒng)仿真軟件對(duì)編制的程序進(jìn)行驗(yàn)證，然后檢查程序，觀察刀具的運(yùn)動(dòng)，以確定是否有可能發(fā)生碰撞。例如，可用斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件、宇龍數(shù)控仿真軟件等，對(duì)FANUC數(shù)控車床程序進(jìn)行驗(yàn)證。

二、 利用FANUC數(shù)控車床自帶的模擬顯示功能

筆者學(xué)校FANUC-TD數(shù)控車床具有圖像顯示功能，即當(dāng)輸入程序后，可以調(diào)用圖像模擬顯示功能，詳細(xì)地觀察刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，以便檢查刀具與工件或夾具是否有可能發(fā)生碰撞，以及輸入程序的正確與否。具體步驟是：PROG——建立程序——機(jī)床鎖、空運(yùn)行——GRPH、CSTM——圖形——自動(dòng)——循環(huán)啟動(dòng)，觀察刀具軌跡。

三、正確安裝刀具，避免撞刀

FANUC數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)時(shí)，教學(xué)使用焊接刀具，由于不是標(biāo)準(zhǔn)刀具，安裝時(shí)特別要注意，首先，刀具的刀尖一定要超過(guò)四方刀架的邊緣，否則刀具未切削到工件，刀架就已經(jīng)裝上卡盤；其次，刀具的刀尖點(diǎn)要和工件的中心等高；最后，合理選用切削參數(shù)，如轉(zhuǎn)速、切削量、進(jìn)給量等，嚴(yán)禁超負(fù)荷使用機(jī)床設(shè)備。還有就是刀具刀柄裝夾時(shí)要牢固可靠，防止切削時(shí)產(chǎn)生的力使刀具位置發(fā)生偏移。

四、正確安裝工件，避免撞刀

學(xué)生在FANUC數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，由于工件安裝不正確會(huì)導(dǎo)致刀具的損壞。如果工件裝夾不正，工件會(huì)發(fā)生甩動(dòng)，刀具接近時(shí)會(huì)打擊刀具，造成刀具的損壞。如果工件裝夾不緊，刀具切削工件時(shí)，產(chǎn)生的切削力會(huì)把工件擠掉，導(dǎo)致工件和刀具的損壞。另外，工件的形狀在下料的過(guò)程中，可能會(huì)造成端面的不平整，加工前可用專用刀具進(jìn)行處理，保證切削刀具刀尖不會(huì)崩刃。

五、避免手動(dòng)操作時(shí)發(fā)生撞刀

學(xué)生在進(jìn)行FANUC數(shù)控車床實(shí)操時(shí)，使用的對(duì)刀方法主要有試切法和對(duì)刀儀自動(dòng)對(duì)刀法，其中試切法對(duì)刀是學(xué)生在數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)中普遍采用最多的一種對(duì)刀方法。學(xué)生在對(duì)刀之前，先要選取所需的刀具，此時(shí)刀架離工件較遠(yuǎn)，應(yīng)采用手動(dòng)或是手輪方式，將刀具快速移動(dòng)至工件附近，具體做法是點(diǎn)擊進(jìn)給倍率按鈕×100，搖動(dòng)手輪快速接近工件，然后再用點(diǎn)擊進(jìn)給倍率按鈕×10，繼續(xù)搖動(dòng)手輪靠近工件，最后點(diǎn)擊進(jìn)給倍率按鈕×1，切削工件，這是正確的做法。然而，許多同學(xué)由于是初學(xué)，在利用手輪進(jìn)給時(shí)，總是忘記調(diào)整手輪的進(jìn)給倍率，用進(jìn)給倍率按鈕×100的速度接近工件，也用這個(gè)速度切削工件，由于進(jìn)給速度過(guò)快，就會(huì)造成車刀與工件發(fā)生碰撞。所以學(xué)生在進(jìn)行機(jī)床操作之前，必須要在數(shù)控仿真系統(tǒng)上做大量的對(duì)刀練習(xí)，熟練對(duì)刀步驟和操作要領(lǐng)。另外，在實(shí)際操作中教師和各小組的組長(zhǎng)都要時(shí)刻在旁指導(dǎo)，及時(shí)糾正學(xué)生操作中出現(xiàn)的問題，防止撞刀事故。

六、驗(yàn)證對(duì)刀的正確性

學(xué)生在FANUC數(shù)控車床實(shí)際操作過(guò)程中，發(fā)生撞刀的原因有一部分是因?yàn)樵趯?duì)刀操作上出現(xiàn)的問題。學(xué)生在對(duì)好刀具以后，就開始啟動(dòng)機(jī)床，自己都不清楚刀對(duì)得對(duì)不對(duì)，所以會(huì)造成撞刀事故。因此，在對(duì)刀完成之后，驗(yàn)證對(duì)刀是否正確，顯然是有必要的。具體操作步驟是，裝夾工件與刀具，對(duì)刀完成后，在MDI模式下，在PROG中輸入程序段“T0101G0X0Z100”，點(diǎn)擊“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕，然后測(cè)量刀尖與工件中心的距離，X方向距離為0 mm，Z方向距離為100 mm。

七、首件試加工

在工件、刀具安裝正確好，并正確完成對(duì)刀操作后就可以加工工件了，此時(shí)要注意，首件加工前必須仔細(xì)檢查程序，經(jīng)單段加工試驗(yàn)后方可進(jìn)行自動(dòng)加工，防止出現(xiàn)意外情況。

八、防止車削內(nèi)孔時(shí)撞刀

學(xué)生在加工內(nèi)孔時(shí)，由于內(nèi)孔位置特殊，空間較小，在加工時(shí)極易出現(xiàn)撞刀問題。所以，內(nèi)孔車刀定位時(shí)，不能采用G0X_Z_聯(lián)動(dòng)快速移動(dòng)到目標(biāo)位置的方式，一旦對(duì)刀出現(xiàn)問題就會(huì)直接撞擊到工件上，因此，為了防止刀具與工件發(fā)生碰撞必須將X坐標(biāo)和Z坐標(biāo)分行來(lái)寫，也就是先走Z坐標(biāo)（注意要和工件保持2 mm的安全距離），觀察Z方向位置是否正確，然后再走X坐標(biāo)（注意要和工件保持1至3 mm的安全距離），觀察X方向位置是否正確。內(nèi)孔車刀退刀時(shí)，刀具X方向應(yīng)先退至定位點(diǎn)，再在Z方向退定位點(diǎn)，最后再完全退刀G0Z100/X100（先退Z，再退X）。

九、防止車削槽時(shí)撞刀

學(xué)生在加工槽時(shí)，由于編程的習(xí)慣兩坐標(biāo)同時(shí)寫，會(huì)導(dǎo)致槽刀與工件發(fā)生碰撞，所以切槽進(jìn)刀方式應(yīng)采用X坐標(biāo)和Z坐標(biāo)分行來(lái)寫的方式。若直接G0X_Z_兩軸聯(lián)動(dòng)快速移動(dòng)刀具至目標(biāo)點(diǎn)，刀具勢(shì)必會(huì)與工件端面發(fā)生碰撞；為防止刀具與工件發(fā)生碰撞應(yīng)單坐標(biāo)分步使刀具移動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)，在編程時(shí)應(yīng)該使刀具先走z方向，然后走x方向定位刀具（注意要和工件保持2 mm的安全距離），再走x方向切削加工槽，這樣就有效地避免了刀具與工件之間的碰撞。切槽刀加工槽時(shí)，退刀方式也應(yīng)采用X坐標(biāo)和Z坐標(biāo)分行來(lái)寫的方式，加工完槽若直接G0X_Z_兩軸聯(lián)動(dòng)快速移動(dòng)刀具至目標(biāo)點(diǎn)，刀具勢(shì)必會(huì)與工件發(fā)生碰撞。為防止刀具與工件發(fā)生碰撞應(yīng)單坐標(biāo)分步使刀具移動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)，在編程時(shí)應(yīng)該使刀具先走x方向退出，然后再走z方向退至目標(biāo)點(diǎn)，最后再完全退刀G0X100/Z100（先退X，再退Z）。

學(xué)生在數(shù)控車床實(shí)際操作過(guò)程中，出現(xiàn)撞刀事故的原因還有很多，例如程序符號(hào)或語(yǔ)句輸入錯(cuò)誤，尾座沒有歸位與后退刀架相撞等等。為了能夠有效地較少或杜絕撞刀現(xiàn)象的發(fā)生，筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)對(duì)學(xué)生嚴(yán)格要求，首先是能獨(dú)立編制正確的數(shù)控加工程序，安排合理的加工工藝，規(guī)范操作的各個(gè)步驟，細(xì)心、用心就能減少和防止撞刀事故的發(fā)生，確保數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)的安全和教學(xué)質(zhì)量。

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（作者單位：安徽科技貿(mào)易學(xué)校）