淺談數控車床操作安全的若干問題

摘要：在數控車床實訓過程中，初學者經常會出現不安全情況：輕者刀具損壞、工件報廢；重者機床損壞，甚至傷及操作人員。文章以FANUC 0TD系統簡易數控車床為例，就實踐教學中出現的一些問題，探討數控車床操作安全的一些問題及解決方法。

關鍵詞：加工工藝；數控車床；切削參數

在數控車床實踐教學過程中，初學者，特別是剛剛接觸數控車床的人員，對數控機床的性能還沒有很好地掌握，所以在加工和操作過程中經常會蹦刀，車刀頭或整個刀具損壞，工件報廢，也有可能會損傷到機床的卡盤及電動刀架，嚴重影響機床精度，甚至傷及操作人員。所以，對數控車床的操作安全給予考慮，對于學生實習過程來說是非常重要的。本文從操作安全、切削參數的選擇及機加工工藝等方面來探討數控車床操作安全的若干問題，并且針對這些問題談一談具體的解決方法。

操作者的安全操作是關鍵

對于初學者來說，在操作過程中，因為不熟練、不認真、粗心或者不按規范操作等，就會有走錯刀和發生危險等情況。對此，我們做以下分析：

對機床操作不熟悉對于剛開始接觸數控車床的操作者來說，對機床的性能及各個按鈕的具體作用還不是很清楚，所以總是會出現一些操作出錯。如“+”“-”方向的移動搞錯。對于這樣的一些誤操作，我們要求學員剛開始的時候，不要使用快速移動按鈕而盡量使用手輪來控制，并且盡量把手輪倍率調低。在松緊卡盤和測量工件的時候，我們也盡量要求調整到“EDIT”程序編輯模式，以防止意外按下按鈕，使機床突然起動造成危險。在學員剛開始熟悉面板過程中，把機床保護鎖調到起作用的狀態下，以防止因誤操作機床超程時機床報警。

數控編程不熟練，總是會有出錯的程序對程序指令不熟悉和輸入時不熟練，使程序出錯。需要注意的是：（1）在運用循環指令的時候，起刀點設置錯誤。很多學生在運用G71、G72、G73、G70、G92等指令的時候，起刀點設得不合理，結果是到最后退刀的過程中造成刀具和工件的損壞，發生危險。所以，在設置起刀點時，盡可能設置得合理些，還要以不碰到工件毛坯為原則。（2）選擇進退刀點時要注意“進”時刀不能撞工件，“退”時刀應先離開工件。（3）“G0”指令在進退刀時盡量避免“X、Z”同時移動使用，如應將“G0 X50. Z100”分成“G0 X50.；Z100.”兩條指令。（4）對編程指令中的各參數含義理解不夠深刻，導致設置不合理。如“G73 U10 W0 R10”指令中，有學生常把G73指令中的“R”（加工次數）含義和“G71”中R（退刀量）的含義搞錯，設置不合理，造成撞刀。（5）把工件坐標系設置錯誤。在運用G54～G59時參數設置錯誤，在程序中的坐標系與對刀設置的工件坐標系不統一；用試切法對刀時，把刀偏表參數設置錯誤。（6）“G01”指令中F值過大可能會出現兩種情況：一是機床不動，伺服系統報警；二是刀具移動速度非常快（大于G00），產生撞刀事故。在G00使用中，要把機床的快速修調調到較小的檔位，以便在程序出現錯誤時操作人員能夠有時間把機床停下來。編程時換刀應給刀具足夠空間，尤其是鏜孔刀，需到機床上實際測量確定換刀點。如遇工件較長需頂尖支撐，應特別注意。（7）在輸入刀補值時，有時會將“＋”號輸成“－”號，這樣，容易導致機床啟動后刀具直接沖向工件及卡盤，造成工件報廢、刀具損壞、機床卡盤撞毀等事故。

切削參數的正確選擇是基礎

隨著計算機軟件技術的發展，計算機模擬學習成為了初學數控技術人員的首選，初學者在這里可以學會一些基本操作。但在計算機模擬中一些加工參數的選擇及切削速度、吃刀量的要求都與實踐有很大的距離。在計算機模擬時，走刀速度可以很快，吃刀量也可以很大。但在實踐操作過程中，參數選擇過大就會造成蹦刀，損壞工件、刀具或機床等后果。所以，在數控加工中，切削參數的選擇是困擾數控零件加工的大問題。由于切削參數的選擇不當會導致過切、變形、超差等問題造成零件報廢。在生產實踐中，對機械加工的效率影響最大的是切削深度、進給量和切削速度。因此，在實踐應用中主要考慮這些參數。在選擇切削用量的時候，還要考慮到工件的裝夾問題。如果工件裝夾得穩定牢固，切削用量就可以選得大一些；相反如果裝夾得穩定性差，那么切削用量就要選得小一些。

數控加工工藝路線的正確選擇是核心

數控加工與傳統加工方法雖有許多共同之處，但它在工藝設計方面有許多獨特的地方。在目前數控加工技術應用中，因工藝設計不合理而引起的質量問題和效率低下屢見不鮮。加工工藝路線是按圖紙、工藝單要求確定加工路線，為保證零件的尺寸和位置的精度，要選擇適當的加工順序和裝夾方法。在確定過程中，要注意遵循先粗后精、先近后遠、內外交叉等一般性原則，編程中應將工件的余量考慮進去，避免事故發生。

以上所述是筆者在數控車床實踐教學過程中的一點體會。對學生在數控車床中的安全問題還是要以預防為主，應使學生盡快熟悉系統的各種操作，在操作中減少失誤。