數(shù)控車(chē)削中碰刀現(xiàn)象的解決策略

丁祥力

摘要：初學(xué)者在數(shù)控車(chē)床實(shí)訓(xùn)過(guò)程中往往信心十足，膽子非常大，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些操作失誤而引發(fā)碰刀。本文針對(duì)FANUC 數(shù)控車(chē)床容易出現(xiàn)碰刀的多個(gè)方面做原因分析，并提出相應(yīng)的解決方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)控系統(tǒng)；車(chē)床；解決方法

碰刀是數(shù)控加工中必須盡量避免，一旦發(fā)生碰刀可能會(huì)對(duì)昂貴的機(jī)床造成損傷、影響機(jī)床的加工精度，嚴(yán)重的還可能危害到人身安全。筆者總結(jié)了一些規(guī)避碰刀的方法，貢讀者借見(jiàn)。

1.程序輸入錯(cuò)誤，缺乏細(xì)致的檢查，則可以修改系統(tǒng)參數(shù)

對(duì)FANUC數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)中最小的設(shè)定單位為0.001mm。

坐標(biāo)數(shù)字后的小數(shù)點(diǎn)“.”在編程中經(jīng)常會(huì)被操作人員疏忽掉。

如：G00 X20 Z-50 F0.3；

此處“X20 Z-50”后均省略了小數(shù)點(diǎn)。假如此時(shí)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置為最小設(shè)定單位為0.001mm，那么此程序段實(shí)際上就等價(jià)于：G00 X0.02 Z-0.05 F0.3；

執(zhí)行此段程序，刀具將直接扎入工件造成碰刀。

解決方法：我們可以修改參數(shù)NO.3401來(lái)規(guī)避這種情況，設(shè)置為讓系統(tǒng)可以不使用小數(shù)點(diǎn)的地址字， NO.3401設(shè)置為mm， inch單位。同時(shí)參數(shù)1001直線(xiàn)軸的最小移動(dòng)單位也應(yīng)設(shè)置為mm（公制機(jī)床）。如此設(shè)置后程序的地址字即使省略小數(shù)點(diǎn)“.”也不會(huì)造成程序錯(cuò)誤。

2.車(chē)削工藝與編程技巧

數(shù)控編程是數(shù)控車(chē)床加工中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，加工程序的編寫(xiě)必須根據(jù)工件圖紙、工藝要求來(lái)確定。在各種加工內(nèi)容上考慮加工的可行性的同時(shí)還要充分考慮加工的安全性。

2.1換刀點(diǎn)的選擇

換刀點(diǎn)必須讓刀具有足夠的換刀空間，不要讓刀具與工件或機(jī)床其它部件發(fā)生干涉。

解決方法：

設(shè)置換刀點(diǎn)前要了解刀具的構(gòu)造及裝夾的伸出量情況。有些長(zhǎng)柄刀具還要在機(jī)床上進(jìn)行測(cè)量才能確定換刀點(diǎn)，對(duì)于加工較長(zhǎng)的零件時(shí)（比如使用一夾一頂、兩頂尖裝夾或者搭中心架的），還加要注意換刀不讓刀具與工件及輔助部件發(fā)生干涉。

2.2刀補(bǔ)值

輸入錯(cuò)誤的刀補(bǔ)值也是產(chǎn)生碰刀的主要原因。

解決方法：如下面幾種情況：忘記輸入"-"號(hào)讓補(bǔ)值變成正值；漏掉小數(shù)點(diǎn)，如"8.6"輸成"86"；"Z"軸輸成"x"軸；"T0101"輸成"T0102"。這些因不細(xì)心的小錯(cuò)誤有時(shí)會(huì)造成大事故。

2.3切槽和螺紋加工的進(jìn)退刀方式常常出現(xiàn)碰刀現(xiàn)象

解決方法：

（1）切槽。切槽刀刀頭部位有二個(gè)刀尖，編程時(shí)要提前測(cè)量刀頭的實(shí)際寬度，應(yīng)選用一個(gè)固定刀尖來(lái)作為走刀的坐標(biāo)定位參考點(diǎn)，靠近工件階臺(tái)時(shí)要提前調(diào)整走刀速度，不能再用“G00”指令的速度，避免撞刀。進(jìn)退刀時(shí)"X、Z"兩軸不能做同時(shí)移動(dòng)使用，進(jìn)刀定位順序是先定Z軸后定X軸，退刀時(shí)先退出X軸再退Z軸。

（2）螺紋。“G92”后面不能直接編寫(xiě)“G01”或“G02”等指令，否則必須重新定義F值，不然在主軸高速旋轉(zhuǎn)的情況下，系統(tǒng)按螺紋加工的走刀速度執(zhí)行（F2.0，此時(shí)使用“G99”轉(zhuǎn)進(jìn)給），此時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩種情況：一是機(jī)床不動(dòng)，伺服系統(tǒng)報(bào)警；二是刀具移動(dòng)速度過(guò)快，導(dǎo)致碰刀。

另外，普通螺紋加工時(shí)刀具起點(diǎn)位置要相同，X軸起點(diǎn)及終點(diǎn)坐標(biāo)要相同，以避免產(chǎn)生“亂牙”。

2.4 G70--G73復(fù)合循環(huán)指令

G70--G73等復(fù)合循環(huán)指令執(zhí)行后的退刀是從程序終點(diǎn)快速返回程序起點(diǎn)。

解決方法：

為了避免車(chē)刀從終點(diǎn)快速返回起點(diǎn)時(shí)撞向工件，在設(shè)置定位點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意終點(diǎn)與起點(diǎn)的連線(xiàn)必須在工件之外（一般X、Z軸定位時(shí)均大于毛坯尺寸），不能跟工件的任一位置交叉，否則退刀會(huì)出現(xiàn)碰撞，如：毛坯尺寸為Φ55×150，定位點(diǎn)位“G00 X30.0 Z2.0”加工時(shí)退刀刀具將撞到工件。G70精加工循環(huán)指令的起點(diǎn)位置更應(yīng)該注意，在對(duì)指令走刀路線(xiàn)不熟悉的情況下，建議將G70的起點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)在其它粗加工循環(huán)指令的起點(diǎn)位置上。

另外解決碰刀的方法：程序的安全校檢

3.數(shù)控模擬仿真系統(tǒng)

數(shù)控仿真系統(tǒng)能很好的強(qiáng)化學(xué)生的編程技能，通過(guò)數(shù)控仿真模擬數(shù)控車(chē)床加工的整個(gè)過(guò)程。仿真上通過(guò)程序檢驗(yàn)、觀察刀具的軌跡、了解整個(gè)加工過(guò)程，若出現(xiàn)碰撞可以及時(shí)更改錯(cuò)誤程序。等檢查完全無(wú)誤再上機(jī)床實(shí)際操作，如此可以大大地減少程序錯(cuò)誤及誤操作而引起的碰刀，最大限度的保護(hù)機(jī)床設(shè)備。

4.加工過(guò)程中的臨時(shí)校檢

刀具切入工件前做臨時(shí)的校檢：對(duì)刀后開(kāi)始加工時(shí)走慢點(diǎn)，在快接近零件時(shí)快速按下暫停，觀察此時(shí)的系統(tǒng)數(shù)字顯示還有多少距離要走，再打開(kāi)防護(hù)罩觀察刀與零件的距離。若顯示的數(shù)字與所觀察的距離無(wú)明顯差別，才可繼續(xù)運(yùn)行。

要想減少碰刀等隱患，還需要養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣。編程要細(xì)心，開(kāi)機(jī)先回機(jī)床原點(diǎn)，過(guò)程中減少誤操作，定期檢查刀具補(bǔ)償值和工件坐標(biāo)系的設(shè)定，加工前務(wù)必確認(rèn)原點(diǎn)，并及時(shí)做好各方面的檢查，以確保機(jī)床安全可靠高效的運(yùn)行。