數(shù)控車削中碰刀現(xiàn)象的解決策略

丁祥力

摘要：初學(xué)者在數(shù)控車床實訓(xùn)過程中往往信心十足，膽子非常大，經(jīng)常會出現(xiàn)一些操作失誤而引發(fā)碰刀。本文針對FANUC 數(shù)控車床容易出現(xiàn)碰刀的多個方面做原因分析，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)生碰刀可能會對昂貴的機(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。

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

對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，那么此程序段實際上就等價于：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。同時參數(shù)1001直線軸的最小移動單位也應(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)“.”也不會造成程序錯誤。

2.車削工藝與編程技巧

數(shù)控編程是數(shù)控車床加工中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，加工程序的編寫必須根據(jù)工件圖紙、工藝要求來確定。在各種加工內(nèi)容上考慮加工的可行性的同時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。有些長柄刀具還要在機(jī)床上進(jìn)行測量才能確定換刀點(diǎn)，對于加工較長的零件時（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)心的小錯誤有時會造成大事故。

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刀尖，編程時要提前測量刀頭的實際寬度，應(yīng)選用一個固定刀尖來作為走刀的坐標(biāo)定位參考點(diǎn)，靠近工件階臺時要提前調(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"X、Z"兩軸不能做同時移動使用，進(jìn)刀定位順序是先定Z軸后定X軸，退刀時先退出X軸再退Z軸。

（2）螺紋?！癎92”后面不能直接編寫“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，此時使用“G99”轉(zhuǎn)進(jìn)給），此時會出現(xiàn)兩種情況：一是機(jī)床不動，伺服系統(tǒng)報警；二是刀具移動速度過快，導(dǎo)致碰刀。

另外，普通螺紋加工時刀具起點(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：

為了避免車刀從終點(diǎn)快速返回起點(diǎn)時撞向工件，在設(shè)置定位點(diǎn)時應(yīng)注意終點(diǎn)與起點(diǎn)的連線必須在工件之外（一般X、Z軸定位時均大于毛坯尺寸），不能跟工件的任一位置交叉，否則退刀會出現(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，在對指令走刀路線不熟悉的情況下，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，通過數(shù)控仿真模擬數(shù)控車床加工的整個過程。仿真上通過程序檢驗、觀察刀具的軌跡、了解整個加工過程，若出現(xiàn)碰撞可以及時更改錯誤程序。等檢查完全無誤再上機(jī)床實際操作，如此可以大大地減少程序錯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.加工過程中的臨時校檢

刀具切入工件前做臨時的校檢：對刀后開始加工時走慢點(diǎn)，在快接近零件時快速按下暫停，觀察此時的系統(tǒng)數(shù)字顯示還有多少距離要走，再打開防護(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，開機(jī)先回機(jī)床原點(diǎn)，過程中減少誤操作，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)，并及時做好各方面的檢查，以確保機(jī)床安全可靠高效的運(yùn)行。