數控車床產生碰撞的原因及預防-數控車床加工

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數控車床產生碰撞的原因及預防
數控車床價格昂貴，在實習教學中，如果由於學生編程、操作等原因，使機床發生碰撞
，輕則碰壞工件
，損壞刀具
；重則使機床局部受損、精度降低、機床報廢，甚致危及操作者的生命安全，其後果非常嚴重。本人經過多年來細心研究和實習教學的實踐出發，現歸納如下：

一、編程零點錯誤

從(cong)事(shi)數(shu)控(kong)車(che)床(chuang)編(bian)程(cheng)的(de)人(ren)都(dou)知(zhi)道(dao)，編(bian)程(cheng)零(ling)點(dian)是(shi)數(shu)控(kong)編(bian)程(cheng)中(zhong)決(jue)定(ding)工(gong)件(jian)尺(chi)寸(cun)的(de)依(yi)據(ju)，如(ru)果(guo)編(bian)程(cheng)零(ling)點(dian)出(chu)現(xian)差(cha)錯(cuo)，那(na)麼(me)數(shu)控(kong)車(che)床(chuang)發(fa)生(sheng)碰(peng)撞(zhuang)的(de)可(ke)能(neng)性(xing)非(fei)常(chang)大(da)。如(ru)下(xia)圖(tu)1所示的工件中：

其程序為：

N0000　G54　G92　Z70.0；

若把G54誤寫為G57或G58，根據數控車床編程的規定
，來自同一組中的兩個偏置尺寸（由G57或G58
、G92規定）
，最後調用的偏置尺寸（由G92規定）有效。其程序變為：

N0000　G57　G92　Z70.0；

則上述結果將為：

即零點偏置後僅離開卡爪3.8mm,在編程中，軸向尺寸隻要小於3.8mm
，一定會出現車刀與卡爪碰撞。為此，一定要理解零點偏置指令的詳細意義，正確使用好零點偏置指令，防止發生數控車床碰撞現象。

二、程序中有超越卡爪尺寸的數據

以上圖1為例，編程零點至卡爪端麵尺寸為50mm，如果軸向尺寸距右端麵距離超過50mm，假如為51，則車刀與卡爪碰撞1mm。故程序編製結束後，不要急於去加工
，要仔細檢查所有軸向尺寸Z的數值是否超過50mm。

三、機床空運轉時，沒有張開卡爪
，使刀架遠離卡盤及尾座

機ji床chuang進jin行xing自zi動dong循xun環huan空kong運yun轉zhuan時shi

，若ruo沒mei有you張zhang開kai卡ka爪zhao
，使shi刀dao架jia遠yuan離li卡ka盤pan及ji尾wei座zuo，如ru出chu現xian運yun動dong幹gan涉she，極ji有you可ke能neng發fa生sheng碰peng撞zhuang卡ka爪zhao或huo尾wei座zuo的de現xian象xiang。如ru果guo張zhang開kai卡ka爪zhao，及ji時shi檢jian查zha程cheng序xu的de坐zuo標biao值zhi

，或huo對dui有you刀dao具ju軌gui跡ji模mo擬ni功gong能neng的de數shu控kong車che床chuang，把ba刀dao架jia移yi至zhi尾wei座zuo與yu卡ka盤pan之zhi間jian，在zai保bao證zheng刀dao架jia轉zhuan位wei安an全quan的de前qian提ti下xia，鎖suo死si機ji床chuang，再zai進jin行xing自zi動dong空kong運yun行xing，也ye可ke以yi大da致zhi判pan斷duan車che刀dao是shi否fou與yu機ji床chuang及ji工gong件jian碰peng撞zhuang
，確que定ding無wu問wen題ti後hou
，方fang可ke進jin行xing試shi切qie削xue加jia工gong。

四、編程不當
，產生碰撞

因工件特殊形狀，要求編程時的進、退刀必須為單坐標方式， 鏜刀加工孔時
，若直接用G00指令移動刀具至目標點，編程如下：

N0050　G00　X19.0　Z－25.0

；

這樣，勢必會如實線所示那樣與工件發生碰撞；若單坐標分步移動至目標點
，這樣編程：

N0050　G00　Z2.0；

N0055　　　　X19.0；

N0060　　　　Z－25.0
；

如虛線所示，就有效地避免了碰撞。再比如圖4所示工件中，當完成切槽的車削時，需要快速退回至Ф100mm及離工件右端麵100mm處
，如這樣編程：

N0080　G00　X100.0　Z100.0；

則切槽刀會因走斜線而與零件台階碰撞，即使在大多數數控係統中

，執行G00指令後，刀具走的實際軌跡是折線
，又由於G00是快速點定位，車刀以機床最快的速度移至目標點，車刀的實際軌跡為圖5所示虛線部分，即是條折線
，也是要與工件發生碰撞的。

其正確的編程方法如下：

N0080　G00　X100.0；

N0085 Z100.0；

即先將切槽刀徑向退出工件
，然後再軸向移動至端麵100mm處，即可有效避免碰撞。

五、編程數據錯誤或不符合要求
，而引發的碰撞有些數控車床為小數點編程，或已設置為小數點編程，在下圖6所示情況下：

其程序為：

N0100　G00　X62.0 Z-35.0；

即使刀具走折線


，也不會與工件碰撞。但由於粗心或其他原因，把程序誤寫成如下程序：

N0100　G00　X62　Z－35.0；

或

N0100　G00　X62　　Z－35
；

數控係統會把坐標字後的62及－35除以1000來處理，即成為：

N 0100　G00　X0.062 Z-35.0；

或

N0100　G00　X0.062　Z－0.035
；

很顯然
，切槽刀要與工件外圓或右端麵相碰撞。為了避免這種碰撞，最好的辦法就是多仿真、多檢查，小心、細仔
，及時找出明顯有錯或不符合要求的數據，並及時修正。

六、不熟悉編程指令的用法，導致車刀與工件碰撞

在FANUC　0I係統中，G71（G73）與G70粗、精車工件輪廓的多重複合固定循環，尤其是G73指令與G70組合時
，由於循環結束時，回程點的起始點選擇地不合適（見A點所示
，偏低），從而造成在刀具回程時與工件相碰撞的現象發生。為了防止這種情況發生，隻要使回程點的起始點適當抬高至B點即可。

七
、換刀點指定的不合適，發生碰撞

換huan刀dao點dian選xuan得de離li工gong件jian太tai近jin或huo離li尾wei座zuo太tai近jin或huo離li機ji床chuang的de其qi他ta部bu位wei太tai近jin，刀dao架jia在zai轉zhuan位wei時shi就jiu容rong易yi發fa生sheng碰peng撞zhuang工gong件jian或huo機ji床chuang。要yao避bi免mian這zhe種zhong情qing況kuang發fa生sheng，就jiu得de遵zun循xun換huan刀dao點dian的de選xuan用yong原yuan則ze
，即ji換huan刀dao點dian必bi須xu在zai工gong件jian與yu尾wei座zuo之zhi間jian，盡jin量liang靠kao近jin工gong件jian，且qie刀dao架jia在zai轉zhuan位wei時shi不bu得de碰peng著zhe工gong件jian
、尾座及機床的任何部位。

八、回參考點方式選擇錯誤
，造成碰撞

有的學生在回參考點時，選擇工作方式時，不看操作麵板，把操作方式開關選在手動（JOG）方式
，而不是回參考點（REF）方(fang)式(shi)
，又(you)不(bu)看(kan)顯(xian)示(shi)器(qi)屏(ping)幕(mu)，不(bu)是(shi)造(zao)成(cheng)超(chao)程(cheng)報(bao)警(jing)，若(ruo)再(zai)回(hui)參(can)考(kao)時(shi)
，坐(zuo)標(biao)軸(zhou)的(de)先(xian)後(hou)順(shun)序(xu)不(bu)正(zheng)確(que)
，極(ji)易(yi)造(zao)成(cheng)碰(peng)撞(zhuang)尾(wei)座(zuo)現(xian)象(xiang)發(fa)生(sheng)。為(wei)避(bi)免(mian)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)發(fa)生(sheng)，隻(zhi)要(yao)學(xue)生(sheng)認(ren)真(zhen)、仔細、不馬虎
，按規定操作機床即可。

九、未回參考點造成碰撞發生

數(shu)控(kong)車(che)床(chuang)的(de)編(bian)碼(ma)器(qi)有(you)相(xiang)對(dui)編(bian)碼(ma)器(qi)與(yu)絕(jue)對(dui)編(bian)碼(ma)器(qi)兩(liang)種(zhong)
，對(dui)加(jia)裝(zhuang)相(xiang)對(dui)編(bian)碼(ma)器(qi)的(de)數(shu)控(kong)車(che)床(chuang)當(dang)機(ji)床(chuang)上(shang)電(dian)或(huo)斷(duan)電(dian)後(hou)重(zhong)新(xin)帶(dai)電(dian)或(huo)故(gu)障(zhang)排(pai)除(chu)複(fu)位(wei)後(hou)會(hui)失(shi)去(qu)對(dui)參(can)考(kao)點(dian)的(de)記(ji)憶(yi)
，此(ci)時(shi)
，若(ruo)不(bu)進(jin)行(xing)回(hui)參(can)考(kao)點(dian)的(de)操(cao)作(zuo)，就(jiu)進(jin)行(xing)對(dui)刀(dao)或(huo)自(zi)動(dong)加(jia)工(gong)，勢(shi)必(bi)造(zao)成(cheng)數(shu)據(ju)讀(du)寫(xie)錯(cuo)誤(wu)，進(jin)而(er)引(yin)發(fa)車(che)刀(dao)與(yu)工(gong)件(jian)或(huo)機(ji)床(chuang)碰(peng)撞(zhuang)。

為避免這種情況的碰撞發生
，隻要按規定先回參考點，再進行相關操作即可。

總(zong)之(zhi)，數(shu)控(kong)車(che)床(chuang)發(fa)生(sheng)碰(peng)撞(zhuang)的(de)原(yuan)因(yin)很(hen)多(duo)
，除(chu)此(ci)之(zhi)外(wai)還(hai)有(you)其(qi)他(ta)情(qing)況(kuang)，這(zhe)裏(li)就(jiu)不(bu)再(zai)一(yi)一(yi)贅(zhui)述(shu)了(le)。為(wei)了(le)有(you)效(xiao)地(di)避(bi)免(mian)碰(peng)撞(zhuang)發(fa)生(sheng)
，在(zai)編(bian)程(cheng)與(yu)操(cao)作(zuo)時(shi)，要(yao)求(qiu)學(xue)生(sheng)熟(shu)悉(xi)數(shu)控(kong)加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)，理(li)解(jie)指(zhi)令(ling)，熟(shu)知(zhi)機(ji)床(chuang)操(cao)作(zuo)規(gui)定(ding)
，嚴(yan)密(mi)編(bian)程(cheng)，仔(zai)細(xi)檢(jian)查(zha)，並(bing)按(an)規(gui)定(ding)安(an)全(quan)操(cao)作(zuo)機(ji)床(chuang)
，切(qie)不(bu)可(ke)冒(mao)然(ran)行(xing)事(shi)。