方毅飛

摘 要：撞刀是學生在數(shù)控車學習和訓練過程中出現(xiàn)最多的問題之一。通過對撞刀的原因進行分析與總結，提出了一些防止撞刀事件發(fā)生的方法與措施，這對學生學習數(shù)控車有著很重要的意義，減少撞刀可以大大加強學生的信心及學校在教學中的成本。

關鍵詞：數(shù)控車；撞刀；編程；刀補；各種刀具

在數(shù)車加工中，如果不遵守安全操作規(guī)程，很可能發(fā)生人身事故或設備事故。由于操作員編程、操作等失誤導致撞刀事故時常發(fā)生，不僅造成人身傷害，而且對價格昂貴的數(shù)控機床的危害也極大，嚴重的可造成數(shù)控機床的報廢。因此，怎樣避免撞刀一直都是數(shù)控機床操作人員重點考慮的問題。

一、什么是撞刀

撞刀是指刀具在移動過程中與工件、卡盤或尾座發(fā)生意外碰撞的機床事故。撞刀是數(shù)控車床操作新手最有可能發(fā)生的事故，一旦發(fā)生撞刀事故，輕者影響機床精度，重者造成機床損壞，必須引起操作者的高度重視。

二、撞刀產生的原因及防范措施

撞刀產生的原因很多，常見的撞刀現(xiàn)象歸納起來有以下三種：

（一）編程不當引起的撞刀

數(shù)控機床所運用的程序是按照一定的格式并以代碼的形式編制的。理想的數(shù)控程序不僅應該保證能加工出符合圖紙要求的合格工件，還應該使數(shù)控機床的功能得到合理的應用和充分的發(fā)揮，因此編程正確與否對加工影響很大，是導致碰撞事故的主要因素。編程不當引起的撞刀，根據(jù)原因不同又可分為以下類別：

1.編程錯誤

編程錯誤是操作員最常見的錯誤，也是造成撞刀的主要原因，下面以GSK980T為例。對于一些我們平常非常熟悉的指令，如G00、G01指令相信很多人都非常熟悉，但是在編程過程中卻很容易出問題，其中包括坐標值的輸入錯誤以及G01指令后有無F指令，后面缺少了一個F指令，這就相當于用快速移動指令去切削工件，結果造成嚴重撞倒。對于這類種簡單指令使用問題，只要操作者小心謹慎，并做好程序檢查工作便可以排除撞刀的危險。另外，在加工過程中，經常使用到G71、G73、G70、G92、G75循環(huán)指令，必須準確記住其格式并理解其含義。

2.絕對值編程和增量值編程的混淆

以G90編入程序時，后面所有編入的坐標值全部是以編程零點為基準的，機床系統(tǒng)得電后處于G90（絕對值編程方式）狀態(tài)。G91編入程序時，之后所有坐標值均以前一個坐標位置作為起始點來計算運動的編程值。有相當多的操作者沒有將兩者區(qū)別清楚，手動編程時常出現(xiàn)混淆。

3.對同行程序中不同指令執(zhí)行的先后順序不了解

為了減少編程行數(shù)，數(shù)控系統(tǒng)一般允許一個程序段中同時有G指令、M指令、T指令、F指令、S指令等各一個。但不同系統(tǒng)，其執(zhí)行各指令的時間順序可能不同。特別要注意的是有些人喜歡將T指令（換刀指令）與G指令寫在同一程序段中，這是一種不太好的編程習慣。系統(tǒng)在命令刀具快速移動的同時也進行換刀，顯然這可能造成刀架換刀時與工件相撞。因此，編程時應注意了解系統(tǒng)程序段中各指令執(zhí)行的先后順序。

4.退刀路線制定錯誤

在各種復合循環(huán)加工中，一定要注意其快速退刀路線，防止刀具與工件碰撞。因此，切槽時外圓槽時應先運行G00X100，然后再運行Z100；而車內孔恰恰相反，應先運行G00Z100，然后再運行X100。

從上面的分析來看，實踐中的編程錯誤是多種多樣的。要防止編程錯誤，必須重視以下幾個方面：首先是要真正掌握好系統(tǒng)的編程指令，理清其實際意義及其使用環(huán)境，剔除一些不良的編程習慣；其次在編程時要小心謹慎，仔細校對，要善于利用仿真軟件對程序進行校對、查錯；第三是編程時要注意與工藝實踐相結合。

（二）刀補錯誤引起的撞刀

數(shù)控車削零件通常需使用若干把車刀，一般情況下選用外圓粗車刀（根據(jù)實際也可選用其他刀）作為基準刀，以它的刀尖來建立零件加工的坐標系。刀補其實就是非基準刀刀尖與基準刀刀尖分別在X、Z方向的偏差。刀補的測定過程一般我們稱為“找刀補”“找刀偏”或“對刀”。手動對刀則是學習數(shù)控機床操作的重點與難點之一。新手在學習測定刀補時容易出現(xiàn)刀補誤差較大和刀補錯誤。

誤差偏大的問題主要由測量誤差引起，它會影響到零件的加工精度，但一般不會引起撞刀等安全方面的問題。而刀補錯誤主要是因為測量時讀錯數(shù)或對刀的方法、步驟不正確引起。刀補錯誤表現(xiàn)為某把刀在執(zhí)行其刀補換刀后，刀尖與基準刀刀尖的重合度偏差較大。系統(tǒng)在加工零件時卻默認換刀后每把刀的刀尖均與基準刀刀尖重合的原則。因此，在這種實際與理論不符的錯誤前提下，就有可能導致撞刀事故發(fā)生。

（三）對安全間隙的忽視或錯誤估計引起的撞刀

1.換刀點的安全間隙設計

為了減少空行程，在數(shù)控車床加工時，常把換刀點設在離工件近的位置，從提高工作效率來看是正確的，但卻存在著失誤。對于第一把刀，這個間隙是足夠的，但在同一點換上第二把刀，或第三把刀，不一定能完全保證刀架上所有的刀不會碰撞上到工件，因此應全面考慮各把刀在刀架的伸出長度設置安全間隙，并保證刀架上的刀具在旋轉刀的最大直徑內沒有其他的障礙物。

2.刀具相對工件必須有足夠的車削間隙

擬定刀具加工路徑時，刀具與工件表面是否有足夠空間，尤其是在車槽、車內孔時，如果空間不足，就會產生不同程度的碰撞，這樣將會影響工件的正常加工。所以加工的時候一定要考慮好刀具的長度是否夠長，刀具的直徑是否夠小，不然就會撞刀。所以在選用刀具時一定要認真核對工件尺寸要求，合理選擇刀具。

上述僅僅是對撞刀事故的發(fā)生做了大致的分析與歸類，實際中發(fā)生撞刀事故的問題是千變萬化的。數(shù)控技術人員只有進一步深入全面了解數(shù)控的理論與操作知識，做到理論與實踐的融會貫通，才能真正地對千變萬化的實際問題做出本質的分析，更好地防范撞刀問題的發(fā)生，從而為真正地成為高素質的數(shù)控技術人才鋪下堅實的道路。

參考文獻：

[1]劉跌南.機床計算機數(shù)控及其應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002：246.

[2]王愛玲.現(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng)[M].北京：圖防工業(yè)出版社，2002：134.

[3]蔣建強.數(shù)控加工技術與實例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003：12l-l23.