（江西機電職業(yè)技術學院，江西南昌330013）

數控機床撞刀一般是指數控機床在工作時，刀具與工件或者機床部件發(fā)生碰撞的機床事故[1]。撞刀會造成刀具或者數控機床損壞，甚至造成人身傷害?？梢姙榱俗寯悼貦C床能安全長久的工作，必須要防止數控機床發(fā)生撞刀現象。本文以FANUC 0i系統數控車床為研究對象，分析其產生撞刀現象的原因和提出相應的預防方法。

1 對刀錯誤引起的撞刀現象

目前FANUC 0i系統數控車床操作最常用的對刀方法是試切對刀法[2]，一般我們在數控車床中用對刀操作來建立工件坐標系。如果試切對刀時的數據不對，就會造成工件原點設置錯誤，從而導致數控機床撞刀。對刀時常發(fā)生錯誤的地方有以下幾種。

（1）刀具補償參數輸入的位置錯誤

對刀時正確的刀具補償參數應該寫在“工具補正/形狀”中，而有些粗心的操作者會將刀補參數寫入“工具補正/磨耗”。寫入“工具補正/磨耗”里所建立的工件原點位置和正確工件原點位置相差很大，非常容易造成撞刀。

（2）機床沒有進行回零操作

數控機床開機之后或者停電之后，都需要進行回零操作讓機床找到機床原點，而機床原點是工件原點的基礎，沒有正確的機床原點對刀產生的數據都是錯誤的，這時也會產生撞刀。特別注意的是，數控車床回零時需要先回X軸方向，再回Z軸方向，否則刀架有可能會撞到尾座。

（3）輸入數據需為小數點輸入方式

FANUC 0i系統數控車床在使用試切對刀法時，輸入數據為整數時必須加上小數點，比如試切后測量零件直徑值數據為50 mm，則需輸入數據“X50.0”或者“X50.”，然后點“測量”；若是輸入“X50”則會導致對刀數據錯誤，引起撞刀。

（4）工件原點位置設置不當

數控車床的工件原點通常都設置在零件右端面的中心，也有些編程人員在編程時把工件原點設置在零件左端面中心，這時對Z軸方向需要加上零件長度，比如零件長度為100mm，試切右端面后，應在“形狀”中輸入“Z100.0”點“測量”，而不是輸入“Z0”再點“測量”。

2 程序錯誤引起的撞刀現象

FANUC 0i系統數控車床是目前市場上占有率最大的數控車床，其編程引起的撞刀現場多半是對于指令不熟悉或者丟失指令。無論是程序寫錯、輸錯或者是指令格式使用錯誤都會引起機床接受錯誤指令而導致報警或者撞刀。常見的程序錯誤有：

（1）指令格式使用錯誤

數控機床中有嚴格的格式要求，特別是G代碼對于格式錯誤是不能容忍的，也極易導致程序錯誤并引起撞刀。比如，在使用G01直線插補時忘記給F進給速度，這時機床就會以默認的進給速度進行零件加工，此時刀具很可能是快速切削零件，導致刀具和零件發(fā)生碰撞。

（2）指令代碼理解錯誤

數控機床編程中每個指令代碼都有其特定含義，如果理解錯誤會導致很嚴重后果。比如FANUC 0i系統數控車床中G98指令是指定F進給速度，單位為mm/min，而G99指令是指定F進給速度，單位為mm/r。如果編程時設置了G99指令，但是寫程序時理解成了G98的含義，編寫程序時寫出的指令為“F150”，這時機床切削零件時進給速度明顯太高，最終造成打刀。

（3）直徑值方式編程表達錯誤

在數控車床編程中，為了更方便的計算X坐標值，我們常設置X方向使用直徑值方式編程，若是沒注意這點而采用了半徑值方式計算X坐標，則會比實際X坐標少一半，結果當然是會導致撞刀。

（4）G00指令路線理解錯誤

G00指令的運動路線非常特殊，其大多數情況下運動路線為折線，只有在平行X軸方向或者平行Z軸方向運動時才一定為直線。因此編程時若是沒有注意G00指令運動路線的特性，在刀具靠近零件斜向移動時很容易造成刀具與零件發(fā)生碰撞。

（5）循環(huán)指令起點設置錯誤

FANUC 0i系統數控車床的常用循環(huán)指令G90、G92、G71和G73等，其起點位置設置非常重要。如果是加工零件外輪廓，需要設置起點X坐標值至少大于零件的最大直徑值，設置Z坐標值在零件右端面右側2~5mm左右。若是不符合循環(huán)指令起點設置原則，也有可能導致撞刀。

（6）未從程序開頭執(zhí)行程序

數控機床程序執(zhí)行必須從程序的第一行開始執(zhí)行，執(zhí)行程序時若是沒有注意光標的位置，導致程序從中間某處執(zhí)行，也有可能導致機床撞刀，當然有時候特意從中間某處執(zhí)行其中部分程序的情況例外。

3 其他原因引起的撞刀現象

除了對刀錯誤和程序錯誤容易引起撞刀[3]之外，還有一些其他原因也需要注意：

（1）模擬加工時忘記鎖定機床

FANUC 0i系統數控車床自帶圖形模擬功能，此功能主要目的是為了讓機床操作者進行程序校驗，但如果在模擬加工時沒有鎖定機床動作，反而很容易在沒有準備好的情況下導致機床撞刀。

（2）系統參數設置錯誤

數控機床系統參數影響了數控機床的操作方式和加工性能，一般廠家出廠設置的參數不允許修改，若的確有需要修改參數，則需在參照說明書或者弄明白系統參數表達的含義再去修改，否則不正確的參數將導致機床不可預知的錯誤動作，給機床加工帶來危險。

（3）加工螺紋時調大主軸轉速

加工螺紋時要求主軸轉速和進給速度都不能改變，有些操作者在加工螺紋時看到加工出來的螺紋不好看，為了提高螺紋表面質量就調大主軸轉速，這種情況輕則造成“亂牙”現象[4]，重則會造成螺紋刀過切導致撞刀。

（4）手動操作機床時失誤

操作機床時，在手動模式或者手輪模式操作下，相關進給倍率設置比較大，在刀具比較靠近零件的情況下操作失誤容易導致撞刀。

4 預防撞刀現象的方法

FANUC 0i系統數控車床硬件方面引起的數控機床故障大多都有警報并自動停止機床動作，大多數撞刀原因都是由于操作者粗心或者失誤引起的數控機床事故，有些操作者由于撞刀而對數控機床產生了恐懼心理，這也是沒有必要的。注意以下幾個方面就可以盡量避免撞刀現象的發(fā)生：

（1）編制數控程序時要對編程指令需非常熟悉，特別是G代碼的格式、含義及其具體用法。可先在電腦上的模擬軟件里調試好程序，避免由于程序錯誤而引起機床撞刀。

（2）操作數控機床時需謹慎，盡量按照規(guī)程來操作，且在試加工時進給速度倍率調低些，以便在出現錯誤時來得及急停機床。

（3）離開機床時需鎖定操作面板，防止被人無意修改系統參數；若不小心修改了系統參數，在不熟悉的情況下，可聯系廠家，一般廠家都有備份，可恢復默認參數。

（4）平時對數控機床做好相關的狀態(tài)記錄，對機床運行狀態(tài)有足夠了解才能防患于未然。

5 結束語

引起FANUC 0i系統數控車床撞刀原因有很多種，大多數情況都是可以避免的，操作者需要的是細心和耐心。只要操作者注意細節(jié)，合理利用數控機床的操作技巧以及數控機床先進技術，比如利用限位設置、系統自檢測等等，就可以大大降低撞刀現象的發(fā)生。

[1]孟生才，方革新，王 華.數控機床編程和操作中的撞刀分析[J].機床與液壓，2010，(12):113-114.

[2]王繼明，任樹棠.數控車床試切法對刀原理與操作[J].機電產品開發(fā)與創(chuàng)新，2008，(04):186-188.

[3]丘志敏，宋玉春，霍英.數控車床撞刀事故的研究與解決[J].制造技術與機床，2007，(06):81-84.

[4]郭曉麗.淺析數控車床加工螺紋時造成螺紋亂牙的原因[J].職業(yè)，2009，(23):126.