數控車削中碰刀現象的解決策略

丁祥力

摘要：初學者在數控車床實訓過程中往往信心十足，膽子非常大，經常會出現一些操作失誤而引發碰刀。本文針對FANUC 數控車床容易出現碰刀的多個方面做原因分析，并提出相應的解決方法。

關鍵詞：數控系統；車床；解決方法

碰刀是數控加工中必須盡量避免，一旦發生碰刀可能會對昂貴的機床造成損傷、影響機床的加工精度，嚴重的還可能危害到人身安全。筆者總結了一些規避碰刀的方法，貢讀者借見。

1.程序輸入錯誤，缺乏細致的檢查，則可以修改系統參數

對FANUC數控系統參數中最小的設定單位為0.001mm。

坐標數字后的小數點“.”在編程中經常會被操作人員疏忽掉。

如：G00 X20 Z-50 F0.3；

此處“X20 Z-50”后均省略了小數點。假如此時系統參數設置為最小設定單位為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NO.3401來規避這種情況，設置為讓系統可以不使用小數點的地址字， NO.3401設置為mm， inch單位。同時參數1001直線軸的最小移動單位也應設置為mm（公制機床）。如此設置后程序的地址字即使省略小數點“.”也不會造成程序錯誤。

2.車削工藝與編程技巧

數控編程是數控車床加工中至關重要的環節，加工程序的編寫必須根據工件圖紙、工藝要求來確定。在各種加工內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換刀點的選擇

換刀點必須讓刀具有足夠的換刀空間，不要讓刀具與工件或機床其它部件發生干涉。

解決方法：

設置換刀點前要了解刀具的構造及裝夾的伸出量情況。有些長柄刀具還要在機床上進行測量才能確定換刀點，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生干涉。

2.2刀補值

輸入錯誤的刀補值也是產生碰刀的主要原因。

解決方法：如下面幾種情況：忘記輸入"-"號讓補值變成正值；漏掉小數點，如"8.6"輸成"86"；"Z"軸輸成"x"軸；"T0101"輸成"T0102"。這些因不細心的小錯誤有時會造成大事故。

2.3切槽和螺紋加工的進退刀方式常常出現碰刀現象

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，應選用一個固定刀尖來作為走刀的坐標定位參考點，靠近工件階臺時要提前調整走刀速度，不能再用“G00”指令的速度，避免撞刀。進退刀時"X、Z"兩軸不能做同時移動使用，進刀定位順序是先定Z軸后定X軸，退刀時先退出X軸再退Z軸。

（2）螺紋。“G92”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的情況下，系統按螺紋加工的走刀速度執行（F2.0，此時使用“G99”轉進給），此時會出現兩種情況：一是機床不動，伺服系統報警；二是刀具移動速度過快，導致碰刀。

另外，普通螺紋加工時刀具起點位置要相同，X軸起點及終點坐標要相同，以避免產生“亂牙”。

2.4 G70--G73復合循環指令

G70--G73等復合循環指令執行后的退刀是從程序終點快速返回程序起點。

解決方法：

為了避免車刀從終點快速返回起點時撞向工件，在設置定位點時應注意終點與起點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，否則退刀會出現碰撞，如：毛坯尺寸為Φ55×150，定位點位“G00 X30.0 Z2.0”加工時退刀刀具將撞到工件。G70精加工循環指令的起點位置更應該注意，在對指令走刀路線不熟悉的情況下，建議將G70的起點坐標設在其它粗加工循環指令的起點位置上。

另外解決碰刀的方法：程序的安全校檢

3.數控模擬仿真系統

數控仿真系統能很好的強化學生的編程技能，通過數控仿真模擬數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，若出現碰撞可以及時更改錯誤程序。等檢查完全無誤再上機床實際操作，如此可以大大地減少程序錯誤及誤操作而引起的碰刀，最大限度的保護機床設備。

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，在快接近零件時快速按下暫停，觀察此時的系統數字顯示還有多少距離要走，再打開防護罩觀察刀與零件的距離。若顯示的數字與所觀察的距離無明顯差別，才可繼續運行。

要想減少碰刀等隱患，還需要養成良好的操作習慣。編程要細心，開機先回機床原點，過程中減少誤操作，定期檢查刀具補償值和工件坐標系的設定，加工前務必確認原點，并及時做好各方面的檢查，以確保機床安全可靠高效的運行。