避免数控车床撞刀事故的方法

娄富建　孙振华

摘 要：在数控车床操作过程中，有时会发生撞刀事故，轻者损坏刀具、工件报废，重者影响数控车床的精度，甚至危及操作者的人身安全。针对这种情况，作者总结了数控车床发生撞刀事故的一般原因，并从编程及操作等方面提出了避免数控车床撞刀的方法。

关键词：数控车床；避免撞刀；方法

1 编程问题引起的撞刀

数控车床的自动加工过程是由程序控制的，保证程序的正确、合理可以在很大程度上避免一些不必要地撞刀事故。

1.1 要搞清进给速度F的单位

进给速度F的单位有两种表示方法，一种是每分钟进给，另外一种是每转进给，两者相差很大。对于不同系统的数控车床，其默认进给速度的单位也不一样。所以我们在编程时，首先要搞清楚该车床的进给速度单位是每分钟进给，还是每转进给。这样才好确定进给速度的值。如果单位搞不清楚，就很容易出现撞刀事故。

1.2 要设置合理的换刀点

在数控车床上，当用多把刀加工一个零件时，需要在加工过程中自动换刀，编程时要设置合理的换刀点。换刀点的位置应保证刀具转位时，不撞到工件或夹具，换刀点常常设置在被加工零件的外面，并要留有一定的安全量。

1.3 设置合适的循环起点

应用循环指令编程时，应注意设置合适的循环起点，要保证循环起点与切削终点的连线，务必在零件的外面，不能和零件的任一位置有交叉，否则退刀时会发生撞刀事故。一般情况下，我们选择循环起点的位置，离工件的外圆有1～3毫米。

1.4 确定合理的走刀路线

程序的走刀路线必须按照图纸和工艺单要求，合理确定走刀路线，为保证零件的尺寸和位置的精度，应选择合适的加工顺序和装夹方法，以确保加工的顺利进行。在确定走刀路线的过程中，还要注意遵循先粗后精、先近后选、先内后外、刀具集中的原则。

1.5 对指令的正确理解

G00指令的功能是快速定位，此指令的走刀轨迹有可能先移动X轴，再移动Z轴，也有可能先移动Z轴，再移动X轴。走刀轨迹不确定。用G00指令退刀时一定要格外小心。例如，在加工零件内孔时，当内孔加工完成后，需要镗刀快速退出内孔，并回到工件端面外60毫米处，如果用G00 X60 Z60编程，这时数控车床会两轴联动，镗刀会与零件发生碰撞，造成镗刀与工件损坏，严重影响车床的精度，这时可以采用程序段G00 Z60；G00X60。即刀具先移动Z轴，然后再移动X轴。所以，加工内孔时，用G00指令退刀，应尽量避免两轴同时移动。退刀时先退Z轴，再退X轴。加工外圆时，一般先退X轴，再退Z轴。这样便不容易撞刀。

1.6 充分利用程序校验功能

现在的数控车床都具有程序校验功能。当程序输入并保存后，可以先进行程序校验（仿真加工），认真观察刀具的走刀轨迹，看刀具与工件是否发生碰撞，如果有问题，应立即检查并修改程序。确保走刀轨迹的正确。

2 错误操作引起的撞刀

⑴在输入刀补值时，有时会把“2”号刀补的值输在“1”号刀的位置上，把“0”输成“O”或忘记输“0”；把“2.68”输成“268”等。这样，数控车床启动后，刀具在执行刀补时，有可能直接冲向工件及卡盘，造成工件报废，刀具损坏，机床卡盘撞坏等事故。⑵操作者对键盘功能键的具体含义不熟悉，操作不熟练，对机床功能参数误修改，易造成撞刀等事故。⑶返回参考点或回零时，顺序应为先X轴，后Z轴，如果先Z轴后X轴，机床小托板容易和机床尾架相撞。

解决方法：操作者在输入刀补数值后应反复检查，确认无误后方可操作。对于初学者，在没有完全理解数控车床功能前，不要随便修改系统功能参数，一定要搞清基本原理，严格按照操作规程进行操作。

3 对基本概念理解不透引起的撞刀

初学者一般认为，数控车床操作简单，会编程序，程序校验没有问题，就可以动手操作。实际上操作者在没有把机床坐标系、编程坐标系、工件坐标系等基本概念完全理解的情况下，操作数控车床是很危险的。机床坐标系是机床固有的坐标系，参考点也是机床上一个固定的点，参考点有安装在机床上的零点开关决定，数控车床开机复位后，首先进行的操作是返回参考点，以确立机床坐标系。编程坐标系是编程时使用的坐标系，是为了方便编程在零件图上设定的直角坐标系，一般情况下，Z轴与工件轴线重合，X轴则设在工件左端面或右端面上。工件坐标系是加工工件时使用的坐标系，理论上工件坐标系应该与编程坐标系一致，能否让工件坐标系与编程坐标系一致，是操作中设置工件坐标系及刀补值的关键。通过对刀确定工件坐标系时，必须认真，确保正确。否则也很容易出现撞刀事故。

数控系统或机械故障引起的到撞刀。⑴数控系统原因。由于加工时进行各种操作，如插入程序、输入刀补，运行后进行删除等操作过多，使随机存储器PMA芯片中执行程序混乱，系统执行时出现错误，X或Z向出现丢步，造成撞车。EPROM芯片、系统主板或驱动板中元件有损坏，造成执行程序出错。为避免这种情况出现，要定期检查机床系统直接插件的松紧，记录系统的重要参数，如发现异常应及时找专业人员解决。⑵机床机械故障。伺服电机出现机械故障，或由于伺服电机下的接线，在操作中被拉断，伺服电机与滚珠丝杠之间的链接销钉脱落，使电机与托板之间移动不同步，或丝杠中有异物，造成机床两轴中，其中一个方向不动或移动缓慢，使机床出现撞车事故。操作时应做到及时调整，注意传动系统发出的异常声音，发现故障及时处理，机床导轨及丝杠使用完毕应及时清理干净，定时、定期对车床油路进行检查，确保油路的通畅。