浅谈如何防止数控车床的常见故障

孙树明

摘 要：本文从数控实习教学的实际情况出发，针对学生操作数控车床的过程中出现的问题，总结了数控车床操作过程中经常发生的故障——“撞车”的原因，并相应提出了切实可行的解决办法。

关键词：数控车床；撞车；原因；防止办法

1 引言

数控车床价格昂贵，在实习教学中，如果由于学生编程、操作等原因，使车床发生碰撞，轻则碰坏工件，损坏刀具；重则使机床局部受损、精度降低、机床报废，甚致危及操作者的生命安全，其后果非常严重。本文就数控实习中数控车床操作过程中经常发生的故障——“撞车”的原因进行总结，并提出相应防止办法，以减少安全事故的发生率。

2 常见数控车床撞车原因及防止办法

2.1编程不当，产生碰撞

（1）车削内孔工件时的进、退刀

进、退刀方式必须为单坐标方式，如下图1所示工件中：

内孔车刀加工孔时，若直接用G00指令移动刀具至目标点，编程如下：

G00 X19.0 Z-25.0；

这样，势必会如实线所示那样与工件发生碰撞；

为防止发生碰撞必须单坐标分步移动至目标点，应这样编程：

G00 Z3.0；（先走Z方向，并且留3mm安全余量）

X19.0；（再走X方向，定刀）

Z-25.0；（最后走到目标点）

如虚线所示，这就有效地避免了碰撞。

（2）加工完沟槽时的退刀

如图2所示工件中，当完成沟槽的切削时，需要快速退回至φ200mm及离工件右端面150mm处，如这样编程：

G00 X200.0 Z150.0；

则切槽刀会因走斜线而与零件台阶碰撞，即使在大多数数控系统中，执行G00指令后，刀具走的实际轨迹是折线，又由于G00是快速点定位，车刀以机床最快的速度移至目标点，车刀的实际轨迹是条折线，也是要与工件发生碰撞的。

其正确的编程方法如下：

G00 X200.0；

Z150.0；

刀具的运动轨迹如图2虚线所示：

即先将切槽刀径向退出工件，然后再轴向移动至端面150mm处，即可有效避免碰撞。

（3）刀具退刀时刀具补偿未及时取消

有的教材里这样编写刀具退刀程序：

G00 X150.0 Z150.0 T0100；（X150.0 Z150.0为换刀点）

但Fanuc系统在执行程序段时先寻找刀具补偿指令并首先执行，如果按上边的程序执行，首先恢复机床坐标系然后再执行G00 X150.0 Z150.0，这样机床不可避免的发生碰撞，滑板将会以G00的速度撞上尾座。为了解决该问题，应该这样编写程序

G00 X150.0 Z150.0；

T0100；

先回到换刀点，再取消刀具补偿指令，即可有效避免发生撞车。

2.2 编程数据错误或不符合要求，而引发的碰撞

（1）小数点编程

有些数控车床为小数点编程，或已设置为小数点编程，如下图3所示情况：

其程序为：

G00 X62.0 Z-35.0；

即使刀具走折线，也不会与工件碰撞。但由于粗心或其他原因，把程序误写成如下程序：

G00 X62 Z-35.0；

或

G00 X62 Z-35；

数控系统会把坐标字后的62及-35除以1000来处理，即成为：

G00 X0.062 Z-35.0；

或

G00 X0.062 Z-0.035；

很显然，切槽刀要与工件外圆或右端面相碰撞。

为了避免这种碰撞，最好的办法就是多检查、多仿真，细心，及时找出明显有错或不符合要求的数据，并及时修正。

（2）G71、G72指令中的切削深度

G71、G72指令中的切削深度为单边切深，有时学生会把直径编程与切削深度混淆，而无形中增加切削深度的数值，造成刀具一次切深过大，轻则打刀，重则造成电动刀架的损坏，对于此种错误，只能通过加深切削深度的认识，并且仔细检查程序的方法来避免发生。

2.3不熟悉编程指令的用法，导致车刀与工件碰撞

在FANUC 0I系统中，G71（G73）与G70粗、精车工件轮廓的多重复合固定循环，尤其是G73指令与G70组合时，如图4所示：

由于循环结束时，回程点的起始点选择地不合适（见A点所示，偏低），从而造成在刀具回程时与工件相碰撞的现象发生。为了防止这种情况发生，只要使回程点的起始点适当抬高至B点即可。

2.4换刀点指定的不合适，发生碰撞

换刀点选得离工件太近或离尾座太近或离机床的其他部位太近，刀架在转位时就容易发生碰撞工件或机床。要避免这种情况发生，就得遵循换刀点的选用原则，即换刀点必须在工件与尾座之间，尽量靠近工件，且刀架在转位时不得碰着工件、尾座及机床的任何部位。

2.5回参考点方式选择错误，造成碰撞

有的学生在回参考点时，选择工作方式时，不仔细观察操作面板，把操作方式开关选在手动（JOG）方式，而不是回参考点（REF）方式，又不看显示器屏幕，回参考时，坐标轴的先后顺序不正确，先回了Z轴，极易造成碰撞尾座现象发生。为避免这种情况发生，回参考点时①进给倍率选择低档②先回X轴再回Z轴，只要学生认真、仔细、不马虎，按规定操作机床即可避免此种情况。

3 结束语

数控车床发生碰撞的原因很多，除此之外还有其他情况，这里就不再一一赘述了。为了有效地避免撞车发生，在操作时，要求学生理解指令，熟悉数控加工工艺，熟知机床操作规定，严密编程，仔细检查，并按规定安全操作机床，切不可冒然行事。

参考文献

[1]袁锋 编. 数控车床培训教程 北京： 机械工业出版社，2005

[2]劳动和社会保障部教材办公室组织编写 数控机床编程与操作（数控车床分册）北京： 中国劳编动社会保障出版社，2005

[3]关颖 编 数控车床 沈阳： 辽宁科学技术出版社，2005