數控機床的進(jìn)給速度已從80年代的16m/min到現在的24~40m/min,主軸轉速也從2500r/min上升到現在 6000~40000r/min,機床結構也從敞開(kāi)型向封閉型轉變。在這樣的高速度和結構的情況下,一旦由于編程和操作失誤,操作者來(lái)不及按急停按鈕,刀具已與工件相撞。為避免出現機床和人身事故,在編程和操作時(shí)可采取以下措施(以FANUC系統為例)。
1. 編程員在編程時(shí)設定的工件坐標系原點(diǎn)應在工件毛坯以外,至少應在工件表面上。
在正常情況下,工件坐標系原點(diǎn)可以設在任何地方,只要此原點(diǎn)與機床坐標系原點(diǎn)有一定的關(guān)系即可。但在實(shí)際操作時(shí),萬(wàn)一出現指令值為零或接近零時(shí),刀具就會(huì )直指零或接近零的位置。在銑削加工時(shí),刀具將奔向工作臺面或夾具基面:在車(chē)削加工時(shí),將奔向卡盤(pán)基面。這樣,刀具將穿透工件直指基準面。此時(shí),若為快速移動(dòng),則必發(fā)生事故。
FANUC系統一般設定:當省略小數點(diǎn)時(shí),為最小輸入單位,通常為µm。當疏漏了小數點(diǎn)時(shí),則輸入的值將縮小成千分之一,此時(shí),輸入的值就會(huì )接近于零;蛘,由于其他原因,使刀具本應離開(kāi)工件但實(shí)際并未離開(kāi)工件而進(jìn)入工件之內。出現這種情況時(shí),工件坐標系零點(diǎn)應設在工件以外或在工作臺(或夾具)基面上,其結果將是不一樣的。
2. 編程員和操作者在書(shū)寫(xiě)程序時(shí),對小數點(diǎn)要倍加小心。
FANUC 系統在省略小數點(diǎn)時(shí)為最小設定單位,而大多數國產(chǎn)系統及歐美的一些系統,在省略小數點(diǎn)時(shí),則為mm,即計算器輸入方式。若你習慣了計算器輸入方式,則在 FANUC系統上就會(huì )出現問(wèn)題。不少編程員和操作者,可能兩種系統都要使用,為防止因小數點(diǎn)而使尺寸變小的情況,應在計算器輸入方式的程序中,也加上小數點(diǎn)。這樣做,對某類(lèi)系統是多余的,但養成習慣后,就不會(huì )因為小數點(diǎn)而出現問(wèn)題。
為了使小數點(diǎn)醒目,在編程時(shí)往往把孤立的小數點(diǎn)寫(xiě)成“.0”的形式。當然,系統在執行時(shí),數值的小數點(diǎn)以后的零被忽略。
3. 操作者在調整工件坐標系時(shí),應把基準點(diǎn)設在所有刀具物理(幾何)長(cháng)度以外,至少應在最長(cháng)刀具的刀位點(diǎn)上。
對于工件安裝圖上的工件坐標系,操作者在機床上是通過(guò)設置機床坐標系偏移來(lái)獲得的。亦即,操作者在機床上設定一個(gè)基準點(diǎn),并找到這一基準點(diǎn)與編程員設定的工件坐標系零點(diǎn)之間的尺寸,并把這一尺寸設為工件坐標系偏移。
在車(chē)床上,可把基準點(diǎn)設在刀架旋轉中心、基準刀具刀尖上或別的位置。如果不附加另外的運動(dòng),則編程員指令的零,即為刀架(機床)的基準點(diǎn)移動(dòng)到偏程的零位置。此時(shí),若基準點(diǎn)設在刀架旋轉中心,則刀架必與工件相撞。為保證不相撞,則機床上的基準點(diǎn)不但應設在刀架之外,還應設在所有刀具之外。這樣即使刀架上裝有刀具時(shí),基準點(diǎn)也不會(huì )與工件相撞。
在銑床上,X、Y軸的基準點(diǎn)在主軸軸心線(xiàn)上。但是,Z軸的基準點(diǎn),可以設在主軸端或在主軸端之外的某點(diǎn)上。若在主軸端,當指令為零時(shí),主軸端將到達坐標系指定的零位置。此時(shí),主軸端的端面鍵將與工件相撞:若主軸上再裝有刀具,則必與工件相撞。為保證不相撞,則Z軸上的基準點(diǎn)應設在所有刀具長(cháng)度之外。即使不附加別的運動(dòng),基準點(diǎn)也不會(huì )撞工件。
4. 操作者在調整刀具長(cháng)度偏置時(shí),應保證其偏置值為負值。
編程員在指令刀具長(cháng)度補償時(shí),車(chē)削用T代碼指令,而銑削用G43指令,即把刀具長(cháng)度偏置值加到指令值上。在機床坐標軸的方向上,規定刀具遠離工件的運動(dòng)方向為正,刀具移近工件的方向為負。操作者把刀偏值調整為負值,是指令刀具移向工件。程序中指令刀具向工件趨近時(shí),除了指令值之外,還要附加刀具的偏置值,這個(gè)附加的值是移向工件的。此時(shí),萬(wàn)一此值被疏漏,刀具就不會(huì )到達目標點(diǎn)。
為使刀具偏置值為負值,則在規定機床上的基準點(diǎn)時(shí),必須設在所有刀具長(cháng)度之外,至少應在基準刀具的刀位(尖)點(diǎn)上。
5. 取消刀具長(cháng)度偏置(補償)時(shí),應使刀具在工件之外。
有時(shí),在加工中間要取消刀具長(cháng)度偏置。例如,在加工中心上,若發(fā)出G28、G30和G27指令時(shí),機床返回換刀點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)換刀。為保證準確到達換刀位置,在指令中要取消刀具長(cháng)度偏置,如G30Z-G49:其中,Z—為刀具移動(dòng)的中間點(diǎn)。刀具在到達中間點(diǎn)時(shí)要取消刀具長(cháng)度補償。這個(gè)中間點(diǎn)若是選得不妥,則刀具刀尖可能并未離開(kāi)工件,或者反而移向工件,此時(shí)就可能發(fā)生事故。在編程時(shí),刀具長(cháng)度一般并未確定,如果指令的值不足以使刀尖遠離工件,則將出現危險。此時(shí),應采用增量值編程,讓增量值大于所有的刀具長(cháng)度補償值。如刀具長(cháng)度補償值為200mm,指令G30 G49 G91 Z200.0。若按照前面所建議的方法設定機床上的基準點(diǎn)和調整刀具長(cháng)度偏置(補償)的話(huà),只要指令點(diǎn)在工件之外,則刀尖必定遠離工件。
6. 刀具號與刀具補償號要便于核對。
刀具號用T代碼指令,其補償號由操作者在系統偏置數據區內設定。車(chē)削系統用T代碼加2位數或4位數,其中,高位數指令刀具號,低位數指令刀具補償號。在銑削系統中由T代碼指令刀具號,由H代碼指令刀具長(cháng)度補償,用D代碼指令刀具補償半徑,且H和D代碼用的是同一組數據,刀具號與補償號之間是互相獨立的,編程員可自主指定。
為了便于核對和設定,除了特殊用途外,車(chē)削系統的刀具號與補償號最好相同,例如:T11或T101等。即1號刀具用1號補償值。銑削系統用T1調用刀具,用H1調用刀具長(cháng)度補償值,用D21調用刀具半徑補償值(如果刀具少于20把時(shí))。即1號刀具用1號長(cháng)度補償值,用21 號半徑補償值,便于編程和設定操作,也便于記憶,以減小出錯機率。
7. 輪廓銑削時(shí),要使刀具離開(kāi)工件輪廓表面后再抬刀。
輪廓銑削時(shí),使刀具離開(kāi)工件輪廓表面后再抬刀,除了不在輪廓上留下刀痕外,也可養成良好的習慣,以免在其它情況下造成事故。
目前,數控系統提供了許多檢驗程序的功能。一般情況下,編程和設置錯誤是可以檢查出來(lái)的。采用這里建議的措施,即使出現漏檢的情況,也不至于造成事故。