常见数控加工中心撞刀的原因与规避对策

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　　摘要：数控加工中心能够在一定范围内对进行多种加工操作的高精密机床。操作人员在数控操作的过程中，经常会发生数控加工中心撞刀的现象，损坏刀具，降低机床的精确度。本文主要对数控操作中常见的数控加工中心撞刀问题进行分析，进而提出相应的规避对策，减少撞刀现象的产生。
　　关键词：数控操作;数控加工中心;撞刀
　　引言
　　数控加工中心是一支能够高精度的机床，操作人员在数控操作的过程中，由于技术和经验的不足，很容易发生撞刀的现象。这会给数控加工中心的刀具和加工工件带来很大损坏，严重情况下会给机床部件带来严重的破坏，降低机床的精度，给操作人员带来人身安全事故。此外，操作人员在数控操作的时候发生撞刀现象，严重情况下，会给操作人员在今后的数控加工操作带来心理阴影。
　　1.数控加工中心撞刀的原因
　　1.1编程不当出现的撞刀现象
　　操作人员的数控操作的过程中，由于实践知识的匮乏，很容易出现编程不当的问题，进而发生撞刀现象。首先，操作人员在数控机床操作进刀的时候，数控机床X、Y、Z直接联动快速将刀具移动的目标位置，那么就很容易发生撞刀问题。刀具在推进的过程中，需要先移动X轴和Y轴，然后在移动Z轴进行下刀操作。而在刀具退回的时候，需要先移动Z轴进行提刀，然后才可以对X、Y轴进行移动，退回换刀点。三轴同时移动，撞刀现象是不可避免的现象。
　　1.2对刀不当出现的撞刀现象
　　操作人员在数控操作操作时，很容易出现对刀不当的问题，进而出现撞刀现象[1]。产生这种情况主要有以下两种原因。一方面原因是操作人员忘记对手轮进给倍率的快慢进行转换。在数控加工中心实际操作的过程中，操作人员通常都是使用试切法进行对刀。在对刀之前，首先应该要通过换刀指令更换需要对刀的刀具，这个时候，由于刀具到铣削加工工件的距离相对较远，需要用手轮01方式将刀具快速靠近工件，然后再用手轮0.01方式继续靠近工具，最后用手轮0.001方式接触工件进行切削。但是，在实际的训练操作过程中，许多操作人员由于实践经验的不足，总是会忘记手轮进给倍率快慢的转换，一直使用手轮0.1方式靠近和接触工件，进而使得刀具与工件发生碰撞，形成撞刀问题。另一方面，操作人员在数控加工中心对刀操作时，数据输入有误。当操作人员数据输入有误时，那么其建立的工件坐标系也就存在问题，使得数控机床程序运行加工的时候，刀具与工件发生碰撞[2]。
　　1.3操作不当出现的撞刀现象
　　在数控加工中心对工件加工需要用到多把刀具的时候，但是，刀具长度的不同，这给数控加工中心的加工带来很大的问题，这时一般采用刀具长度补偿的方法进行解决。而在建立刀具长度补偿过程中，通常都是选取基准刀对刀设定工件坐标系，然后在通过其他刀具对碰Z轴方向的相同高度，进而求出其他刀具与基准刀具的方向与长度差值。然而，由于操作人员的实践知识不足，在输入刀具补偿值时，通常不会关注刀具补偿量的大小和补偿方向，进而使数控机床在执行程序的过程中出现撞刀问题。
　　除此之外，操作人员在数控加工中心执行程序正常运行的时候，也会由于技术经验的不足，出现错误操作使得程序停止运行，若操作人员在程序停止运行时，立即按“RESET”复位后，机床就会立即进入循环启动状态，这就很容易发生撞刀问题。
　　2.数控加工中心撞刀问题的规避措施
　　2.1在编程过程中，合理设置刀具的移动路线
　　在数控加工中心程序运行的刀具推进和退回过程中，可以采用单坐标方式，让刀具分步移动到目标位置，这是有效避免撞刀的基本前提。在编程时，首先让刀具沿Z轴方向进行移动，并留有适当的安全距离余量，然后在沿着X轴方向进行定刀，最后再沿着Z轴方向进行切削工件。而在退刀的过程中，应该首先让刀具先沿着X轴方向移动，然后再沿着Z轴方向让刀具从孔里退出来，最后沿X轴方向将刀具退回到换刀点。
　　2.2及时转换手轮进给倍率，保证数据输入的准确性
　　由于操作人员在进行数控操作中的经验不足，通常都会进行手轮进给倍率的转换，这就使得数控加工中心出现撞刀[3]。因此，操作人员在实际的数控机床操作前，要积极进行大量的手轮进给倍率转换训练，熟悉数控机床在具体运行中的每一个步骤以及手轮进给倍率。与此同时，在具体的操作过程中，其他同学可以在旁边进行辅助和提醒，提醒实践操作的操作人员要进行及时的转换手轮进给倍率，以免发生撞刀问题。另外，在保证操作人员数据输入的准确性，可以在对刀工作完成以后，对每一把对过的刀具进行检验。具体的检验方法如下：首先将Z轴正方向提高到安全的高度，然后通过循环启动键运行数控机床，观察刀具的位置。例如，在使用中心对刀法对刀的时候，机床运行之后，刀具应处于工件的中心位置，如果刀具处于其他位置，那么则表示对刀的数据输入存在问题。
　　2.3减少刀具补偿值设定和加工过程中的操作失误
　　对于操作人员在数控操作中的刀具补偿值设定错误问题，可以加强操作人员实训过程中的训练，通过在模拟仿真软件上进行反复的训练，熟练地掌握输入刀具补偿值所需要注意的补偿量和补偿方向问题。同时，在刀具补偿值设定不懂的问题上，可以向实训指导老师进行询问，通过指导人员的指导和教育，掌握相关的问题。而在操作误停的问题解决上，要及时的把机床的运行模式改为编辑方式，按“RESET”复位程序之后，再重新运行程序。
　　3.结语
　　操作人员在数控操作中过程中，由于编程、对刀以及操作的不当，使得数控加工中心经常发生撞刀现象。这就需要操作人员在实际在编程过程中，合理设置刀具的移动路线;及时转换手轮进给倍率，保证数据输入的准确性;减少刀具补偿值设定和加工过程中的操作失误，避免出现撞刀问题。
　　参考文献：
　　[1]黄志伟，王琳，曹永娣.数控实训中常见数控加工中心撞刀的原因及防止办法[J].现代制造技术与装备，2013，12（02）：66-67.
　　[2]殷保祖，周欣.数控加工中心刀具对刀原理方法及其应用[J].电子机械工程，2012，24（14）：164-165.
　　[3]华丽娟.数控加工实训中的故障分析[J].实验室研究与探索，2012，21（08）：86-89.
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