數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給速度已從80年代的16m/min到現(xiàn)在的24~40m/min,主軸轉(zhuǎn)速也從2500r/min上升到現(xiàn)在 6000~40000r/min,機(jī)床結(jié)構(gòu)也從敞開型向封閉型轉(zhuǎn)變。在這樣的高速度和結(jié)構(gòu)的情況下,一旦由于編程和操作失誤,操作者來不及按急停按鈕,刀具已與工件相撞。為避免出現(xiàn)機(jī)床和人身事故,在編程和操作時可采取以下措施(以FANUC系統(tǒng)為例)。
1. 編程員在編程時設(shè)定的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)應(yīng)在工件毛坯以外,至少應(yīng)在工件表面上。
在正常情況下,工件坐標(biāo)系原點(diǎn)可以設(shè)在任何地方,只要此原點(diǎn)與機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)有一定的關(guān)系即可。但在實(shí)際操作時,萬一出現(xiàn)指令值為零或接近零時,刀具就會直指零或接近零的位置。在銑削加工時,刀具將奔向工作臺面或夾具基面:在車削加工時,將奔向卡盤基面。這樣,刀具將穿透工件直指基準(zhǔn)面。此時,若為快速移動,則必發(fā)生事故。
FANUC系統(tǒng)一般設(shè)定:當(dāng)省略小數(shù)點(diǎn)時,為最小輸入單位,通常為µm。當(dāng)疏漏了小數(shù)點(diǎn)時,則輸入的值將縮小成千分之一,此時,輸入的值就會接近于零�;蛘撸捎谄渌�,使刀具本應(yīng)離開工件但實(shí)際并未離開工件而進(jìn)入工件之內(nèi)。出現(xiàn)這種情況時,工件坐標(biāo)系零點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件以外或在工作臺(或夾具)基面上,其結(jié)果將是不一樣的。
2. 編程員和操作者在書寫程序時,對小數(shù)點(diǎn)要倍加小心。
FANUC 系統(tǒng)在省略小數(shù)點(diǎn)時為最小設(shè)定單位,而大多數(shù)國產(chǎn)系統(tǒng)及歐美的一些系統(tǒng),在省略小數(shù)點(diǎn)時,則為mm,即計(jì)算器輸入方式。若你習(xí)慣了計(jì)算器輸入方式,則在 FANUC系統(tǒng)上就會出現(xiàn)問題。不少編程員和操作者,可能兩種系統(tǒng)都要使用,為防止因小數(shù)點(diǎn)而使尺寸變小的情況,應(yīng)在計(jì)算器輸入方式的程序中,也加上小數(shù)點(diǎn)。這樣做,對某類系統(tǒng)是多余的,但養(yǎng)成習(xí)慣后,就不會因?yàn)樾?shù)點(diǎn)而出現(xiàn)問題。
為了使小數(shù)點(diǎn)醒目,在編程時往往把孤立的小數(shù)點(diǎn)寫成“.0”的形式。當(dāng)然,系統(tǒng)在執(zhí)行時,數(shù)值的小數(shù)點(diǎn)以后的零被忽略。
3. 操作者在調(diào)整工件坐標(biāo)系時,應(yīng)把基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在所有刀具物理(幾何)長度以外,至少應(yīng)在最長刀具的刀位點(diǎn)上。
對于工件安裝圖上的工件坐標(biāo)系,操作者在機(jī)床上是通過設(shè)置機(jī)床坐標(biāo)系偏移來獲得的。亦即,操作者在機(jī)床上設(shè)定一個基準(zhǔn)點(diǎn),并找到這一基準(zhǔn)點(diǎn)與編程員設(shè)定的工件坐標(biāo)系零點(diǎn)之間的尺寸,并把這一尺寸設(shè)為工件坐標(biāo)系偏移。
在車床上,可把基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在刀架旋轉(zhuǎn)中心、基準(zhǔn)刀具刀尖上或別的位置。如果不附加另外的運(yùn)動,則編程員指令的零,即為刀架(機(jī)床)的基準(zhǔn)點(diǎn)移動到偏程的零位置。此時,若基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在刀架旋轉(zhuǎn)中心,則刀架必與工件相撞。為保證不相撞,則機(jī)床上的基準(zhǔn)點(diǎn)不但應(yīng)設(shè)在刀架之外,還應(yīng)設(shè)在所有刀具之外。這樣即使刀架上裝有刀具時,基準(zhǔn)點(diǎn)也不會與工件相撞。
在銑床上,X、Y軸的基準(zhǔn)點(diǎn)在主軸軸心線上。但是,Z軸的基準(zhǔn)點(diǎn),可以設(shè)在主軸端或在主軸端之外的某點(diǎn)上。若在主軸端,當(dāng)指令為零時,主軸端將到達(dá)坐標(biāo)系指定的零位置。此時,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(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在所有刀具長度之外。即使不附加別的運(yùn)動,基準(zhǔn)點(diǎn)也不會撞工件。
4. 操作者在調(diào)整刀具長度偏置時,應(yīng)保證其偏置值為負(fù)值。
編程員在指令刀具長度補(bǔ)償時,車削用T代碼指令,而銑削用G43指令,即把刀具長度偏置值加到指令值上。在機(jī)床坐標(biāo)軸的方向上,規(guī)定刀具遠(yuǎn)離工件的運(yùn)動方向?yàn)檎�,刀具移近工件的方向�(yàn)樨?fù)。操作者把刀偏值調(diào)整為負(fù)值,是指令刀具移向工件。程序中指令刀具向工件趨近時,除了指令值之外,還要附加刀具的偏置值,這個附加的值是移向工件的。此時,萬一此值被疏漏,刀具就不會到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。
為使刀具偏置值為負(fù)值,則在規(guī)定機(jī)床上的基準(zhǔn)點(diǎn)時,必須設(shè)在所有刀具長度之外,至少應(yīng)在基準(zhǔn)刀具的刀位(尖)點(diǎn)上。
5. 取消刀具長度偏置(補(bǔ)償)時,應(yīng)使刀具在工件之外。
有時,在加工中間要取消刀具長度偏置。例如,在加工中心上,若發(fā)出G28、G30和G27指令時,機(jī)床返回?fù)Q刀點(diǎn)進(jìn)行自動換刀。為保證準(zhǔn)確到達(dá)換刀位置,在指令中要取消刀具長度偏置,如G30Z-G49:其中,Z—為刀具移動的中間點(diǎn)。刀具在到達(dá)中間點(diǎn)時要取消刀具長度補(bǔ)償。這個中間點(diǎn)若是選得不妥,則刀具刀尖可能并未離開工件,或者反而移向工件,此時就可能發(fā)生事故。在編程時,刀具長度一般并未確定,如果指令的值不足以使刀尖遠(yuǎn)離工件,則將出現(xiàn)危險。此時,應(yīng)采用增量值編程,讓增量值大于所有的刀具長度補(bǔ)償值。如刀具長度補(bǔ)償值為200mm,指令G30 G49 G91 Z200.0。若按照前面所建議的方法設(shè)定機(jī)床上的基準(zhǔn)點(diǎn)和調(diào)整刀具長度偏置(補(bǔ)償)的話,只要指令點(diǎn)在工件之外,則刀尖必定遠(yuǎn)離工件。
6. 刀具號與刀具補(bǔ)償號要便于核對。
刀具號用T代碼指令,其補(bǔ)償號由操作者在系統(tǒng)偏置數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)設(shè)定。車削系統(tǒng)用T代碼加2位數(shù)或4位數(shù),其中,高位數(shù)指令刀具號,低位數(shù)指令刀具補(bǔ)償號。在銑削系統(tǒng)中由T代碼指令刀具號,由H代碼指令刀具長度補(bǔ)償,用D代碼指令刀具補(bǔ)償半徑,且H和D代碼用的是同一組數(shù)據(jù),刀具號與補(bǔ)償號之間是互相獨(dú)立的,編程員可自主指定。
為了便于核對和設(shè)定,除了特殊用途外,車削系統(tǒng)的刀具號與補(bǔ)償號最好相同,例如:T11或T101等。即1號刀具用1號補(bǔ)償值。銑削系統(tǒng)用T1調(diào)用刀具,用H1調(diào)用刀具長度補(bǔ)償值,用D21調(diào)用刀具半徑補(bǔ)償值(如果刀具少于20把時)。即1號刀具用1號長度補(bǔ)償值,用21 號半徑補(bǔ)償值,便于編程和設(shè)定操作,也便于記憶,以減小出錯機(jī)率。
7. 輪廓銑削時,要使刀具離開工件輪廓表面后再抬刀。
輪廓銑削時,使刀具離開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(yǎng)成良好的習(xí)慣,以免在其它情況下造成事故。
目前,數(shù)控系統(tǒng)提供了許多檢驗(yàn)程序的功能。一般情況下,編程和設(shè)置錯誤是可以檢查出來的。采用這里建議的措施,即使出現(xiàn)漏檢的情況,也不至于造成事故。