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数控机床使用中的安全问题

信息来源:plantb2b.com  时间:2010-09-17  浏览次数:71

  数控机床的进给速度已从80年代的16m/min到现在的24~40m/min,主轴转速也从2500r/min上升到现在 6000~40000r/min,机床结构也从敞开型向封闭型转变。在这样的高速度和结构的情况下,一旦由于编程和操作失误,操作者来不及按急停按钮,刀具已与工件相撞。为避免出现机床和人身事故,在编程和操作时可采取以下措施(以FANUC系统为例)。
  1.编程员在编程时设定的工件坐标系原点应在工件毛坯以外,至少应在工件表面上。
  在正常情况下,工件坐标系原点可以设在任何地方,只要此原点与机床坐标系原点有一定的关系即可。但在实际操作时,万一出现指令值为零或接近零时,刀具就会直指零或接近零的位置。在铣削加工时,刀具将奔向工作台面或夹具基面:在车削加工时,将奔向卡盘基面。这样,刀具将穿透工件直指基准面。此时,若为快速移动,则必发生事故。
  FANUC系统一般设定:当省略小数点时,为最小输入单位,通常为μm。当疏漏了小数点时,则输入的值将缩小成千分之一,此时,输入的值就会接近于零。或者,由于其他原因,使刀具本应离开工件但实际并未离开工件而进入工件之内。出现这种情况时,工件坐标系零点应设在工件以外或在工作台(或夹具)基面上,其结果将是不一样的。
  2.编程员和操作者在书写程序时,对小数点要倍加小心。
  FANUC 系统在省略小数点时为最小设定单位,而大多数国产系统及欧美的一些系统,在省略小数点时,则为mm,即计算器输入方式。若你习惯了计算器输入方式,则在 FANUC系统上就会出现问题。不少编程员和操作者,可能两种系统都要使用,为防止因小数点而使尺寸变小的情况,应在计算器输入方式的程序中,也加上小数点。这样做,对某类系统是多余的,但养成习惯后,就不会因为小数点而出现问题。
  为了使小数点醒目,在编程时往往把孤立的小数点写成“.0”的形式。当然,系统在执行时,数值的小数点以后的零被忽略。
  3.操作者在调整工件坐标系时,应把基准点设在所有刀具物理(几何)长度以外,至少应在最长刀具的刀位点上。
  对于工件安装图上的工件坐标系,操作者在机床上是通过设置机床坐标系偏移来获得的。亦即,操作者在机床上设定一个基准点,并找到这一基准点与编程员设定的工件坐标系零点之间的尺寸,并把这一尺寸设为工件坐标系偏移。
  在车床上,可把基准点设在刀架旋转中心、基准刀具刀尖上或别的位置。如果不附加另外的运动,则编程员指令的零,即为刀架(机床)的基准点移动到偏程的零位置。此时,若基准点设在刀架旋转中心,则刀架必与工件相撞。为保证不相撞,则机床上的基准点不但应设在刀架之外,还应设在所有刀具之外。这样即使刀架上装有刀具时,基准点也不会与工件相撞。
  在铣床上,X、Y轴的基准点在主轴轴心线上。但是,Z轴的基准点,可以设在主轴端或在主轴端之外的某点上。若在主轴端,当指令为零时,主轴端将到达坐标系指定的零位置。此时,主轴端的端面键将与工件相撞:若主轴上再装有刀具,则必与工件相撞。为保证不相撞,则Z轴上的基准点应设在所有刀具长度之外。即使不附加别的运动,基准点也不会撞工件。
  4.操作者在调整刀具长度偏置时,应保证其偏置值为负值。
  编程员在指令刀具长度补偿时,车削用T代码指令,而铣削用G43指令,即把刀具长度偏置值加到指令值上。在机床坐标轴的方向上,规定刀具远离工件的运动方向为正,刀具移近工件的方向为负。操作者把刀偏值调整为负值,是指令刀具移向工件。程序中指令刀具向工件趋近时,除了指令值之外,还要附加刀具的偏置值,这个附加的值是移向工件的。此时,万一此值被疏漏,刀具就不会到达目标点。
  为使刀具偏置值为负值,则在规定机床上的基准点时,必须设在所有刀具长度之外,至少应在基准刀具的刀位(尖)点上。
  5.取消刀具长度偏置(补偿)时,应使刀具在工件之外。
  有时,在加工中间要取消刀具长度偏置。例如,在加工中心上,若发出G28、G30和G27指令时,机床返回换刀点进行自动换刀。为保证准确到达换刀位置,在指令中要取消刀具长度偏置,如G30Z-G49:其中,Z—为刀具移动的中间点。刀具在到达中间点时要取消刀具长度补偿。这个中间点若是选得不妥,则刀具刀尖可能并未离开工件,或者反而移向工件,此时就可能发生事故。在编程时,刀具长度一般并未确定,如果指令的值不足以使刀尖远离工件,则将出现危险。此时,应采用增量值编程,让增量值大于所有的刀具长度补偿值。如刀具长度补偿值为200mm,指令G30 G49 G91 Z200.0。若按照前面所建议的方法设定机床上的基准点和调整刀具长度偏置(补偿)的话,只要指令点在工件之外,则刀尖必定远离工件。
  6.刀具号与刀具补偿号要便于核对。
  刀具号用T代码指令,其补偿号由操作者在系统偏置数据区内设定。车削系统用T代码加2位数或4位数,其中,高位数指令刀具号,低位数指令刀具补偿号。在铣削系统中由T代码指令刀具号,由H代码指令刀具长度补偿,用D代码指令刀具补偿半径,且H和D代码用的是同一组数据,刀具号与补偿号之间是互相独立的,编程员可自主指定。
  为了便于核对和设定,除了特殊用途外,车削系统的刀具号与补偿号最好相同,例如:T11或T101等。即1号刀具用1号补偿值。铣削系统用T1调用刀具,用H1调用刀具长度补偿值,用D21调用刀具半径补偿值(如果刀具少于20把时)。即1号刀具用1号长度补偿值,用21 号半径补偿值,便于编程和设定操作,也便于记忆,以减小出错机率。
  7.轮廓铣削时,要使刀具离开工件轮廓表面后再抬刀。
  轮廓铣削时,使刀具离开工件轮廓表面后再抬刀,除了不在轮廓上留下刀痕外,也可养成良好的习惯,以免在其它情况下造成事故。
  目前,数控系统提供了许多检验程序的功能。一般情况下,编程和设置错误是可以检查出来的。采用这里建议的措施,即使出现漏检的情况,也不至于造成事故。

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