数控机床使用中的安全问题

工艺与检测Ｔｅｃｈ『１ｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　数控机床使用中的安全问题　Ａｂｏｕｔ　Ｓａｆｅｔｙ　ｉｎ　Ｕｓｉｎｇ　ＣＮＣ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｔｏｏｌｓ　孙德茂　（北京航天数控集团公司）　摘要：以Ｆ．ＭＮＵＣ系统为例，针对编程时工件坐标系和基准点的设定、书写小数点、调整和取消刀具长度偏　置、刀具号与刀具补偿号的核对和设定、轮廓铣削时存在的隐患．进行了详细的分析，并提出了相应　的防范措施。　关键词：数控机床编程刀具长度偏置　数控机床的进给速度已从８Ｏ年代的１６ｍ／ｍｉｎ到　现在的２４～４０ｍ／ｍｉｎ，主轴转速也从２５００ｒ／ｒａｉｎ上升到　现在６（３０Ｏ　４００￣ｒ／ｍｉｎ，机床结构也从敞开型向封闭型　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　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Ｆ．ＭＮＵＣ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。　Ｆ．ＭＮＵＣ系统一般设定：当省略小数点时，为最小　输人单位，通常为　当疏漏了小数点时，则输人的　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，　、ｌ，轴的基准点在主轴轴心线上。但　值将缩小成千分之一，此时，输人的值就会接近于零　或者，由于其他原因，使刀具本应离开工件但实际并未　离开工件而进人工件之内。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。　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　ＦＡＵＮＣ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ｍｌｒｔｌ，即计算器输人方式　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　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　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，应在计算器输人方式的程序中，　维普资讯 http://www.cqvip.com

Ｔｅｃ｜Ｉ１０　ｙ　ａｎｄ　ＴｅｓＩ工艺与检潮　令值上。在机床坐标轴的方向上，规定刀具远离工件　刀具号用Ｔ代码指令，其补偿号由操作者在系统　的运动方向为正，刀具移近工件的方向为负。操作者　偏置数据区内设定　车削系统用Ｔ代码加２位数或４　把刀偏值调整为负值，是指令刀具移向工件　程序中　位数，其中，高位数指令刀具号，低位数指令刀具补偿　指令刀具向工件趋近时，除了指令值之外，还要附加刀　号。在铣削系统中由Ｔ代码指令刀具号，由Ｈ代码指　具的偏置值，这个附加的值是移向工件的。此时，万一　令刀具长度补偿，用Ｄ代码指令刀具补偿半径，且Ｈ　此值被疏漏，刀具就不会到达目标点。　和Ｄ代码用的是同一组数据，刀具号与补偿号之间是　为使刀具偏置值为负值，则在规定机床上的基准　互相独立的，编程员可自主指定。　点时．必须设在所有刀具长度之外，至少应在基准刀具　为了便于核对和设定，除了特殊用途外，车削系统　的刀位（尖）点上　的刀具号与补偿号最好相同，例如：Ｔ１１或Ｔ１０１等。　（５）取消刀具长度偏置（补偿）时，应使刀具在工件　即ｌ号刀具用ｌ号补偿值。铣削系统用Ｔｌ调用刀具，　之外。　用Ｈ１调用刀具长度补偿值，用Ｄ２１调用刀具半径补　有时，在加工中间要取消刀具长度偏置　例如．在　偿值（如果刀具少于２０把时）。即ｌ号刀具用ｌ号长　加工中心上，若发出Ｇ２８、Ｇ３０和Ｇ２７指令时，机床返　度补偿值，用２ｌ号半径补偿值，便于编程和设定操作，　回换刀点进行自动换刀。为保证准确到达换刀位置，　也便于记忆，以减小出错机率　在指令中要取消刀具长度偏置，如Ｇ３０Ｚ－－Ｇ４９；其中，　（７）轮廓铣削时，要使刀具离开工件轮廓表面后再　ｚ一为刀具移动的中间点。刀具在到达中间点时要取　抬刀。　消刀具长度补偿。这个中间点若是选得不妥，则刀具　轮廓铣削时，使刀具离开工件轮廓表面后再抬刀，　刀尖可能并未离开工件，或者反而移向工件，此时就可　除了不在轮廓上留下刀痕外，也可养成良好的习惯，以　能发生事故。在编程时，刀具长度一般并未确定，如果　免在其它情况下造成事故。　指令的值不足以使刀尖远离工件，则将出现危险。此　目前，数控系统提供了许多检验程序的功能　一　时，应采用增量值编程，让增量值大于所有的刀具长度　般情况下，编程和设置错误是可以检查出来的。采用　补偿值。如刀具长度补偿值为２０Ｏｍｍ，指令　这里建议的措施，即使出现漏检的情况，也不至于造成　Ｇ３０Ｇ４９Ｇ９１Ｚ２００．０。若按照前面所建议的方法设定机　事故。　床上的基准点和调整刀具长度偏置（补偿）的话，只要　作者：孙德茂，北京１４２信箱８６分箱，北京航天数　指令点在工件之外，则刀尖必定远离工件。　控集团奢司，邮鳊：１００８５４　（６）刀具号与刀具补偿号要便于核对。　（编辑徐洁兰）　（收修改稿日期：２　一０５—２９）　（上接第８页）　供的方便条件，使得人才竞争在加剧，人才流动在加　每届年会论文内容的主体都是紧扣机械制造自身发展　速。昨天一起工作的伙伴走了，需要通过学习，将伙伴　的，当然大多数论文又是与信息技术等前沿科技紧密　掌握的知识学会，使产品能继续生产。个人为了实现　结合的。　更高的人生价值、谋求更好的职位，也需要通过学习，　参考文献　提高自己的竞争实力。　ｌ　ＣＩＲＰ　ＡＩｕＩａＩｓ．５０（３），湖Ｉ，ｉｎ　ｐｒ　ｓ　学习是终身任务，这是时代的要求。而且，在圆桌　２　ＣＩＲＰ　Ａｎｎａｌｓ．５０（２），２００１．ｉｏ　ｈｅ口Ｌ　Ｉ　讨论中代表们十分强调的问题是必须加强对机械学科　作者：张国雄，天津大学精密仪器与光电子工程学　知识的学习。信息技术是非常有力的工具，但只能是　院教授，博士研究生导师。国际生产工程学会（ｃａｒｐ）　种工具。无论多么先进的专家系统，它的知识库、数　会员，中国机械工程学会常务理事，生产工程分会副主　据库还要通过对机械学科本身的研究才能建设起来。　任委员　研究方向为测试计量技术厦仪器，曾获国家　做一名好的机械工程师或研究人员，要有包括信息科　级和省部级奖励６项。出版专著ｌ３部，发表论文２８０　技在内的现代科学知识，但首先要有机械学科自身的　余篇。邮编：３０００７２　知识，忽视机械学科自身知识的倾向是十分危险的。　（编辑张芳丽）　国际生产工程学会对机械制造自身的知识十分重视，　（收稿日期：２０口１—１１—１９）