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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