數(shù)控車(chē)床價(jià)格昂貴，在實(shí)習(xí)教學(xué)中，如果由于學(xué)生編程、操作等原因，使機(jī)床發(fā)生碰撞，輕則碰壞工件，損壞刀具；重則使機(jī)床局部受損、精度降低、機(jī)床報(bào)廢，甚致危及操作者的生命安全，其后果非常嚴(yán)重。本人經(jīng)過(guò)多年來(lái)細(xì)心研究和實(shí)習(xí)教學(xué)的實(shí)踐出發(fā)，現(xiàn)歸納如下：
一、編程零點(diǎn)錯(cuò)誤
從事數(shù)控車(chē)床編程的人都知道，編程零點(diǎn)是數(shù)控編程中決定工件尺寸的依據(jù)，如果編程零點(diǎn)出現(xiàn)差錯(cuò)，那么數(shù)控車(chē)床發(fā)生碰撞的可能性非常大。如下圖1所示的工件中：
其程序?yàn)椋?/P>
N0000 G54 G92 Z70.0；
若把G54誤寫(xiě)為G57或G58，根據(jù)數(shù)控車(chē)床編程的規(guī)定，來(lái)自同一組中的兩個(gè)偏置尺寸（由G57或G58、G92規(guī)定），最后調(diào)用的偏置尺寸（由G92規(guī)定）有效。其程序變?yōu)椋?/P>
N0000 G57 G92 Z70.0；
則上述結(jié)果將為：
即零點(diǎn)偏置后僅離開(kāi)卡爪3.8mm,在編程中，軸向尺寸只要小于3.8mm，一定會(huì)出現(xiàn)車(chē)刀與卡爪碰撞。為此，一定要理解零點(diǎn)偏置指令的詳細(xì)意義，正確使用好零點(diǎn)偏置指令，防止發(fā)生數(shù)控車(chē)床碰撞現(xiàn)象。
二、程序中有超越卡爪尺寸的數(shù)據(jù)
以上圖1為例，編程零點(diǎn)至卡爪端面尺寸為50mm，如果軸向尺寸距右端面距離超過(guò)50mm，假如為51，則車(chē)刀與卡爪碰撞1mm。故程序編制結(jié)束后，不要急于去加工，要仔細(xì)檢查所有軸向尺寸Z的數(shù)值是否超過(guò)50mm。
三、機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，沒(méi)有張開(kāi)卡爪，使刀架遠(yuǎn)離卡盤(pán)及尾座
機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若沒(méi)有張開(kāi)卡爪，使刀架遠(yuǎn)離卡盤(pán)及尾座，如出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)干涉，極有可能發(fā)生碰撞卡爪或尾座的現(xiàn)象。如果張開(kāi)卡爪，及時(shí)檢查程序的坐標(biāo)值，或?qū)τ械毒哕壽E模擬功能的數(shù)控車(chē)床，把刀架移至尾座與卡盤(pán)之間，在保證刀架轉(zhuǎn)位安全的前提下，鎖死機(jī)床，再進(jìn)行自動(dòng)空運(yùn)行，也可以大致判斷車(chē)刀是否與機(jī)床及工件碰撞，確定無(wú)問(wèn)題后，方可進(jìn)行試切削加工。
四、編程不當(dāng)，產(chǎn)生碰撞
因工件特殊形狀，要求編程時(shí)的進(jìn)、退刀必須為單坐標(biāo)方式，如下圖3所示工件中：
鏜刀加工孔時(shí)，若直接用G00指令移動(dòng)刀具至目標(biāo)點(diǎn)，編程如下：
N0050 G00 X19.0 Z－25.0；
這樣，勢(shì)必會(huì)如實(shí)線所示那樣與工件發(fā)生碰撞；若單坐標(biāo)分步移動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)，這樣編程：
N0050 G00 Z2.0；
N0055 X19.0；
N0060 Z－25.0；
如虛線所示，就有效地避免了碰撞。再比如圖4所示工件中，當(dāng)完成切槽的車(chē)削時(shí)，需要快速退回至Ф100mm及離工件右端面100mm處，如這樣編程：
N0080 G00 X100.0 Z100.0；
則切槽刀會(huì)因走斜線而與零件臺(tái)階碰撞，即使在大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)中，執(zhí)行G00指令后，刀具走的實(shí)際軌跡是折線，又由于G00是快速點(diǎn)定位，車(chē)刀以機(jī)床最快的速度移至目標(biāo)點(diǎn)，車(chē)刀的實(shí)際軌跡為圖5所示虛線部分，即是條折線，也是要與工件發(fā)生碰撞的。
其正確的編程方法如下：
N0080 G00 X100.0；
N0085 Z100.0；
刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖所示：
即先將切槽刀徑向退出工件，然后再軸向移動(dòng)至端面100mm處，即可有效避免碰撞。
五、編程數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或不符合要求，而引發(fā)的碰撞有些數(shù)控車(chē)床為小數(shù)點(diǎn)編程，或已設(shè)置為小數(shù)點(diǎn)編程，在下圖6所示情況下：
其程序?yàn)椋?/P>
N0100 G00 X62.0 Z-35.0；
即使刀具走折線，也不會(huì)與工件碰撞。但由于粗心或其他原因，把程序誤寫(xiě)成如下程序：
N0100 G00 X62 Z－35.0；
或
N0100 G00 X62 Z－35；
數(shù)控系統(tǒng)會(huì)把坐標(biāo)字后的62及－35除以1000來(lái)處理，即成為：
N 0100 G00 X0.062 Z-35.0；
或
N0100 G00 X0.062 Z－0.035；
很顯然，切槽刀要與工件外圓或右端面相碰撞。為了避免這種碰撞，最好的辦法就是多仿真、多檢查，小心、細(xì)仔，及時(shí)找出明顯有錯(cuò)或不符合要求的數(shù)據(jù)，并及時(shí)修正。
六、不熟悉編程指令的用法，導(dǎo)致車(chē)刀與工件碰撞
在FANUC 0I系統(tǒng)中，G71（G73）與G70粗、精車(chē)工件輪廓的多重復(fù)合固定循環(huán)，尤其是G73指令與G70組合時(shí)，如圖7所示：
由于循環(huán)結(jié)束時(shí)，回程點(diǎn)的起始點(diǎn)選擇地不合適（見(jiàn)A點(diǎn)所示，偏低），從而造成在刀具回程時(shí)與工件相碰撞的現(xiàn)象發(fā)生。為了防止這種情況發(fā)生，只要使回程點(diǎn)的起始點(diǎn)適當(dāng)抬高至B點(diǎn)即可。
七、換刀點(diǎn)指定的不合適，發(fā)生碰撞
換刀點(diǎn)選得離工件太近或離尾座太近或離機(jī)床的其他部位太近，刀架在轉(zhuǎn)位時(shí)就容易發(fā)生碰撞工件或機(jī)床。要避免這種情況發(fā)生，就得遵循換刀點(diǎn)的選用原則，即換刀點(diǎn)必須在工件與尾座之間，盡量靠近工件，且刀架在轉(zhuǎn)位時(shí)不得碰著工件、尾座及機(jī)床的任何部位。
八、回參考點(diǎn)方式選擇錯(cuò)誤，造成碰撞
有的學(xué)生在回參考點(diǎn)時(shí)，選擇工作方式時(shí)，不看操作面板，把操作方式開(kāi)關(guān)選在手動(dòng)（JOG）方式，而不是回參考點(diǎn)（REF）方式，又不看顯示器屏幕，不是造成超程報(bào)警，若再回參考時(shí)，坐標(biāo)軸的先后順序不正確，極易造成碰撞尾座現(xiàn)象發(fā)生。為避免這種情況發(fā)生，只要學(xué)生認(rèn)真、仔細(xì)、不馬虎，按規(guī)定操作機(jī)床即可。
九、未回參考點(diǎn)造成碰撞發(fā)生
數(shù)控車(chē)床的編碼器有相對(duì)編碼器與絕對(duì)編碼器兩種，對(duì)加裝相對(duì)編碼器的數(shù)控車(chē)床當(dāng)機(jī)床上電或斷電后重新帶電或故障排除復(fù)位后會(huì)失去對(duì)參考點(diǎn)的記憶，此時(shí)，若不進(jìn)行回參考點(diǎn)的操作，就進(jìn)行對(duì)刀或自動(dòng)加工，勢(shì)必造成數(shù)據(jù)讀寫(xiě)錯(cuò)誤，進(jìn)而引發(fā)車(chē)刀與工件或機(jī)床碰撞。
為避免這種情況的碰撞發(fā)生，只要按規(guī)定先回參考點(diǎn)，再進(jìn)行相關(guān)操作即可。
總之，數(shù)控車(chē)床發(fā)生碰撞的原因很多，除此之外還有其他情況，這里就不再一一贅述了。為了有效地避免碰撞發(fā)生，在編程與操作時(shí)，要求學(xué)生熟悉數(shù)控加工工藝，理解指令，熟知機(jī)床操作規(guī)定，嚴(yán)密編程，仔細(xì)檢查，并按規(guī)定安全操作機(jī)床，切不可冒然行事。
