解析数控机床各种安全隐患的对比分析

电器设备门户 发表于： 2011/8/29 17:35:50

　　数控机床既不同于自动化的程序控制的专用机床和仿形机床，也不同于手工操作的通用机床，它是可编程的、具有坐标控制功能和顺序逻辑控制功能的柔性自动化通用机床。数控机床的进给率已从八十年代的16m／min上升到现在的24－40m／min，主轴转速也已从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，将会发生事故。为避免出现机床和人身事故，从以下几方面来阐述（以faunc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，刀具就会直接到零或接近零的位置。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，若为快速移动指令，则必发生碰撞事故。
　　例如在有些系统中若使用标准型小数点表示法，为最小输入增量单位，通常为μm.这时当疏漏小数点时，则输入的值将缩小千分之一。此时，输入的值将会接近于零。或者由于其它原因，使刀具本应离开工件但实际并未离开工件而进入工件内。出现这种情况时，把工件坐标系原点设在工件以外或在工作台（或夹具）基面，其结果将是不一样的。
　　2编程人员和操作者在书写程序时，对小数点要倍加小心如上所述有些系统在省略小数点时为最小输入增量单位。在大多数国产系统及欧美的一些系统中，在省略小数点时，单位为mm，即计算器型输入方式。若你习惯了计算器型输入方式，在面对使用的标准型小数点系统时就会出现问题。不少编程员和操作者，可能使用多种系统，为防止因小数点而使尺寸变小的情况，应在计算器输入式方式的程序中，也加上小数点。这样做，可能对某些系统是多余的，但养成习惯后，就不会因小数点而出现问题。
　　为了使小数点醒目，在编程时往往把孤立的小数点后写成“o”的形式。不过系统在执行时，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零件图纸上的工件坐标系，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，并找正这一基准点与编程员设定的工件坐标系零点之间的尺寸，并把这一尺寸称为工件坐标系偏移。
　　在车床上，可把基准点设在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）的基准点移动到编程的零点位置。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以外，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，z轴的基准点，可以设在主轴端或在主轴端以外的某点上。但若设在主轴端，当指令为零时，主轴端将到达坐标系指定的零点位置。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轴的基准点，应设有所有刀具长度之外。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，除了指令值以外，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，而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点上。
　　5取消刀具长度偏置（补偿）时，应使刀具在长度之外有时，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－表示刀具移动的中间点。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，应采用增置值进行编程，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g30g49g91z200.若按照前面所建设的方法设定机床上的基准点和调整刀具长度补偿的话，只要指令点在工件之外，则刀尖必定远离工件，就不会发生事故。
　　6刀具号和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代码指令刀具半径补偿，且h和d代码用的是同组数据，刀具号和补偿号之间是互相独立的，编程员或自主指定。
　　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t0101等。即1号刀用1号补偿值。铣削系统用t1调用刀具；用h1调用长度补偿值；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，编程和设置错误都是可以检查出来的。采用上面的阐述，即使出现漏检的情况，也不至于造成事故。来源：电器设备门户