FANUC 0i系统数控车床撞刀现象原因分析

（江西机电职业技术学院，江西南昌330013）

数控机床撞刀一般是指数控机床在工作时，刀具与工件或者机床部件发生碰撞的机床事故[1]。撞刀会造成刀具或者数控机床损坏，甚至造成人身伤害。可见为了让数控机床能安全长久的工作，必须要防止数控机床发生撞刀现象。本文以FANUC 0i系统数控车床为研究对象，分析其产生撞刀现象的原因和提出相应的预防方法。

1 对刀错误引起的撞刀现象

目前FANUC 0i系统数控车床操作最常用的对刀方法是试切对刀法[2]，一般我们在数控车床中用对刀操作来建立工件坐标系。如果试切对刀时的数据不对，就会造成工件原点设置错误，从而导致数控机床撞刀。对刀时常发生错误的地方有以下几种。

（1）刀具补偿参数输入的位置错误

对刀时正确的刀具补偿参数应该写在“工具补正/形状”中，而有些粗心的操作者会将刀补参数写入“工具补正/磨耗”。写入“工具补正/磨耗”里所建立的工件原点位置和正确工件原点位置相差很大，非常容易造成撞刀。

（2）机床没有进行回零操作

数控机床开机之后或者停电之后，都需要进行回零操作让机床找到机床原点，而机床原点是工件原点的基础，没有正确的机床原点对刀产生的数据都是错误的，这时也会产生撞刀。特别注意的是，数控车床回零时需要先回X轴方向，再回Z轴方向，否则刀架有可能会撞到尾座。

（3）输入数据需为小数点输入方式

FANUC 0i系统数控车床在使用试切对刀法时，输入数据为整数时必须加上小数点，比如试切后测量零件直径值数据为50 mm，则需输入数据“X50.0”或者“X50.”，然后点“测量”；若是输入“X50”则会导致对刀数据错误，引起撞刀。

（4）工件原点位置设置不当

数控车床的工件原点通常都设置在零件右端面的中心，也有些编程人员在编程时把工件原点设置在零件左端面中心，这时对Z轴方向需要加上零件长度，比如零件长度为100mm，试切右端面后，应在“形状”中输入“Z100.0”点“测量”，而不是输入“Z0”再点“测量”。

2 程序错误引起的撞刀现象

FANUC 0i系统数控车床是目前市场上占有率最大的数控车床，其编程引起的撞刀现场多半是对于指令不熟悉或者丢失指令。无论是程序写错、输错或者是指令格式使用错误都会引起机床接受错误指令而导致报警或者撞刀。常见的程序错误有：

（1）指令格式使用错误

数控机床中有严格的格式要求，特别是G代码对于格式错误是不能容忍的，也极易导致程序错误并引起撞刀。比如，在使用G01直线插补时忘记给F进给速度，这时机床就会以默认的进给速度进行零件加工，此时刀具很可能是快速切削零件，导致刀具和零件发生碰撞。

（2）指令代码理解错误

数控机床编程中每个指令代码都有其特定含义，如果理解错误会导致很严重后果。比如FANUC 0i系统数控车床中G98指令是指定F进给速度，单位为mm/min，而G99指令是指定F进给速度，单位为mm/r。如果编程时设置了G99指令，但是写程序时理解成了G98的含义，编写程序时写出的指令为“F150”，这时机床切削零件时进给速度明显太高，最终造成打刀。

（3）直径值方式编程表达错误

在数控车床编程中，为了更方便的计算X坐标值，我们常设置X方向使用直径值方式编程，若是没注意这点而采用了半径值方式计算X坐标，则会比实际X坐标少一半，结果当然是会导致撞刀。

（4）G00指令路线理解错误

G00指令的运动路线非常特殊，其大多数情况下运动路线为折线，只有在平行X轴方向或者平行Z轴方向运动时才一定为直线。因此编程时若是没有注意G00指令运动路线的特性，在刀具靠近零件斜向移动时很容易造成刀具与零件发生碰撞。

（5）循环指令起点设置错误

FANUC 0i系统数控车床的常用循环指令G90、G92、G71和G73等，其起点位置设置非常重要。如果是加工零件外轮廓，需要设置起点X坐标值至少大于零件的最大直径值，设置Z坐标值在零件右端面右侧2~5mm左右。若是不符合循环指令起点设置原则，也有可能导致撞刀。

（6）未从程序开头执行程序

数控机床程序执行必须从程序的第一行开始执行，执行程序时若是没有注意光标的位置，导致程序从中间某处执行，也有可能导致机床撞刀，当然有时候特意从中间某处执行其中部分程序的情况例外。

3 其他原因引起的撞刀现象

除了对刀错误和程序错误容易引起撞刀[3]之外，还有一些其他原因也需要注意：

（1）模拟加工时忘记锁定机床

FANUC 0i系统数控车床自带图形模拟功能，此功能主要目的是为了让机床操作者进行程序校验，但如果在模拟加工时没有锁定机床动作，反而很容易在没有准备好的情况下导致机床撞刀。

（2）系统参数设置错误

数控机床系统参数影响了数控机床的操作方式和加工性能，一般厂家出厂设置的参数不允许修改，若的确有需要修改参数，则需在参照说明书或者弄明白系统参数表达的含义再去修改，否则不正确的参数将导致机床不可预知的错误动作，给机床加工带来危险。

（3）加工螺纹时调大主轴转速

加工螺纹时要求主轴转速和进给速度都不能改变，有些操作者在加工螺纹时看到加工出来的螺纹不好看，为了提高螺纹表面质量就调大主轴转速，这种情况轻则造成“乱牙”现象[4]，重则会造成螺纹刀过切导致撞刀。

（4）手动操作机床时失误

操作机床时，在手动模式或者手轮模式操作下，相关进给倍率设置比较大，在刀具比较靠近零件的情况下操作失误容易导致撞刀。

4 预防撞刀现象的方法

FANUC 0i系统数控车床硬件方面引起的数控机床故障大多都有警报并自动停止机床动作，大多数撞刀原因都是由于操作者粗心或者失误引起的数控机床事故，有些操作者由于撞刀而对数控机床产生了恐惧心理，这也是没有必要的。注意以下几个方面就可以尽量避免撞刀现象的发生：

（1）编制数控程序时要对编程指令需非常熟悉，特别是G代码的格式、含义及其具体用法。可先在电脑上的模拟软件里调试好程序，避免由于程序错误而引起机床撞刀。

（2）操作数控机床时需谨慎，尽量按照规程来操作，且在试加工时进给速度倍率调低些，以便在出现错误时来得及急停机床。

（3）离开机床时需锁定操作面板，防止被人无意修改系统参数；若不小心修改了系统参数，在不熟悉的情况下，可联系厂家，一般厂家都有备份，可恢复默认参数。

（4）平时对数控机床做好相关的状态记录，对机床运行状态有足够了解才能防患于未然。

5 结束语

引起FANUC 0i系统数控车床撞刀原因有很多种，大多数情况都是可以避免的，操作者需要的是细心和耐心。只要操作者注意细节，合理利用数控机床的操作技巧以及数控机床先进技术，比如利用限位设置、系统自检测等等，就可以大大降低撞刀现象的发生。

[1]孟生才，方革新，王 华.数控机床编程和操作中的撞刀分析[J].机床与液压，2010，(12):113-114.

[2]王继明，任树棠.数控车床试切法对刀原理与操作[J].机电产品开发与创新，2008，(04):186-188.

[3]丘志敏，宋玉春，霍英.数控车床撞刀事故的研究与解决[J].制造技术与机床，2007，(06):81-84.

[4]郭晓丽.浅析数控车床加工螺纹时造成螺纹乱牙的原因[J].职业，2009，(23):126.