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数控机床使用中的安全问题

　　数控机床的进给速度已从80年代的16m/min到现在的24～40m/min，主轴转速也从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状况下，一旦由于编程和操作失误，操来不及按急停按钮，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用以下措施(以FANUC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。
　　在正常状况下，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，假设为快速移动，则必发生事故。
　　FANUC系统一般设定:当省略小数点时，为最小输入单位，通常为m。当疏漏了小数点时，则输入的值将缩小成千分之一，此时，输入的值就会接近于零。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入工件之内。出现这种状况时，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.编程员和操在书写程序时，对小数点要倍加当心。
　　FANUC 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mm，即计算器输入方式。假设你习惯了计算器输入方式，则在 FANUC系统上就会出现问题。不少编程员和操，可能两种系统都要使用，为防止因小数点而使尺寸变小的状况，应在计算器输入方式的程序中，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。
　　关于工件安装图上的工件坐标系，操在机床上是通过设置机床坐标系偏移来获得的。亦即，操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，假设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，X、Y轴的基准点在主轴轴心线上。但是，Z轴的基准点，可以设在主轴端或在主轴端之外的某点上。假设在主轴端，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：假设主轴上再装有刀具，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运动方向为正，刀具移近工件的方向为负。操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，除了指令值之外，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，则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(尖)点上。
　　5.取消刀具长度偏置(补偿)时，应使刀具在工件之外。
　　有时，在加工中间要取消刀具长度偏置。例如，在加工中心上，假设发出G28、G30和G27指令时，机床返回换刀点进行自动换刀。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—为刀具移动的中间点。刀具在到达中间点时要取消刀具长度补偿。这个中间点假设是选得不妥，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，如果指令的值不够以使刀尖远离工件，则将出现危险。此时，应采纳增量值编程，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G30 G49 G91 Z200.0。假设按照前面所建议的方法设定机床上的基准点和调整刀具长度偏置(补偿)的话，只要指令点在工件之外，则刀尖必定远离工件。
　　6.刀具号与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代码指令刀具补偿半径，且H和D代码用的是同一组数据，刀具号与补偿号之间是互相独立的，编程员可自主指定。
　　为了便于核对和设定，除了特别用途外，车削系统的刀具号与补偿号最好相同，例如:T11或T101等。即1号刀具用1号补偿值。铣削系统用T1调用刀具，用H1调用刀具长度补偿值，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，也可养成优良的习惯，以免在其它状况下造成事故。
　　目前，数控系统提供了许多检验程序的功能。一般状况下，编程和设置错误是可以检查出来的。采纳这里建议的措施，即使出现漏检的状况，也不致于造成事故。