【摘要】：本文從教學的實際出發，針對學生數控車床操作的實踐，總結了數控車床操作過程中發生撞車的原因，并提出了切實可行的解決辦法，理論聯系實際，體現了職業教育中高技能人才培養過程中的理念及教學方法。
【關鍵詞】：數控車床;產生碰撞;原因;防止辦法
　　數控車床價格昂貴，在實習教學中，如果由于學生編程、操作等原因，使機床發生碰撞，輕則碰壞工件，損壞刀具；重則使機床局部受損、精度降低、機床報廢，甚致危及操作者的生命安全，其后果非常嚴重。本人經過多年來細心研究和實習教學的實踐出發，現歸納如下：
一、 編程零點錯誤
　　從事數控車床編程的人都知道，編程零點是數控編程中決定工件尺寸
　　的依據，如果編程零點出現差錯，那么數控車床發生碰撞的可能性非常大。如下圖1所示的工件中：
                
　　其程序為：
　　N0000　G54　G92　Z70.0；
　　若把G54誤寫為G57或G58，根據數控車床編程的規定，來自同一組中的兩個偏置尺寸（由G57或G58、G92規定），最后調用的偏置尺寸（由G92規定）有效。其程序變為：
　　N0000　G57　G92　Z70.0；
　　則上述結果將為：
　　              
　　即零點偏置后僅離開卡爪3.8mm,在編程中，軸向尺寸只要小于3.8mm，一定會出現車刀與卡爪碰撞。
　　為此，一定要理解零點偏置指令的詳細意義，正確使用好零點偏置指令，防止發生數控車床碰撞現象。
二、 程序中有超越卡爪尺寸的數據
　　以上圖1為例，編程零點至卡爪端面尺寸為50mm，如果軸向尺寸距右端面距離超過50mm，假如為51，則車刀與卡爪碰撞1mm。故程序編制結束后，不要急于去加工，要仔細檢查所有軸向尺寸Z的數值是否超過50mm。
三、 機床空運轉時，沒有張開卡爪，使刀架遠離卡盤及尾座
　　機床進行自動循環空運轉時，若沒有張開卡爪，使刀架遠離卡盤及尾座，如出現運動干涉，極有可能發生碰撞卡爪或尾座的現象。如果張開卡爪，及時檢查程序的坐標值，或對有刀具軌跡模擬功能的數控車床，把刀架移至尾座與卡盤之間，在保證刀架轉位安全的前提下，鎖死機床，再進行自動空運行，也可以大致判斷車刀是否與機床及工件碰撞，確定無問題后，方可進行試切削加工。
四、 編程不當，產生碰撞
　　因工件特殊形狀，要求編程時的進、退刀必須為單坐標方式，如下圖3所示工件中：
　　      
　　鏜刀加工孔時，若直接用G00指令移動刀具至目標點，編程如下：
　　N0050　G00　X19.0　Z－25.0；
　　這樣，勢必會如實線所示那樣與工件發生碰撞；
　　若單坐標分步移動至目標點，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，當完成切槽的車削時，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；
    
　　則切槽刀會因走斜線而與零件臺階碰撞，即使在大多數數控系統中，執行G00指令后，刀具走的實際軌跡是折線，又由于G00是快速點定位，車刀以機床最快的速度移至目標點，車刀的實際軌跡為圖5所示虛線部分，即是條折線，也是要與工件發生碰撞的。
　　其正確的編程方法如下：
　　N0080　G00　X100.0;
　　N0085 Z100.0;
　　刀具的運動軌跡如下圖所示：
              
　　即先將切槽刀徑向退出工件，然后再軸向移動至端面100mm處，即可有效避免碰撞。
五、編程數據錯誤或不符合要求，而引發的碰撞
　　有些數控車床為小數點編程，或已設置為小數點編程，在下圖6所示情況下：
        
　　其程序為：
　　N0100　G00　X62.0 Z-35.0;
　　即使刀具走折線，也不會與工件碰撞。但由于粗心或其他原因，把程序誤寫成如下程序：
　　N0100　G00　X62　Z－35.0；
　　或
　　N0100　G00　X62　　Z－35；
　　數控系統會把坐標字后的62及－35除以1000來處理，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、細仔，及時找出明顯有錯或不符合要求的數據，并及時修正。
六、不熟悉編程指令的用法，導致車刀與工件碰撞
　　在FANUC　0I系統中，G71（G73）與G70粗、精車工件輪廓的多重復合固定循環，尤其是G73指令與G70組合時，如圖7所示：
    
　　由于循環結束時，回程點的起始點選擇地不合適（見A點所示，偏低），從而造成在刀具回程時與工件相碰撞的現象發生。為了防止這種情況發生，只要使回程點的起始點適當抬高至B點即可。
七、換刀點指定的不合適，發生碰撞
　　換刀點選得離工件太近或離尾座太近或離機床的其他部位太近，刀架在轉位時就容易發生碰撞工件或機床。要避免這種情況發生，就得遵循換刀點的選用原則，即換刀點必須在工件與尾座之間，盡量靠近工件，且刀架在轉位時不得碰著工件、尾座及機床的任何部位。
八、回參考點方式選擇錯誤，造成碰撞
　　有的學生在回參考點時，選擇工作方式時，不看操作面板，把操作方式開關選在手動（JOG）方式，而不是回參考點（REF）方式，又不看顯示器屏幕，不是造成超程報警，若再回參考時，坐標軸的先后順序不正確，極易造成碰撞尾座現象發生。為避免這種情況發生，只要學生認真、仔細、不馬虎，按規定操作機床即可。
九、未回參考點造成碰撞發生
　　數控車床的編碼器有相對編碼器與絕對編碼器兩種，對加裝相對編碼器的數控車床當機床上電或斷電后重新帶電或故障排除復位后會失去對參考點的記憶，此時，若不進行回參考點的操作，就進行對刀或自動加工，勢必造成數據讀寫錯誤，進而引發車刀與工件或機床碰撞。
　　為避免這種情況的碰撞發生，只要按規定先回參考點，再進行相關操作即可。
　　總之，數控車床發生碰撞的原因很多，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生，在編程與操作時，要求學生熟悉數控加工工藝，理解指令，熟知機床操作規定，嚴密編程，仔細檢查，并按規定安全操作機床，切不可冒然行事。