第3章 FANUC系统数控铣床编程与操作实训

第3章FANUC系统数控铣床编程与操作实训3.1FANUC0-MD数控铣床概述3.2数控铣床的基本操作3.3数控铣床加工过程监控3.4典型零件加工实例3.5实训练习题3.1.1数控铣床的功能与特点3.1.2操作面板、控制面板及软件功能3.1.3编程指令概述3.1.1数控铣床的功能与特点•该机床是较大型单柱立式数控铣镗床，工作台宽800mm，机床总体布局紧凑合理，有较宽的底座，4条导轨支撑滑座，使工作台横向移动时在行程范围内重心始终在底座导轨上，具有良好的刚性；主传动采用进口交流主轴伺服电机，经两挡齿轮变速，增大主轴转速范围，低转速扭矩大，可进行强力切削；主轴轴承经恒温装置冷却，较低的温升保证了主轴精度；各坐标轴采用进口交流进给伺服电机，经弹性联轴节驱动滚珠丝杠，实现无间隙传动；各运动副均有可调整的定时润滑装置，既保证各部件同时润滑，又保证了足够的润滑油量。该机床配备FANUC0-MD数控系统，主要技术规格见表3.1。表3.1机床主要技术规格项目参数工作台面积800mm×1950mm(外形940mm×2110mm)工作台承重3000kg工作台T型槽宽×个数22H8mm×5X行程工作台左右移动2100mmY行程滑座前后移动800mmZ行程主轴上下移动850mm主轴锥孔ISO7:2450#主轴转速20r/min～4500r/min主轴最大扭矩(FANUC)381.6N·m主轴轴向抗力12250N项目参数主轴中心到立柱导轨面距离1040mm主轴端面到工作台面距离200mm～1050mm进给速度1mm/min～4000mm/min快进速度X、Y10m/min快进速度Z7m/min刀柄规格ISO73887:24JT50#拉钉型号ISO7388/2LDA50主电机功率(FANUC)15/18.5kW(连续/30min)重复定位精度X0.013mm重复定位精度Y0.010mm重复定位精度Z0.012mm定位精度(极差法)±0.008mm重复定位精度±0.005mm机床外形尺寸(长×宽×高)7075mm×4745mm×4372mm机床重量21000kg电气总容量64kVA液压泵站压力：5MPa流量：20L/min容积：75L冷却水箱扬程：50M流量：50L/min容积：700L气源压力：0.4MPa～0.6MPa流量：100L/min占地面积7075mm×4745mm3.1.2操作面板、控制面板及软件功能•1.系统操作面板•系统操作面板如图3.1所示，其各个按键的功能见表3.2。表3.2FANUC0-MD系统的操作功能键的用途名称用途RESET(复位)键用于解除报警，CNC复位START(启动)键用于MDI运转的循环启动或自动运转的循环启动，也作地址或数字输出键(OUTPUT)。按下此键，CNC开始输出内存中的参数或程序到外部设备地址/数字键0～9、A～Z用于数字和字母的输入/、#、EOB(符号)键用于输入符号，EOB用于每个程序段结束符DELET(删除)键编程时用于删除光标所在的程序段名称用途INPUT(输入)键用于非EDIT状态下的各种数据的输入，按地址键或数字键后，地址或数字进入键输入缓冲器，并显示在CRT上。若要将缓冲器的信息设置到偏置寄存器中，可按INPUT键。此键作用与软键中的INPUT键等同CAN(取消)键消除键输入缓冲器中的文字或符号CURSOR“↑”、“↓”(光标)键用小区分单位移动光标时使用PAGE“↑”、“↓”(翻页)键翻动CRT页面时使用POS(位置显示)键进行现在刀具位置的显示PRGRM(程序)键EDIT方式时，进行存储器内程序的编辑、显示；MDI方式时，进行MDI数据的输入、显示，自动运转中进行指令值的显示等MENU/OFSET(偏置量设定与显示)键进行偏置量的设定与显示PARAM/DGNOS(参数/自诊断)键运行参数的设定、显示及诊断数据的显示OPR/ALARM(显示报警号)键显示报警号GRAPH(图形显示)键刀具路径显示软键软键按照用途可以给出多种功能，并在CRT画面的最下方显示。左端的软键(◄)由软键输入各种功能时，为返回最初状态(按功能键时的状态)而使用；右端的软键(►)用于还未显示的功能.图3.1系统操作面板图3.1系统操作面板2.机床控制面板机床控制面板如图3.2所示，其各键(按钮)的功能见表3.3。图3.2机床控制面板表3.3控制功能键(按钮)的用途键(按钮)名称用途循环启动(Start)预先将程序存入存储器中，选择要运转的程序，将方式选择开关置于“自动”的位置，按“循环启动”键，循环启动灯亮，自动运转开始进给保持(Hold)自动运转时刀具减速停止，主轴保持原状态，按循环启动键继续自动运转方式选择(MODE)选择操作方式种类(编辑、自动、MDI、手动、手轮、快速、纸带、示教、回零)跳步(Skip)当“跳步”按下时，跳过标号前带有“/”符的程序段单段(SingleBlock)单段运转方式。将单程序段开关置于ON，按“循环启动”键，机床开始执行自动运转，每按一次“循环启动”键，执行一个程序段空运行(DRYRUN)空运行中，不考虑程序指定的进给速度，而应为以下进给速度：快速进给方式，快速进给；手动进给方式，手动进给速度锁定当“锁定”按下时，所有方式的进给被锁定，不能运动选择停(M01Stop)当“选择停”按下时，程序运行遇到M01指令时，机床停止，再按“循环启动”键，程序继续执行手轮轴选择选择手动移动的轴(X、Y、Z)手轮轴倍率在手轮进给中，手轮转一个格的移动量。当位于1时，0.001/格；位于10时，0.01/格；位于100时，0.1/格手摇脉冲发生器右转(+方向)或左转(-方向)转动手摇脉冲发生器，使机床微量进给主轴手动操作按CW/CCW主轴正转/反转，按STOP键，主轴停手动连续进给使方式选择开关置于“手动”的位置，并选择移动轴(+X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z)，机床在所选择的轴方向上移动(手动只能单轴运动)。选择开关置于“快速”的位置，并选择移动轴(+X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z)，机床在所选择的轴方向上快速移动回零(REF)使方式选择开关置于“回零”的位置，分别按+X、+Y、+Z键，机床在所选择的轴方向上移动回机械原点键(按扭)名称用途急停(EMERGENCYSTOP)当发生紧急情况时，按机床操作面板上的紧急停止按钮，机床锁住，机床移动立即停止。紧急停止时，通向电机的电源被关断。解除紧急停止的方法随机床厂家而不同，一般通过旋转解除。解除紧急停止前，应排除不正常因素进给率修调在手动及程序执行状态时，调整进给速度的倍率量机床复位每次机床上电后，按该键机床进行复位3.软键•FANUC0-MD数控系统可通过软键进行某些基本功能操作。软键功能如图3.3所示图3.3软键功能3.1.3编程指令概述1.常用指令FANUC0-MD数控系统的基本功能和常用指令的编程格式见表3.4和表3.5。表3.4FANUC0-MD数控系统的常用准备功能和指令代码组别功能编程格式G0001快速定位G00P…；G01直线插补G01P…；代码组别功能编程格式G0201圆弧插补(顺时针)G03圆弧插补(逆时针)G0400暂停G1504极坐标指令取消G15；G16启动极坐标指令G16；G1702XY平面选择G17；G18ZX平面选择G18；G19YZ平面选择G19；G02R...G19Y...Z...F...;G03J...K...G02R...G18X...Z...F...;G03I...K...G02R...G17X...Y...F...;G03I...J...X...G04;P...G2006英制输入G20；G21公制输入G21；G2700回归参考点检查G27P…；G28回归参考点G28P…；G29由参考点自动定位G29P…；G4007刀具补偿取消其中，D为刀具偏置号；G41刀具半径左补偿G42刀具半径右补偿G4308刀具长度补偿+其中，H：刀具偏置号；G49：取消刀长补；G44刀具长度补偿-G49刀具长度补偿取消G54～G5914工作坐标系选择1～6注：点的机床坐标值应预先存至数控系统内G6500宏调用G6612宏模态调用G67宏模态调用取消G69坐标旋转取消G17G41G18D...G42G19；G17X...G43G18Y...H...G44G19Z...；G54P...G59；G73G74G98G76X...Y...Z...P...Q...R...F...K...G99G81:G98；代码组别功能编程格式G7309高速深孔钻固定循环其中，G80：取消循环X、Y：孔位置坐标Z：孔底位置P：孔底停留时间Q：单次进给深度或让刀距离R：R面位置坐标F：进给量K：循环次数G74左螺纹攻丝固定循环G76精镗固定循环G80固定循环取消G81钻孔固定循环G82钻孔固定循环G83深孔钻孔固定循环G84攻丝固定循环G85镗孔固定循环G86镗孔固定循环G87镗孔固定循环G88镗孔固定循环G89镗孔固定循环G9003绝对方式指定G90；G91增量方式指定G91；G9200工作坐标设定G92P…；G9405每分钟进给G94F…；G95每转进给G95F…G9810返回固定循环初始点G99返回固定循环R点表3.5辅助功能表代码功能代码功能M00程序停止M07切削液开(吹气)M01选择停止M08切削液开M02程序结束M09切削液关M03主轴正转M19主轴定向停止M04主轴反转M30程序结束并返回M05主轴停止M98调用子程序M06自动换刀M99子程序结束2.程序编制(1)常用功能常用指令功能同第2章。(2)极坐标指令(G15，G16)①指令格式G17(或G18、G19)G90(或G91)G16；启动极坐标指令(极坐标方式)G××P…；G15；程序段中各项的含义如下。G16：启动极坐标指令。G15：极坐标指令取消。G90：指定工件坐标系的零点作为极坐标系的原点，从该点测量半径。G91：指定当前位置作为极坐标系的原点，从该点测量半径。P…：指定极坐标系轴地址及其值。第1轴：极坐标半径，第2轴：极坐标角度。②说明终点的坐标值可以用极坐标(半径和角度)输入。角度的正向是所选平面的第1轴正向沿逆时针转动的转向，而负向是沿顺时针转动的转向。半径和角度均可以用绝对值指令或增量值指令。例3.1：编写加工如图3.4所示的螺栓圆孔程序。图3.4螺栓圆孔示意用绝对值编程：N1G17G90G16；(指定极坐标指令和选择XY平面，设定工件坐标系的零点作为极坐标系的原点)N2G81X100.0Y30.0Z-20.0R-5.0F200.0；(指定100mm的距离和30°的角度)N3Y150.0；(指定100mm的距离和150°的角度)N4Y270.0；(指定100mm的距离和270°的角度)N5G15G80；(取消极坐标指令)用增量值编程：N1G17G90G16；(指定极坐标指令和选择XY平面，设定工件坐标系的零点作为极坐标的原点)N2G81X100.0Y30.0Z-20.0R-5.0F200.0；(指定100mm的距离和30°的角度)N3G91Y120.0；(指定100mm的距离和+120°的增量角度)N4Y120.0；(指定100mm的距离和+120°的增量角度)N5G15G80；(取消极坐标指令)(3)主轴速度功能(S功能)直接指定主轴速度值(最多S5位数指令)。指令格式：S×××××；主轴速度(rpm)(4)刀具功能(T功能)在地址T后指定数值用以选择机床上的刀具。指令格式：T××××M06；(5)子程序(M98，M99)如果程序包含固定的顺序或多次重复的模式程序的话，这样的顺序或模式程序可以编成子程序在存储器中存储以简化编程。子程序可以由主程序调用，被调用的子程序也可以调用另一个子程序。①子程序的构成О××××；(子程序号)M99