数控设备使用指南员工手册.doc

星级员工教材
XING JI YUAN GONG JIAO CAI

数控设备使用指南
DIAN XING SHE BEI CAO ZUO ZHI NAN

教 师 讲 义
JIAO SHI JIANG YI

单 位：安徽江淮汽车股份公司发动机公司柴油机厂
学员对象：发动机公司班组长
教学课时：4课时

引言

关于讲师的自我介绍
J姓名：
(办公电话：
È移动电话：
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设备是组成生产过程的最基本单元，是开展生产的必备工具。在使用设备之前，首先要认识设备、了解设备。数控技术的兴起，大大提升了金属加工制造业加工制造能力，提高了加工效率、加工质量。但是数控技术的复杂性，给使用者带来了一定的难度。本文从数控设备操作、编程入手，由简到难，循序渐进的讲解了操作和编程，希望对大家有所帮助。

一、发那科（FANUC)数控系统—机床操作 4
1.数控机床运行准备 4
2.选择运行加工程序 6
3.进给\主轴倍率控制 6
4.自动运行程序辅助按钮 7
5.机械手换刀操作 8
二、发那科（FANUC)数控系统—编程 11
1 插补 11
2.进给 16
3. 参考点 16
4. 坐标系 17
5.辅助功能（M) 18
5. 刀具功能 22
6. 预备功能 22
7. 加工程序结构 25

导 语
设备是企业生产的保证，正确的使用设备是创造价值的前提。在企业一系列的管理活动中，设备管理始终占有特别突出的地位。简单的说就是正确使用设备，减少设备故障，提高生产效率，最大化的使用设备。

首先您了解吗？
• 世界上使用比较广泛的数控系统有那几个品牌？
• 柴油机厂加工中心采用的是那个品牌的数控系统？
• 对数控设备上所用按钮功能的作用您都了解吗？
• 对数控系统加工程序编程您掌握了吗？

一、发那科（FANUC)数控系统—机床19
操作
1.数控机床运行准备

1.1机床NC系统电源开关
机床总电源开启后，轻轻的按一下绿色按钮NC ON ,系统就会启动，大约经过需要30秒，启动完成。关机前X、Y、Z 轴都在原点，并且系统处在急停状态，轻轻按一下红色按钮NC OFF,系统断电，这时关闭机床总电源，关机完成。

1.2 液压启动\停止
系统上电启动后，释放急停按钮EMERGENCY STOP （遇到紧急情况按下此按钮后机床将停止一切运动），按下绿色MACHINE READY 按钮4秒，机床液压系统启动。白色EMG. RELEASE按钮作用是：如果机床X、Y、Z 轴之一出现过硬行程报警，这时可以按下此按钮，使用手摇轮移动相应轴到安全范围。

急停不释放液压系统能够启动吗？
1.3 机床归零步骤

选择归零模式REF.RTN 选择归零轴及指示 选择归零方向启动归零

运行准备阶段完成了！
发那科系统模式说明：
EDIT：编辑状态，此状态下，用于选取，编辑，修改程序等；
MEMORY：自动方式，在此状态下按下循环启动即可运行你所选取的程序；
TAPE：纸带运行方式，也是运行程序的一种方式，但在目前的机床中不用此键；
MDI：手动输入，此方式下用于输入单节程序，按下循环启动即可运行程序，但程序不可以保存。即运行一次程序后，程序将不在存在；
REF.RTN ：回原点，在此状态下按下点动按钮机床则回到参考点，参考指示灯会亮。在点动下回参考点立式加工中心（一般情况下）按 —X， —Y， —Z， 卧式加工中心 +X ，—Y，—Z，G28 B0；
JOG：手动方式 ，使用手动操作方式可使X，Y，Z任一轴连续进给或快速移动。当JOG与RAPID同时使用时，可实现快速移动。

机床在什么情况下要回原点？
1、机床电源接通开始工作之前。
2、机床停电后再次接通数控系统的电源时。
3、机床在急停信号或超行程报警信号解除之后恢复工作时。

2.选择运行加工程序
选择程序 → 选择MEMORY → 按下启动按钮启动运行

说明：CYCLE STOP 循环暂停按钮及指示；CYC循环启动按钮及指示
3.倍率控制
3.1进给倍率
控制3个进给轴（X/Y/Z)的倍率，实际进给速度等于程序设定的进给速度Fxxx×x%。

3.2 主轴倍率
控制主轴(S)的倍率，实际进给速度等于程序设定的主轴转速Sxxx×x%.

说明：SPINDLE LOAD 显示当前主轴负载情况。

4.程序辅助按钮

说明：
SINGLE BLOCK：单节按钮，按下此按钮，按程序循环启动时，机床只执行一句程序段。
OPTIONAL BLOCK SKIP：程序跳过，按钮有效时，当前运行程序段前代有“/”标记的程序段不执行，直接跳过该程序段执行下一段 。
OPTIONAL STOP：选择停按钮，按下此按钮，程序中遇到M01时自动循环暂停。
DRY RUN：空运行按钮，此按钮有效时，程序中的进给F无效，此时各轴以空运行参数设定的速度（VC：1200MM/MIN HM：1500MM/MIN）移动。
AUX.FUNC.LOCK： 辅助指令锁住按钮，按下此按钮，正在运行程序中的辅助指令（M S T）将不执行。如果在运行程序之前按下此按钮，机床将会出现报警不运行程序。
PROGRAM RESTART：程序重新启动按钮，由于断电，急停等终止程序，选取中断的程序语句程序将可以重新启动。
REPEAT：程序循环按钮，按下此按钮，在运行完主程序后，将再次自动循环主程序。

5.机械手手动换刀操作
5.1 卧式加工中心手动换刀面板
换刀门关
主轴定位

刀套在刀库一边
刀套在主轴一边
换刀门开
抱闸释放
反向旋转
正向旋转
手动换刀循环一次

换刀前确定机械手在原位吗？
3个灯都亮了吗

5.2 卧加辅助机械手

辅手插进
等待刀套在主轴侧

等待刀套在刀库侧
辅手拔出
辅手原始位置
辅手到刀库刀套位
辅手到等待刀套位

你知道正确执行一次手动装刀吗？

5.3立式加工中心换刀

刀库反转
刀库正转
刀套主轴侧
刀套刀库侧
显示刀具号
选择刀座号按钮
显示刀座号
机械手循环一次
机械手反转点动
机械手正转点动

你知道怎样启动手动操作吗？
你知道正确完整的手动交换刀具的一个循环吗？
6. 交换工作台托盘交换操作

说明：
ARM CLOSE：手臂关闭。
PALLET UNCLAMP：托盘松开。
APC UP：托盘抬起。
CHANGER 180 ROT ：托盘旋转180。
APC DOWN：托盘落下。
PALLET CLAMP：托盘加紧。
ARM OPEN：手臂伸开。

你知道手动交换一次托盘的正确顺序吗？

在手动方式下，按旋钮方向顺时针运行一次即可实现手动换托盘一次。

二、发那科（FANUC)数控系统—编程
1 插补
刀具沿直线和圆弧运动的功能称为插补
插补功能

1.1 快速定位指令G00：
刀具以快速移动速度移动到用绝对值指令或增量值指令指定的工件坐标系中的位置。以绝对值指令指定，编程时编制终点的坐标值；以增量值指令，编程时编制刀具移动的距离。指令格式 G00 IP；

1.2 直线插补指令G01：
刀具以F指定的进给速度沿直线移动到指定的位置。F指刀具的进给速度，直到新的进给值被指定之前，F指定的进给速度一直有效。因此无需对每个程序段都指定F值。如果不指令F代码，则认为进给速度为零。
直线插补

旋转轴的进给速度

1.3 圆弧插补 G02/G03
G02顺时针方向插补，G03逆时针方向插补。

指令及指令参数说明

1）圆弧插补的方向
在直角坐标系中，当从Zp轴(Yp轴或Xp轴）的由正到负的方向看XpYp平面时，XpYp平面（ZpYp平面或YpZp）的顺时针（G02)和（G03)的方向如下图

2）圆弧上的移动距离
用地址Xp、Yp或Zp指定圆弧的终点，并且根据G90(绝对值指令）或G91(增量值指令）用绝对值或增量值标识。若为增量值指定，则该值为从圆弧起点向终点的方向的距离。

3）起点到圆弧中心的距离
用地址I、J和K分别值指令Xp、Yp和Zp轴向的圆弧中心位置。I、J或K后面的数值是从起点向圆弧中心方向的矢量分量，并且不管指定G90还是指定G91总是增量值。如下图所示：I、J或K必须根据方向指定其符号（正负）

当I0、J0和K0时可以省略。当Xp、Yp和Zp省略时（此时终点与起点相同），并且中心用I、J和K指定时，圆弧是360度圆（即整圆）。例如G02I_；指令一个整圆。

你知道柴油机厂立式加工中心和卧式加工中心坐标系的方向？

4)圆弧半径
在圆弧和包含该圆弧的圆的圆心之间的距离能用半径R指定，以代替I、J和K。在这种情况下可以认为一个圆弧小于180度，而另一个圆弧大于180度。当指定超过180度的圆弧时，半径必须用负值指定。如果Xp、Yp和Zp全部省略，即终点和起点位于相同位置，并且指定R时。程序编制出的圆弧为0度，G02R；刀具不移动。

请根据下图轨迹编制加工程序

绝对值编程
G92X200.0Y40.0Z0;
G90G03X140.0Y100.0R60F30;
G02X120.0Y60.0R50.0
或
G92X200.0Y40.0Z0;
G90G03X140.0Y100.0I-60.0F300;
G02X120.0Y60.0I-50.0
增量值编程
G91G03X-60.0Y60.0R60.0F300;
G02X-20.0Y-40.0R50.0
或
G91G03X-60.0Y60.0I-60.0F300;
G02X-20.0Y-40.0I-50.0;
你编写的对吗？
1.4 螺纹切削G33
可以切削等螺距的直螺纹。装在主轴上的位置编码器实时地读取主轴速度。读取的主轴速度装换成刀具每分钟进给量。

说明：
一般情况下，从粗加工到精加工，落伍呢切削按照相同轨迹重复加工。当装在主轴上的位置编码器输出1转信号时螺纹切削启动。此后螺纹从固定位置开始在工件上沿着相同的刀具轨迹重复进行螺纹切削，如果不是这样，将出现不正确的螺纹螺距。
2.进给
为切削加工工件，刀具以指定的速度移动称为进给。可以用实际数值指定进给速度，如使刀具以150mm/min的速度进给移动，在程序中指定如：F150.0

主轴旋转速度：
当在地址S后指定一个数值时，代码信号和选通信号被送往机床去控制主轴旋转速度。一个程序段只能包含一个S代码。

3. 参考点
参考点是机床上一个固定点，用参考点返回功能，刀具可以非常容易地移动到指定位置。例如，参考点用作刀具交换的位置用参数1240到1243设置。可以在机床坐标系中设定4个参考点

返回参考点
G28 ：返回参考点
G30 ：返回第二参考点

4. 坐标系
4.1 机床坐标系
机床上的一作为加工基准的特定点称为机床零点，机床制造厂对每台机床设置机床零点。用机床零点作为原点设置的坐标系称为机床坐标系。在通电之后，执行手动返回参考点设置机床坐标系，机床坐标系一旦设定，就保持不变，直到电源关掉为止。选择机床坐标系指令G53,当指令机床坐标系上的位置时，刀具快速移动到该位置。

机床断电坐标系都丢失吗？
4.2 工件坐标系
加工工件使用的坐标系称为工件坐标系，工件坐标系由NC预先设置。一个加工程序设置一个工件坐标系。

设置工件坐标系常用方法是使用CRT /MDI面板输入，可以设置6个工件坐标系G54 —G59，G54对应工件坐标系1，G55对应工件坐标系2……G59对应工件坐标系6。

目前卧式加工中心上使用的坐标系主要有几种？

5.辅助功能（M)
当地址M之后指定数值时，代码信号和选通信号被送到NC（数控系统），数控系统用这些信号去接通或断开它的各种功能。通常在一个程序段中仅能指定一个M代码，除了M98、M99、M198调用子程序（由参数6071-6079设定）或调用宏程序（由参数6080-6089设定）之外，其他的M代码功能由机床厂家处理决定。
下面的M代码有特殊的意义
M02、M30程序结束
它们都表示主程序结束，自动运行停止并且CNC单元复位。在指定程序结束的程序段之后，控制返回到程序开头。

M01选择停止
包含M01的程序段执行以后，自动运行暂停。

说明：只有当机床操作面板上的选择按钮开关置1时，这个代码才有效。
M98子程序调用
这个代码用于调用子程序。
M99子程序结束
程序执行该代码后返回主程序。

你知道吗？

1、工作台交换M代码？
2、主轴正转/反转M代码？
3、机械手自动换刀M代码？
4、 冷却液的开启/关闭M代码？

5.1卧式加工中心(HM500)机床M代码功能

5.2立式加工中心M代码功能（VC500)

5. 辅助功能（T)
在地址T后指定数值（最多8位）用以选择机床上的刀具，在一个程序段中只能指定一个T码，当移动指令和T码在同一个程序段中指定时，指令的执行有下面两种方法：
1） 移动指令和T功能指令同时执行。
2） 移动指令执行后执行T功能指令。
具体情况取决与机床制造厂的规定。详细情况请见机床制造厂说明书。一般T码功能和M功能M06配合使用完成自动换刀，如：T08M06;T码找到8号刀后，机械手换刀到主轴上。

6. 预备功能(G)
跟在地址G后面的数字决定了该程序段的指令的意义，G代码分为两类：1、模态G代码，是指在指令同组其它G代码前该G代码一直有效；2、非模态G代码，是指G代码只在指令它的程序段中有效。
例如：
G01和G00是01组中的模态G代码
G01X100; (G01开始有效）
Z50; (G01有效）
Y60;(G01有效）
G00Z30；（取消G01，G00有效)
X40; （G00有效)
Y90; （G00有效)

你所知道G代码有那些？

G代码列表：

7. 加工程序结构
8.1主程序和子程序
有两种程序形式：主程序和子程序。一般情况下CNC根据主程序运行，但只主程序中遇到调用子程序的指令时，控制转到子程序，当子程序中遇到返回到主程序的指令时，控制返回到主程序。
CNC最多能存储400个主程序和子程序，可以从存储的主程序中选出程序运行机床。

8.2 程序的成分

纸带开始：标识程序文件开始的符号；
引导区：程序文件的标题号等；
程序开始：表示程序开始的符号；
程序区：加工指令区；
纸带结束：表示程序文件结束符号；

8.3 程序区域构成
程序区是由一系列的程序段组成的，程序部分用程序号开始，用程序结束代码结束。
程序区的构成 程序区
程序号 00001；
程序段1 N1 G91 G00 X120.0Y80.0;
程序段2 N2 G43 Z-32.0H01;
: :
程序段 n Nn Z0;
程序结束 M30

8.4 程序部分的构成
程序部分由程序号、顺序号、注释、程序结束。

程序号：由地址O和后面的4位数字组成程序号用来识别存储的程序，在程序的开头指定程序号。

顺序号和程序段：程序是由一系列指令组成，一个指令单位称为一个程序段，用指令结束代码EOB( ; )分开。由地址N和后面的5位数字（1到99999）组成顺序号，顺序号在程序的开头，顺序号可以按任意顺序指定并且任何顺序号都可以跳过。可以对全部程序段指定顺序号，也可以仅对程序要求的程序段指定顺序号。例如:N300X200.0Z300.0;下划线为顺序号。

程序结束：在程序结束处用以下代码之一来表示。M02/M30表示主程序结束，M99表示子程序结束。如果在程序执行中执行了程序结束代码，则CNC结束程序的执行并置于复位状态。当子程序结束代码被执行时，程序返回到调用该子程序的主程序。

注释：用控制跳出和控制进入代码之间所包含的任何信息被当作注释。
在注释部分用户可以书写成粗头、注释等对操作者有用的信息。程序跳出与程序进入代码如下表。

说明：在存储运行或DNC运行期间，所有的注释部分均被忽略。若如果在程序部分出席那较长注释时，由于注释的处理。坐标轴的移动可能长时间中断。所以注释部分应该放在运动暂停或不包含移动的地方。

8.5程序段的组成
一个程序段是由一个以上的字组成，字是由地址和数值组成。正号\负号可以放在数值的前面。
字=地址＋数值 例如：X-100;下表列出了主要功能和地址

一个程序段示例：
N G X Y F S T M
顺序号 准备功能 尺寸字 进给功能 主轴速速 刀具功能 辅助功能

9. 简易编程功能