FANUC系统数控车床的编程与操作.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第二章,FANUC,系统数控车床的编程与操作,第一节 概述,一、数控车床的组成与分类,（一）数控车床的组成,数控车床与普通卧式车床在结构形式上有许多相似之处，其结构仍然是由主轴箱、刀架、进给系统、床身以及液压、气压、润滑系统等部分组成。,（二）数控车床的布局及分类,根据床身和导轨相对于水平面位置的不同，数控车床的布局通常有四种形式，如图所示。,1.,数控车床的布局,（,1,）按加工零件的基本类型分类：卡盘式数控车床。顶尖式数控车床。,2.,数控车床分类,（,2,）按主轴的配置形式分类：卧式数控车床。立式数控车床。,（,3,）按数控系统功能分类：经济型数控车床。全功能型数控车床。车削中心。,FMC,车床。,二、数控车床常用刀具,（一）焊接式车刀,选择车刀圆弧半径的大小时，应考虑两点：,第一，车刀切削刃的圆弧半径应当小于等于零件凹形轮廓上的最小半径，以免发生加工干涉。,第二，该半径不宜选择太小，否则既难于制造，还会因其切削刃强度太弱或刀体散热能力差，使车刀容易受到损坏，使用寿命降低。,（二）高速钢车刀（整体式车刀）,（三）机夹车刀,机夹外圆和端面车刀 机夹内孔车刀,此类刀具有如下特点：,（,1,）刀片不经过高温焊接，避免了因焊接而引起的刀片硬度下降、产生裂纹等缺陷，提高了刀具的耐用度。,（,2,）由于刀具耐用度提高，使用时间较长，换刀时间缩短，提高了生产效率。,（,3,）刀柄可重复使用，既节省了钢材又提高了刀片的利用率，刀片由制造厂家回收再制，提高了经济效益，降低了刀具成本。,（,4,）刀片重磨后，尺寸会逐渐变小，为了恢复刀片的工作位置，往往在车刀结构上设有刀片的调整机构，以增加刀片的重磨次数。,（,5,）压紧刀片所用的压板端部，可以起断屑器作用。,常用硬质合金车刀刀片如图所示：,第二节 常用编程指令,一、,FANUC 0-TD,系统准备功能,G,代码,数控代码分为“模态代码”和“非模态代码”，模态代码的功能在它被执行后会继续维持，而非模态代码仅在该程序行起作用。定义移动的代码通常是模态代码，像直线、圆弧和循环代码。反之，像原点返回代码等是非模态代码，如表,3-1,所示（参见教材第,59,页）。,二、,FANUC 0-TD,系统辅助功能,M,代码,本系统可供用户使用的,M,代码如表所示。,三、主轴功能,S,代码,主轴转速指令功能，它是由地址,S,及其后面的数字表示，目前有,S2,（两位数），,S4,（四位数）的表示法，即,S,和,S,。一般的经济型数控机床采用一位或两位约定的代码来控制主轴某一档位的高速和低速，对具有无级调速功能的数控机床，则可由后续数字直接表示其主轴的给定转速（,r/min,）。另外，对具有恒线速度切削功能的数控机床，其加工程序中的,S,指令既可指令恒定转速（,r/min),，也可指令切削时的恒定线速度（,m/min,）。,四、进给功能,F,代码,F,指令表示工件被加工时刀具相对于工件的合成进给速度，,F,的单位可取,G94(,每分钟进给量,mm/min),或,G95(,主轴每转一转刀具的进给量,mm/r),。使用下式可以实现每转进给量与每分钟进给量的转化。,Fmin=FrS,式中：,Fmin-,即每分钟的进给量,(mm/min),；,Fr-,每转进给量,(mm/r),；,S-,主轴转数,(r/min),。,五、刀具功能,T,代码,T,代码用于选刀号和刀补号，其后的,4,位数字分别表示选择的刀具号和刀具补偿号。,T,代码与刀具的关系是由机床制造厂规定的，具体请参考机床厂家的说明书。执行,T,指令，转动转塔刀架，选用指定的刀具。,当一个程序段同时包含,T,代码与刀具移动指令时：先执行,T,代码指令，而后执行刀具移动指令。,T,指令同时调入刀补寄存器中的补偿值。,六、常用编程指令格式,（一）常用,G,代码,编程格式：G00 X（U）Z（W）；,1.G00,快速定位,编程格式：G0,1,X（U）,_,Z（W）,_F_,；,2.G01,直线插补,编程格式：,G02/(G03)X(U),_,Z(W),_,R,_,F,_,；,G02/(G03)X(U),_,Z(W),_,I,_,K,_,F,_,；,3.G02,、,G03,圆弧插补,编程格式：,G0,4 P_,；,4.G04,程序延时（暂停）,编程格式：,G,20,：,G X（U）,_,Z（W）,_,F,；,G21：G X（U）,_,Z（W）,_,F；,5.G20,、,G21,尺寸单位选择,刀具的补偿主要包括：刀具长度补偿、刀尖半径补偿、刀尖方位补偿等。,6.,刀具补偿功能,T,指令,编程格式：G,91,G,X_,Z,_F_,；,7.G91,相对值编程,编程格式：G,92,X_,Z,_,；,8.G92,建立工件坐标系,此指令的功能是执行线速度控制，并且只通过改变,RPM,来控制相应的工件直径变化时维持稳定的切削速率。,9.G96,恒线速,此指令的功能是取消线速度控制，并且仅仅控制,RPM,的稳定。,10.G97,取消恒线速,数控系统在执行了,G98,指令后，便认定,F,所指的进给速度单位为,mm/min,，如,F200,即进给速度是,200mm/min,。,11.G98,每分钟进给,数控系统在执行了,G99,指令后，便认定,F,所指的进给速度单位为,mm/r,，如,F0.2,即进给速度是,0.2mm/r,。,12.G99,每转进给,（二）常用,M,功能,1.M00,程序暂停,2.M02,程序结束,3.M03,主轴正转,4.M04,主轴反转,5.M05,主轴停止,6.M08,冷却液开,7.M09,冷却液关,8.M30,主轴停止，程序结束,（三）编程实例,详见教材第,67,页。,第三节 螺纹加工指令,一、螺纹加工时的几个问题,普通螺纹实际牙型高度按下式计算：,h=0.6495,P,式中：,P-,螺纹螺距。,近似取,h=0.65,P,（一）普通螺纹实际牙型高度,d,1,=D-2h=D-1.3,P,（二）螺纹小径的计算,常用螺纹加工的进给次数与背吃刀量见表,3-3,（详见教材第,69,页）。,（三）螺纹切削进给次数与背吃刀量的确定,（四）螺纹起点与螺纹终点轴向尺寸的确定,二、螺纹切削指令的使用,编程格式：,G32 X(U)_Z(W)_F_,；,其中：,X,、,Z,：螺纹切削终点的绝对坐标（,X,为直径值）；,U,、,W,：螺纹切削终点相对切削起点的增量坐标（,U,为直径值）；,F,：螺纹的导程（,mm,）,（一）,G32,螺纹切削指令,编程格式：,G92 X(U)_Z(W)_R_F_,；,其中：,X,、,Z,：螺纹终点的绝对坐标；,U,、,W,：螺纹终点相对于螺纹起点的坐标增量；,F,：螺纹的导程（单线螺纹时为螺距）；,R,：圆锥螺纹起点和终点的半径差，当圆锥螺纹起点坐标大于终点坐标时为正，反之为负。加工圆柱螺纹时，,R,为零，省略。,（二）,G92,螺纹切削循环指令,编程格式：,G76 P(,m,)(,r,)(,)Q(,d,min)R(,d,),；,G76 X(U)_Z(W)_R(,i,)P(,k,)Q(,d,)F(,f,),；,其中：,m,:,为精车重复次数，从,1,99,次，该值为模态值；,R,:,为螺纹尾部倒角量（斜向退刀），是螺纹导程（,L,）的,0.1,9.9,倍，以,0.1,为一档逐步增加，设定时用,00,99,之间的两位整数来表示；,:,为刀尖角度，可以从,80,、,60,、,55,、,30,、,29,和,0,等,6,个角度中选择，用两位整数表示，常用,60,、,55,和,30,三个角度；,m,、,r,和,用地址,P,同时指定，例如：,m,=2,，,r,=1.2L,，,=60,，表示为,P021260,；,d,min:,切削时的最小背吃刀量，用半径编程，单位为微米（,m,）；,d,:,为精车余量，用半径编程；,X(U),、,Z(W):,为螺纹终点坐标；,i,:,为螺纹半径差，与,G92,中的,R,相同；,i,=0,时，为直螺纹；,k,:,为螺纹高度，用半径值指定，单位为微米（,m,）；,d,:,为第一次车削深度，用半径值指定；,f,:,为螺距（多头为导程,S=,nt,）。,（三）,G76,螺纹切削复合循环,（四）编程实例,详见教材第,73,页。,第四节 固定循环指令,一、,G9O,简单形状固定循环指令,编程格式：,G90 X,（,U,）,_Z,（,W,）,_F_,；,（一）,G90,切削圆柱面,（二）,G90,切削圆锥面,编程格式：,G90 X,（,U,）,_Z,（,W,）,_I_F_,；,二、,G94,端面切削循环指令,编程格式：,G94 X,（,U,）,_Z,（,W,）,_F_,；,此指令与,G90,相对应，加工方向垂直，用于短粗轴加工，使程序得以简化。,X,、,Z,为圆柱面切削终点,C,在工件坐标系中的坐标值；,U,、,W,为圆柱面切削终点,C,相对循环起点,A,的坐标增量。,（一）切削端平面,编程格式：,G94 X,（,U,）,_Z,（,W,）,_,K,_,F,_,；,K,为切削起点与圆锥端面切削终点长度差，图示正车为负，反车为正。,（二）切削圆锥面,带锥度的端面切削循环,三、复合形状固定循环指令,编程格式：,G71 U(,d,)R(,e,),；,G71 P(,ns,)Q(,nf,)U(,z,)W(,x,)F(,f,)S(,s,)T(,t,),；,该指令执行如图所示的粗加工和精加工，其中精加工路径为,AABB,的轨迹。,d,：切削深度,(,每次切削量,),，指定时不加符号，方向由矢量,AA,决定；,e,：径向退力量；,ns,：精加工路径第一程序段,(,即图中的,AA,),的顺序号；,nf,：精加工路径最后程序段,(,即图中的,BB,),的顺序号；,x,：,X,方向精加工余量；,z,：,Z,方向精加工余量；,f,、,s,、,t,：粗加工时,G71,中编程的,F,、,S,、,T,有效，而精加工时处于,ns,到,nf,程序段之间的,F,、,S,、,T,有效。,G71,切削循环下，切削进给方向平行于,Z,轴，,X(U),和,Z(W),的符号如图所示。其中,(+),表示沿轴正方向移动，,(-),表示沿轴负方向移动。,（一）,G71,内（外）径纵向粗车复合循环,编程格式：,G72 W(,d,)R(,e,),；,G72 P(,ns,)Q(,nf,)U(,x,)W(,z,)D(,d,)F(,f,)S(,s,)T(,t,),；,该循环与,G71,的区别仅在于切削方向平行于,X,轴。该指令执行如图所示的粗加工和精加工，其中精加工路径为,AABB,的轨迹。,d,：切削深度,(,每次切削量,),，指定时不加符号，方向由矢量,AA,决定；,e,：粗车时,Z,轴退刀量,ns,：精加工路径第一程序段,(,即图中的,AA,),的顺序号；,nf,：精加工路径最后程序段,(,即图中的,BB,),的顺序号；,x,：,X,方向精加工余量；,z,：,Z,方向精加工余量；,F,、,S,、,T,：粗加工时,G71,中编程的,F,、,S,、,T,有效，而精加工时处于,ns,到,nf,程序段之间的,F,、,S,、,T,有效。,G72,切削循环下，切削进给方向平行于,X,轴，,X(U),和,Z(W),的符号如图所示。其中,(+),表示沿轴的正方向移动，,(-),表示沿轴的负方向移动。,（二）,G72,端面粗车复合循环,编程格式：,G73 U(,i,)W(,k,)R(,d,),G73 P(,ns,)Q(,nf,)U(,x,)W(,z,)D(,d,)F(,f,)S(,s,)T(,t,),；,该功能在切削工件时刀具轨迹为如图所示的封闭回路，刀具逐渐进给，使封闭切削回路逐渐向零件最终形状靠近，最终切削成工件的形状，其精加工路径为,AABB,。,这种指令能对铸造，锻造等粗加工中已初步成形的工件，进行高效率切削。,i,：粗切时径向切除余量，即总的退刀量（半径值）；,k,：粗切时轴向切除余量；,ns,：精加工路径第一程序段,(,即图中的,AA),的顺序号；,nf,：精加工路径最后程序段,(,即图中的,BB),的顺序号；,x,：,X,方向精加工余量；,z,：,Z,方向精加工余量；,d,：循环加工次数；,F,、,S,、,T,：粗加工时,G71,中编程的,F,、,S,、,T,有效，而精加工时处于,ns,到,nf,程序段之间的,F,、,S,、,T,有效。,（三）,G73,闭环粗车复合循环,编程格式：,G70 P(,ns,)Q(,nf,),；,此指令必须分别与,G71,、,G72,、,G73,指令配合使用，否则不能执行精加工。,（四）,G70,精车循环,编程格式：,G74 R,（,e,）：,G74 Z,（,w,）,_ Q,（,k,）,R,（,d,）,_F,（,f,）,_,；,指令功能可以用于断续切削深钻孔加工，只车,Z,轴操作。,e,：表示退刀量；,Z,：表示孔心的,Z,坐标值；,w,：表示其增量坐标值；,k,：表示,Z,轴方向移动量；,f,：表示进给速度。,（五）,G74,深孔钻固定循环,除,X,用,Z,代替外，其余与,G74,均相同，用本循环可处理断续切削，可在,X,轴割槽及,X,轴啄式钻孔。编程格式：,G75 R(,e,),；,G75 X(,u,)_Z(,w,)_P(,i,)_Q(,k,)_R(,d,)_F(,f,)_,；,X,、,Z,：表示槽终点坐标值；,i,：,X,方向的移动量（无符号，直径值）。,（六）,G75,外圆,/,内圆切槽循环,第五节 子程序编制,编程格式：,M98 P L,；,O,M99,；,M98,用于在程序中执行该指令后，调用再由,L,指定的子程序段执行。子程序执行结束后，由,M99,指令返回主程序，返回后，主程序继续顺序执行。（,详见教材第,80,页例题,）,第六节 数控车床典型零件编程实例,详见教材第,82,页例题,第七节 数控车床操作,一、工件程序的编辑与输入,加工前应首先分析和编制工件的加工工艺和加工程序，如果工件的加工程序较长或较复杂时，就不要在机床上编程，而采用编程机或计算机编程，然后通过软盘或通信接口备份到数控铣床的数控系统中。这样可以避免占用机时，降低加工的辅助时间。,二、机床开机,一般是先开主电源，这样数控铣床就具备了开机条件，使一个带钥匙按钮数控系统和机床同时都上电，系统的,CRT,上显示出信息，同时检查机床的液压、气动、各进给轴及其他辅助设备的连接状态。,三、回参考点,机床加工前先建立机床各坐标的移动基准。,四、加工程序的输入调用,根据程序的介质,(,磁带、磁盘,),，可以用磁带机、编程机或串口通信输入，若是简单程序可直接采用键盘在,CNC,控制面板上输入，或在,MDI,的方式下逐段输入逐段加工。在加工前还必须输入加工程序中的工件原点、刀具参数、偏置量和各种补偿值。,五、加工程序的编辑,输入的程序若需要修改时，应将工作方式选择开关置于编辑的位置。利用编辑键进行增加、删除、更改。,六、加工程序的检查与调试,首先将机床锁住，只运行程序。这一步骤是对程序进行检查，若有错误，则需重新进行编辑。,七、工件的安装与找正,对要加工的工件进行安装找正，建立基准。方式采用手动增量移动，连续移动或手摇轮移动机床。将起刀点对到程序的起始处，并对好刀具的基准。,八、刀具的安装与对刀,车刀安装得正确与否，将直接影响切削能否顺利地进行和工件的加工质量。,安装车刀时，应注意下列几个问题：,（,1,）车刀安装在刀架上，伸出部分不能太长，伸出量一般为刀柄高度的,1,5,倍。,（,2）车刀垫铁要平整，数量要少，垫铁应与刀架对齐。,（,3,）车刀刀尖应与工件轴线等高，否则会因基面和切削平面的位置发生变化而改变车刀工作时的前角和后角的数值，如图所示。,（,4,）车刀刀柄中心线应与进给方向垂直，否则会使主偏角和副偏角的数值发生变化，如图所示。,（,5,）对刀。对刀是数控机床加工中极其重要和复杂的工作。对刀精度的高低，将直接影响到零件的加工精度。,九、启动机床坐标轴进行连续加工,连续加工一般采用存储器中的程序加工。加工中的进给速度可采用进给倍率开关调节，加工中可以按进给保持按钮，暂停进给运动观察加工情况或进行手工测量。再按下循环启动按钮即可恢复加工，为确保程序正确无误，加工前应再复查一遍。在加工时，对于平面曲线工件，可采用铅笔代替刀具在纸上画工件轮廓，这样比较直观，若系统具有显示刀具轨迹模拟功能则可用于检查程序的正确性。,十、关机,加工结束后、关闭电源前，注意检查机床的状态及机床各部件位置。先关机床电源，然后再关系统的电源，最后关闭总电源。,