FANUC0i系统数控车床的编程与操作.doc

二、 FANUC 0i系统数控车床的编程与操作2.1 FANUC 0i系统面板的操作一、FANUC 0i系统面板的结构FANUC 0i系统面板的结构如图1-19所示。主要分三部分：位于下方的机床控制和操作面板区、位于右上方MDI编辑键盘区、位于左上方的CRT屏幕显示区。 图2.1-1 FANUC 0i车床标准面板1、 机床控制、操作面板按钮机床控制、操作面板按钮说明见表2.1-1。 表2.1-1机床操作面板按钮说明按钮名称功能说明自动运行此按钮被按下后，系统进入自动加工模式。编辑此按钮被按下后，系统进入程序编辑状态，用于直接通过操作面板输入数控程序和编辑程序。MDI此按钮被按下后，系统进入MDI模式，手动输入并执行指令。远程执行此按钮被按下后，系统进入远程执行模式即DNC模式，输入输出资料。单节此按钮被按下后，运行程序时每次执行一条数控指令。单节忽略此按钮被按下后，数控程序中的注释符号“/”有效。选择性停止当此按钮按下后,“M01”代码有效。机械锁定锁定机床。试运行机床进入空运行状态。进给保持程序运行暂停，在程序运行过程中，按下此按钮运行暂停。按“循环启动”恢复运行。循环启动程序运行开始；系统处于“自动运行”或“MDI”位置时按下有效，其余模式下使用无效。循环停止程序运行停止，在数控程序运行中，按下此按钮停止程序运行。回原点机床处于回零模式；机床必须首先执行回零操作，然后才可以运行。手动机床处于手动模式，可以手动连续移动。手动脉冲机床处于手轮控制模式。手动脉冲机床处于手轮控制模式。X轴选择按钮在手动状态下，按下该按钮则机床移动X轴。Z轴选择按钮在手动状态下，按下该按钮则机床移动Z轴。正方向移动按钮手动状态下，点击该按钮系统将向所选轴正向移动。在回零状态时，点击该按钮将所选轴回零。负方向移动按钮手动状态下，点击该按钮系统将向所选轴负向移动。快速按钮按下该按钮，机床处于手动快速状态。主轴倍率选择旋钮将光标移至此旋钮上后,通过点击鼠标的左键或右键来调节主轴旋转倍率。进给倍率调节主轴运行时的进给速度倍率。急停按钮按下急停按钮，使机床移动立即停止，并且所有的输出如主轴的转动等都会关闭。超程释放系统超程释放。主轴控制按钮从左至右分别为：正转、停止、反转。手轮显示按钮按下此按钮，则可以显示出手轮面板。手轮面板点击按钮将显示手轮面板手轮轴选择旋钮手轮模式下，将光标移至此旋钮上后，通过点击鼠标的左键或右键来选择进给轴。手轮进给倍率旋钮手轮模式下将光标移至此旋钮上后，通过点击鼠标的左键或右键来调节手轮步长。X1、X10、X100分别代表移动量为0.001mm、0.01mm、0.1mm。手轮将光标移至此旋钮上后，通过点击鼠标的左键或右键来转动手轮。启动启动控制系统关闭关闭控制系统2、MDI编辑键盘区MDI键盘上各个键的功能见表2.1-2。表2.1-2 MDI键盘上各个键的功能MDI软键功能软键实现左侧CRT中显示内容的向上翻页；软键实现左侧CRT显示内容的向下翻页。移动CRT中的光标位置。软键实现光标的向上移动；软键实现光标的向下移动；软键实现光标的向左移动；软键实现光标的向右移动。实现字符的输入，点击键后再点击字符键，将输入右下角的字符。例如：点击将在CRT的光标所处位置输入“O”字符，点击软键后再点击将在光标所处位置处输入P字符；软键中的“EOB”将输入“；”号表示换行结束。实现字符的输入，例如：点击软键将在光标所在位置输入“5”字符，点击软键后再点击将在光标所在位置处输入“”。在CRT中显示坐标值。CRT将进入程序编辑和显示界面。CRT将进入参数补偿显示界面。本软件不支持。本软件不支持。在自动运行状态下将数控显示切换至轨迹模式。输入字符切换键。删除单个字符。将数据域中的数据输入到指定的区域。字符替换。将输入域中的内容输入到指定区域。删除一段字符。本软件不支持。机床复位。3、 CRT屏幕显示区CRT屏幕显示区显示了机床位置界面、程序管理界面、设置参数界面等。 机床位置界面 在手动或手轮方式下，点击进入坐标位置界面。点击菜单软键绝对、菜单软键相对、菜单软键综合，对应CRT界面将对应相对坐标（如图2.1-2-a）、绝对坐标（如图2.1-2-b）、和综合坐标（如图2.1-2-c ）。 a相对坐标界面 b绝对坐标界面 c综合坐标界面图2.1-2机床位置界面 程序管理界面 a 显示程序列表 b 显示当前程序图2.1-3 程序管理界面在编辑方式下点击进入程序管理界面，点击菜单软键LIB，将列出系统中所有的程序(如图2.1-3-a所示)，在所列出的程序列表中选择某一程序名，点击将显示该程序（如图2.1-3-b所示）。 设置参数车床刀具补偿参数车床的刀具补偿包括刀具的磨损量补偿参数和形状补偿参数，两者之和构成车刀偏置量补偿参数。输入刀具摩耗量补偿参数：刀具使用一段时间后磨损，会使产品尺寸产生误差，因此需要对刀具设定磨损量补偿。步骤如下：在MDI键盘上点击键，进入摩耗补偿参数设定界面。如图2.1-4-a所示。 a 摩耗补偿 b 形状补偿图2.1-4 车床的刀具补偿用方位键选择所需的番号，并用确定所需补偿的值。点击数字键，输入补偿值到输入域。按菜单软键输入或按，参数输入到指定区域。按键逐字删除输入域中的字符。输入刀具形状补偿参数：在MDI键盘上点击键，点击下方软键按钮形状进入形状补偿参数设定界面。如图2.1-4-b所示。方位键选择所需的番号，并用确定所需补偿的值。点击数字键，输入补偿值到输入域。按菜单软键输入或按，参数输入到指定区域。按键逐字删除输入域中的字符。或者点击测量键。输入刀尖半径和方位号：分别把光标移到R和T，按数字键输入半径或方位号，按菜单软键输入。二、简单轴零件的编程与仿真加工例1-8 把图2.1-5所示轴零件进行编程并仿真加工出来。图2.1-5 轴材料451、图纸分析零件结构较简单，需要加工的有外圆面、沟槽、端面及倒角，其中20、28外圆处精度要求较高。2、 工艺分析 确定加工方法：本零件结构较简单，尺寸较小，毛坯选用40圆钢，用三爪卡盘装夹，伸出卡盘80mm，从大到小先粗车各外圆，切槽，再从小到大精车各外圆到尺寸要求，最后切下工件，保证总长。 选择刀具：外圆刀、切槽刀。 选择切削用量：粗加工时切削深度2mm，进给量0.3mm/r，切削速度100m/min；精加工时切削深度0.5mm，进给量0.1mm/r，切削速度150m/min3、 编程序建立工件坐标系：右端面中心。程序单如下：O00104输入程序：手动键盘输入和导入 手动键盘输入新建一个数控程序：点击操作面板上的编辑键，编辑状态指示灯变亮，此时已进入编辑状态。点击MDI键盘上的程序键，CRT界面转入编辑页面。利用MDI键盘输入“O0010”（程序号不能与已有程序号的重复）按插入键，CRT界面上将显示一个空程序，可以通过MDI键盘开始程序输入。输入一行指令后，按键则数据输入域中的内容将显示在CRT界面上，用回车换行键结束一行的输入后换行。程序行顺序号可通过界面中的SETTING键进行更改。编辑程序：选定了一个数控程序后，此程序显示在CRT界面上，可对数控程序进行编辑操作。移动光标：按和用于翻页，按方位键移动光标。插入字符：先将光标移到所需位置，点击MDI键盘上的数字/字母键，将代码输入到输入域中，按键，把输入域的内容插入到光标所在代码后面。删除输入域中的数据：按键用于删除输入域中的数据。删除字符：先将光标移到所需删除字符的位置，按键，删除光标所在的代码。查找：输入需要搜索的字母或代码；按开始在当前数控程序中光标所在位置后搜索。（代码可以是：一个字母或一个完整的代码。例如：“N0010”，“M”等。）如果此数控程序中有所搜索的代码，则光标停留在找到的代码处；如果此数控程序中光标所在位置后没有所搜索的代码，则光标停留在原处。替换：先将光标移到所需替换字符的位置，将替换成的字符通过MDI键盘输入到输入域中，按键，把输入域的内容替代光标所在处的代码。删除一个数控程序：在编辑方式下，点击MDI键盘上的程序键，利用MDI键盘输入“Ox”(x为要删除的数控程序在目录中显示的程序号)，按键，程序即被删除。删除全部数控程序：在编辑方式下，点击MDI键盘上的程序键，利用MDI键盘输入“O-9999”，按键，全部数控程序即被删除。 导入数控程序可以通过记事本或写字板等编辑软件输入并保存为文本格式（*.txt格式）文件。点击操作面板上的编辑键，编辑状态指示灯变亮，此时已进入编辑状态。点击MDI键盘上的，CRT界面转入编辑页面。再按菜单软键 操作，在出现的下级子菜单中按软键，按菜单软键READ，点击MDI键盘上的数字/字母键，输入“Ox”(x为任意不超过四位的数字)，按软键EXEC；点击菜单“机床/DNC传送”，在弹出的对话框（如图2.1-6）中选择所需的NC程序，按“打开”确认，则数控程序被导入并显示在CRT界面上。 图2.1-6 选择要传输的程序5、车床准备 激活车床点击“启动”按钮，此时车床电机和伺服控制的指示灯变亮。检查“急停”按钮是否松开至状态，若未松开，点击“急停”按钮，将其松开。 车床回参考点检查操作面板上回原点指示灯是否亮，若指示灯亮，则已进入回原点模式；若指示灯不亮，则点击“回原点”按钮，转入回原点模式。在回原点模式下，先将X轴回原点，点击操作面板上的“X轴选择”按钮，使X轴方向移动指示灯变亮，点击“正方向移动”按钮，此时X轴将回原点，X轴回原点灯变亮，CRT上的X坐标变为“600.00”。同样， 再点击“Z轴选择”按钮，使指示灯变亮，点击， Z轴将回原点，Z轴回原点灯变亮，此时CRT界面如图2.1-7所示。实际上不同厂家机床因为参数设置不同，回参考点时的X坐标、Z坐标值而有所区别，有的显示“X0、Z0”。图2.1-7 机床回参考点 激活主轴转速在MDI手动数据输入方式下，点击MDI键盘上的程序键，CRT界面转入编辑页面，输入M03 S500（转速值大小），然后按机床键，主轴旋转，转速为500r/min，再按机床复位键，主轴停止转动。 图形仿真 在自动方式下，按键，锁住机床和辅助功能，启动程序，进行加工图形轨迹模拟。模拟结束后，撤销机床和辅助功能锁住。 对刀数控程序一般按工件坐标系编程，对刀的过程就是建立工件坐标系与机床坐标系之间关系的过程。下面具体说明车床对刀的方法。其中将工件右端面中心点设为工件坐标系原点。将工件上其它点设为工件坐标系原点的方法与对刀方法类似。试切法对刀 切削外径：点击操作面板上的“手动”按钮，手动状态指示灯变亮，机床进入手动操作模式，点击控制面板上的按钮，使X轴方向移动指示灯变亮，点击或，使机床在X轴方向移动；同样使机床在Z轴方向移动。通过手动将机床移到如图2.1-8-a所示的大致位置，使主轴正转，用手动或手轮方式微调X、Z方向的距离，使刀具切削工件外圆如图2.1-8-b所示的，不要切入太深，使切过的外圆光滑不留毛坯痕迹就可以，否则会影响加工尺寸，特别是毛坯余量较少的工件。然后Z轴正方向退出工件，X方向保持不动。（也可用手轮方式调整刀具切削工件） 测量切削位置的直径：主轴停止转动，点击菜单“测量/剖面图测量”如图2.1-10所示，点击试切外圆时所切线段，选中的线段由红色变为黄色。记下下半部对话框中对应的X的值（即直径）。 设置X方向刀具补偿值：按下控制箱键盘上的 键，弹出刀具补偿界面，点击下方的形状软键，切换到刀具形状补偿界面，把光标定位在需要设定的刀号上，光标移到X，输入“Xa”（a测量的直径值），按菜单软键测量，实现了刀具在X方向的补偿，见图2.1-11。（通过按软键操作 ，可以进入相应的菜单）。 切削端面：通过手动或手轮方式将机床移到如图2.1-9-a所示的大致位置，使主轴正转，用手动或手轮方式微调X、Z方向的距离，使刀具切削工件端面稍微超过中心如图2.1-9-b所示的，不要切入太深，使切过的端面光滑不留毛坯痕迹就可以，否则会影响加工尺寸，特别是毛坯端面余量较少的工件。然后X轴正方向退出工件，Z方向保持不动。使主轴停止转动。因工件原点在右端面中心，此时刀具位置为Z0，不需要测量Z方向尺寸。设置Z方向刀具补偿值：按下控制箱键盘上的 键，弹出刀具补偿界面，点击下方的形状软键，切换到刀具形状补偿界面，把光标定位在需要设定的刀号上，光标移到Z，输入“Z0”，按菜单软键测量，实现了刀具在Z方向的补偿，见图2.1-11。 a b a b图2.1-8 X方向刀具补偿 图2.1-9 Z方向刀具补偿 图2.1-10 测量 图2.1-11刀具补偿刀具补偿界面中的R、T用来对刀尖进行补偿，R是刀尖圆弧半径，T是刀尖方位，这些知识点在以后章节进行讲解。 首件切削在自动方式下，选择 单段功能，运行程序，每行结束都需要启动程序，直到粗加工结束，测量工件尺寸精度是否符合要求，如果符合要求，继续完成加工；如果有误差，调整程序或者刀具摩耗值后再完成加工。测量工具：熟悉使用游标卡尺、千分尺的结构和使用方法，并测量工件。2.2 简单阶梯轴的加工练习简单阶梯轴零件工艺制订和循环指令G90的应用。 图2.2-1 轴 材料：45钢一、加工步骤1、 输入程序：在编辑方式下输入程序。2、 检查程序：空运行、作图，检查刀路轨迹；模拟运行，观察加工路线。3、 安装工件：装夹工件，注意毛坯伸出长度要合适，过长刚性太低，过短车刀和卡盘距离太近，甚至会碰撞卡盘而产生危险。4、安装车刀：注意车刀伸出长度要合适，并使刀具中心与主轴中心垂直，夹紧牢固。5、对刀：建立工件坐标系。6、 自动运行加工：先使用单段方式加工运行程序，当确认程序无误，切削参数合理后，方可使用连续自动方式加工零件。二、安全操作和注意事项1、 按要求穿戴工装。2、 严格遵守数控车床安全操作规程，严禁过载使用机床。3、 开机前必须注意检查车床是否运转正常。4、 当程序输入完后，一定认真检查，并检查运行轨迹是否正确。5、 对刀时程序中刀具号与刀补号一定正确对应。6、 刚开始运行程序时，一定打单段方式，确认无误后放开连续运行程序。7、 加工过程中车床防护门一定关好，防止切屑飞出以免伤人。三. 阶梯轴的检验1、各公差配合的基本概念要明确，重点掌握好有关极限尺寸、极限偏差、尺寸公差、基本偏差的概念，能熟练计算。2、尺寸测量方法（1）计量器具的选择原则 选择计量器具应与被测工件的外形、位置、尺寸的大小及被测参数特性相适应，使所选计量器具的测量范围能满足工件的要求。 选择计量器具应考虑工件的尺寸公差，使所选计量器具的不确定度值既要保证测量精度要求，又要符合经济性要求。（2）尺寸的测量方法在实际生产中，尺寸的测量方法和使用的计量器具种类很多，游标类量具是常用的计量器具。游标类量具是利用游标读数原理制成的一种常用量具，它具有结构简单、使用方便、测量范围大等特点。 2.3 较复杂结构轴的编程与加工 轴 材料：45钢1、加工步骤 输入程序：在编辑方式下输入两个程序。 检查程序：空运行、作图，检查刀路轨迹；模拟运行，观察加工路线。 安装工件：装夹工件，注意夹头是否加牢带动工件旋转，并调整尾座距离合适后紧固，顶尖的松紧程度以没有轴向窜动为宜。 安装车刀：注意车刀伸出长度要合适，并使刀具中心与主轴中心垂直，夹紧牢固，并注意不要碰到尾座。 对刀：建立工件坐标系，建议切槽刀对刀是选择左刀尖为刀位点。 自动运行加工：先使用单段方式加工运行程序，当确认程序无误，切削参数合理后，方可使用连续自动方式加工零件。 2、安全操作和注意事项 按要求穿戴工装。 严格遵守数控车床安全操作规程，严禁过载使用机床。 切削前，检查刀架在Z向移动有无干涉。 切削过程中随时检查后顶尖的松紧程度，并注意前后顶尖孔的清洁和润滑。 装夹工件时不要碰伤已加工表面。 注意刀具与顶尖和尾座之间不要干涉。3、轴的检验尺寸公差形位公差表面粗糙度2.4 定位套的加工轴套 材料 40Cr1、加工步骤 输入程序：在编辑方式下输入两个程序。 检查程序：空运行、作图，检查刀路轨迹；模拟运行，观察加工路线。 安装工件：装夹工件，注意夹头是否加牢带动工件旋转，并调整尾座距离合适后紧固，顶尖的松紧程度以没有轴向窜动为宜。 安装车刀：车刀伸出长度要合适，注意内孔刀的中心高，不要在加工时产生干涉，并使刀具中心与主轴中心垂直，夹紧牢固，并注意不要碰到尾座。 对刀：建立工件坐标系，建议切槽刀对刀是选择左刀尖为刀位点。 自动运行加工：先使用单段方式加工运行程序，当确认程序无误，切削参数合理后，方可使用连续自动方式加工零件。 2、安全操作和注意事项 按要求穿戴工装。 严格遵守数控车床安全操作规程，严禁过载使用机床。 切削前，检查刀架在Z向移动有无干涉。 切削过程中随时检查后顶尖的松紧程度，并注意前后顶尖孔的清洁和润滑。 装夹工件时不要碰伤已加工表面。 注意刀具与顶尖和尾座之间不要干涉。3、轴的检验尺寸公差，形位公差，表面粗糙度。2.5 手柄的编程与加工 全部手柄 材料 451、加工步骤 输入程序：在编辑方式下输入两个程序。 检查程序：空运行、作图，检查刀路轨迹；模拟运行，观察加工路线。 安装工件：装夹工件，注意工件的伸出长度。 安装车刀：车刀伸出长度要合适，夹紧牢固。加工手柄时，由于存在内凹轮廓，注意刀具的副偏角大小，不要与已加工表面发生干涉所以选择35菱形刀片加工曲面轮廓。 对刀：建立工件坐标系。 自动运行加工：先使用单段方式加工运行程序，当确认程序无误，切削参数合理后，方可使用连续自动方式加工零件。 2、安全操作和注意事项 按要求穿戴工装。 严格遵守数控车床安全操作规程，严禁过载使用机床。 加工圆弧的刀具副偏角不要太小，以免产生干涉。 装夹刀具时注意刀尖与工件中心等高。 设定循环起点位置恰当。 使用G42刀尖半径补偿以消除加工误差。3、轴的检验尺寸公差，表面粗糙度，圆弧的测量用圆弧样板进行测量。2.6 非圆曲面零件的编程与加工椭圆面 材料 45钢1、加工步骤 输入程序：在编辑方式下输入两个程序。 检查程序：空运行、作图，检查刀路轨迹；模拟运行，观察加工路线。 安装工件：装夹工件，注意工件的伸出长度。 安装车刀：车刀伸出长度要合适，夹紧牢固。 对刀：建立工件坐标系（车平端面不要输Z0，而是Z30.）。 自动运行加工：先使用单段方式加工运行程序，当确认程序无误，切削参数合理后，方可使用连续自动方式加工零件。 2、安全操作和注意事项 按要求穿戴工装。 严格遵守数控车床安全操作规程，严禁过载使用机床。 加工圆弧的刀具副偏角不要太小，以免产生干涉。 装夹刀具时注意刀尖与工件中心等高。 设定循环起点位置恰当。 使用G42刀尖半径补偿以消除加工误差。3、检验尺寸公差，表面粗糙度，椭圆弧的测量用样板进行测量。