數控車床實訓（FANUC數控系統(tǒng)）

1、數控車床實訓（數控車床實訓（FANUC數控系統(tǒng)）數控系統(tǒng)）天津大學仁愛學院天津大學仁愛學院機械工程系機械工程系學習目的：學習目的： 掌握FANUC系統(tǒng)數控加工編程的方法 掌握數控程序的一般結構 理解數控編程的一般步驟 掌握FANUCS系統(tǒng)數控車床編程指令的含義 能夠編制中等復雜零件的數控車床加工程序1.程序的結構程序的結構 FANUC數控系統(tǒng)的基本功能數控系統(tǒng)的基本功能加工程序結構說明意義O0001;程序開始程序檢索和調用的唯一標識N0001 G00 G40 G97 G99 S800 M03;程序主體由若干個程序段組成，表示數控車床在零件加工的過程中要完成的所有動作N0002 T0101 F0

2、.2;N0003 X32. Z1. ;N0004 G01 X0. ;N0005 X25. ; N0020 M05;N0021 M30;程序結束表示加工程序結束2. 程序段的格式程序段的格式 概念：程序段由指令字組成，程序段的格式是指令字在程序段中的排列順序。 FANUC數控系統(tǒng)的基本功能數控系統(tǒng)的基本功能1）程序段號， 作為程序段的標識，主要用于程序段的檢索和調用，由地址符N和四位數字組成，取值范圍為N00019999。 程序執(zhí)行不按程序段號順序大小而按程序段的實際位置。程序執(zhí)行不按程序段號順序大小而按程序段的實際位置。 N0001可寫成可寫成N01、N1、N001等簡化形式。等簡化形式。2）

3、準備功能G代碼 指定刀具的運動方式（如快進、直線和圓弧插補等），由地址符G和兩位數字組成如G00、G01、G02等。3）坐標移動指令 由X(U)/Z(W)和帶符號的數字組成，其中正號可省略，如X(U) 23.5、Z(W) -35.8等。小數點以前不能超過4位數，小數點以后不能超過3位數。FANUC數控系統(tǒng)的基本功能數控系統(tǒng)的基本功能4）其他常用指令地址符的意義：FANUC數控系統(tǒng)的基本功能數控系統(tǒng)的基本功能功能名稱指令地址符號意義說明主軸功能S指定主軸回轉速度輔助功能M指定機床各種輔助動作及其狀態(tài)工具功能T指定刀具號和刀具補償號進給功能F指定切削進給速度或螺紋切削時的導程指定程序號P子程序調用

4、時，指定調用程序的編號指定程序段號P、Q固定循環(huán)指令中，指定循環(huán)開始和結束的程序段尺寸字R圓弧半徑或倒圓角尺寸字C倒角量3. FANUC系統(tǒng)數控車床的編程原則系統(tǒng)數控車床的編程原則 1）小數點的使用 坐標字后的數字如：X100.0或X100.表示100mm； X100表示100個脈沖當量 （一般機床脈沖當量為（一般機床脈沖當量為0.001mm） 2）直徑編程與半徑編程 直徑編程（A-B）： G01 X25.； 半徑編程（A-B）： G01 X12.5； FANUC數控車床統(tǒng)一用直徑方式直徑方式編制程序。 FANUC數控系統(tǒng)的基本功能數控系統(tǒng)的基本功能 3）絕對坐標編程與相對坐標編程 FANUC

5、系統(tǒng)數控車床編程時，以地址符X、Z表示絕對坐標編程方式，U、W表示相對坐標編程方式。 絕對方式（A-B）： G01 X25. Z-20.; 相對方式（A-B）： G01 U10. W-20.; 混合方式（A-B）： G01 X25. W-20.; FANUC數控系統(tǒng)的基本功能數控系統(tǒng)的基本功能 4）前置刀架車床與后置刀架車床 前置刀架：刀架位于主軸與操作人員之間； 后置刀架：主軸位于刀架和操作人員之間； 本節(jié)統(tǒng)一按照后置刀架后置刀架數控車床，主軸正轉主軸正轉時的情況介紹數控程序的編制，所編制的程序同樣適用于前置刀架的數控車床。FANUC數控系統(tǒng)的基本功能數控系統(tǒng)的基本功能1.1.快速定位快速定

6、位： G00 X(U)_ Z(W)_； 絕對坐標編程： G00 X15. Z5.； 相對坐標編程： G00 U-45. W-45.;FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令2.2.直線插補：直線插補： G01 X(U)_ Z(W)_ F_； O101；（絕對坐標編程）N60 G01 X20. Z-25. F0.2；N70 X35.；/Z軸移動量為0可省略N80 M05；N90 M30；FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令O102；（相對坐標編程）N60 G01 U0 W-25. F0.2；N70 U15. W

7、0.；N80 M05；N90 M30； O103；（混合坐標編程）N60 G01 U0 Z-25. F0.2；N70 X35. W0.；N80 M05；N90 M30； FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 1）G01（圓角自動過渡 ） 格式1：G01 X(U)_ R_ F_； 格式2：G01 Z(W)_ R_ F_； N20 G01 XO.F0.3 N30 Z0 F0.3； N40 X20. R-5.； N50 Z-25. R4.；FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 2）G01（倒角） 格式1：G01 X(U)_ C_ F_； 格式2：G01 Z(W)_

8、 C_ F_；N20 X0；N30 G01 Z0 F0.3；N40 G01 X20. C-3.；N50 Z-25. C4.；3.順時針圓弧插補順時針圓弧插補G02 格式1：終點坐標+半徑 G02 X(U)_ Z(W)_ R_ F_；G00 X10. Z0；G03 X20. Z-9. R30. F0.3；或G00 X10. Z0.；G03 U10. W-9. R30. F0.3；FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 格式2：終點坐標+分矢量 G02 X(U)_ Z(W)_ I_ K_ F_； I、K為圓弧起點起點到圓心的方向矢量方向矢量在X、Z軸方向上的投影投影，與坐標軸同向為

9、“正正”，反向為“負負”。G00 X10. Z0.；G02 X20. Z-9. I28. K11. F0.3；或G00 X10. Z0.；G02 U10. W-9. I28. K11. F0.3 FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令4.逆時針圓弧插補逆時針圓弧插補G03 格式1：終點坐標+半徑 G03 X(U)_ Z(W)_ R_ F_；G00 X10. Z0；G03 X20. Z-14. R25. F0.3；或G00 X10. Z0.；G03 U10. W-14. R25. F0.3；FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 格式2：終點坐標+分矢量 G03

10、X(U)_ Z(W)_ I_K _ F_； I、K為圓弧起點起點到圓心的方向矢量方向矢量在X、Z軸方向上的投影投影，與坐標軸同向為“正正”，反向為“負負”。G00 X10. Z0.；G03 X20. Z-14. I-20. K-15. F0.3；或G00 X10. Z0.；G03 U10. W-14. I-20. K-15. F0.3；FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令5.進給功能指令（進給功能指令（F）和進給控制指令（）和進給控制指令（G98、G99） 1）每轉進給量G99 格式：G99 (G01/G02/G03) F_； 進給量以主軸每轉一周刀具的移動距離來計量，F后面

11、數字的單位為mm/r。 2）每分鐘進給量 格式：G98(G01/G02/G03) F_； 進給量以每分鐘刀具的移動距離來計量，F后面數字的單位為mm/min。FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令6. G04 暫停指令暫停指令 格式： (G99) G04 X(U)_；/刀具暫停時間以主軸回轉轉數計量； (G98) G04 X(U)_； 或(G98) G04 P_；/刀具暫停是將以時間計量； X(U)后面的數字為帶小數點后面的數字為帶小數點 的數，單位為的數，單位為s，P后面的數后面的數 字為整數單位為字為整數單位為ms。FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 鉆

12、頭 在孔底暫停 在槽底暫停 切槽或切斷刀具 7.主軸功能指令（主軸功能指令（S）和主軸轉數控制指令（）和主軸轉數控制指令（G96、G97、G50） 1）主軸最高轉數設定指令G50 格式：G50 S_； 2）以每分鐘轉數設定主軸速度G97 格式：G97 S_； S后面數字的單位為r/min，如要求主軸最高轉數不超過1500r/min，指定當前主軸轉數為750r/min的程序段為：G50 S1500；G97 S750； FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 3）以恒定線速度設定主軸轉數G96 格式：G96 S_； S后面數字的單位為m/min，如要求主軸最高轉數不超過2000r/

13、min，設定當前主軸線速度恒定為100m/min的程序段為：G50 S2000；G96 S100； 這里需要注意的是主軸轉速和線速度有如下關系： 可見當可見當D 趨于趨于0時，時，n趨于無窮大，必須使用趨于無窮大，必須使用G50限定最高限定最高轉數轉數FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令/1000vDn8.輔助功能指令（輔助功能指令（M指令）指令） M03；（主軸順時針轉） M05；（主軸停轉） M04；（主軸逆時針轉） M30；（程序停止） M08（打開冷卻液） M09 （關閉冷卻液） M01（程序選擇停止） M00（程序選擇停止）FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的

14、基本編程指令9.刀具功能指令刀具功能指令T 10.刀尖圓弧半徑補償功能（刀尖圓弧半徑補償功能（G41、G42、G40）FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 假想刀尖位置 X 軸方向刀尖位置 Z 軸方向刀尖位置 (a) (b) P 由于刀尖圓弧半徑R的存在，以假想刀尖P為刀位點進行編程加工時，雖然不影響端面和內、外圓柱面的車削。但車削錐面和圓弧面車削錐面和圓弧面時，會產生欠切或過切欠切或過切現象，影響加工精度。FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 為了消除刀尖圓弧半徑的影響，利用數控系統(tǒng)的刀尖圓弧半徑補償功能，將刀尖圓弧半徑值圓弧半徑值輸入到補償寄存器寄存器中

15、，便可按照零件的實際輪廓尺寸實際輪廓尺寸編程，由數控系統(tǒng)自動自動完成偏置軌跡的計算。FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令刀尖圓弧半徑輸入到刀尖圓弧半徑輸入到R項，項，而而T項中輸入假想刀尖位置序號項中輸入假想刀尖位置序號FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令T項中輸入的假想刀尖位置序號：項中輸入的假想刀尖位置序號：FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令1）刀尖圓弧半徑左補償G41 沿著車刀切削進給方向看，刀具在車削表面的左側。2）刀尖圓弧半徑右補償G42 沿著車刀切削進給方向看，刀具在車削表面的右側。3）取消刀尖圓弧半徑補償G40 在程序中應與

16、G41或G42成對出現，即切削開始加上補償，切削結束后利用G40取消補償。4）刀尖圓弧半徑補償使用注意事項（見教材例7.3）。FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令例7.1：利用刀具半徑補償G42編制如圖所示車削程序。11. 固定循環(huán)指令固定循環(huán)指令 刀具不可能一次車削把所有的余量都切除掉，按照一定的規(guī)律分層規(guī)律分層切除固定循環(huán)固定循環(huán)。 FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 1）單一固定循環(huán)指令 單獨地對一個幾何要素（如柱面、錐面、端面、螺紋等）進行循環(huán)車削。 （1）內外圓柱、圓錐面車削單一固定循環(huán)指令G90 車削圓柱面格式：G90 X(U)_ Z(W)_

17、F_；FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 車削圓錐面格式：G90 X(U)_ Z(W)_ R_ F_； R為徑向錐度參數錐度參數-錐面車削起點的直徑與終點直徑差值的一半。（見教材例7.7）FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 （2）端面車削單一固定循環(huán)指令G94車削端面格式：G94 X(U)_ Z(W)_ F_； （見教材例7.8）FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 （3）圓柱及圓錐螺紋車削單一固定循環(huán)指令G92車削圓柱螺紋格式：G92X(U)_ Z(W)_ F_；FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 O114；（G9

18、2車削圓柱螺紋）G00 G40 G97 G99 S500 M03 T0404；X40. Z5.；G92 X19.1 Z-32. F2.；X18.5；X17.9；X17.54；G00 X100. Z20.；G28 U0 W0 T00；M05；M30；FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 2）復合固定循環(huán)指令 單一固定循環(huán)-對一個幾何要素。 復合固定循環(huán)多個幾何要素組合的零件。 FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 （1）內、外徑粗車復合固定循環(huán)指令G71 FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 （1）內、外徑粗車復合固定循環(huán)指令G71 FANU

19、C數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 （1）內、外徑粗車復合固定循環(huán)指令G71 FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令使用G71指令時，還需要注意以下問題：精車形狀起始程序段（順序號ns）中，只能用G00或G01指定X軸的移動，而不能指定Z軸的移動；只能在精車形狀程序段組之外指定刀尖半徑補償G41/G42和取消刀尖半徑補償G40；G71指令通常用于具有較大長徑比的軸類零件的粗車循環(huán)。G71切削的形狀有四種模式，如（教材圖7.32）所示。X軸和Z軸均須單調增加或單調減少的形狀。在U(+)的情況下，不可加工比循環(huán)起點A

20、更高位置的形狀。在U(-)的情況下，不可加工比循環(huán)起點A更低的形狀。FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 （2）端面粗車復合固定循環(huán)指令G72 FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 （2）端面粗車復合固定循環(huán)指令G72 FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 （2）端面粗車復合固定循環(huán)指令G72 FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令使用G72指令時，還需要注意以下問題：精車形狀起始程序段（順序號ns）中，只能用G00或G01指定Z軸的移動，而不能指定X軸的移動；只能在精車

21、形狀程序段組之外指定刀尖半徑補償G41/G42和取消刀尖半徑補償G40；G72指令通常用于具有較小長徑比的盤類零件的粗車循環(huán)。G72切削的形狀有四種模式，如（教材圖7.34）所示。X軸和Z軸均須單調增加或單調減少的形狀。在W(+)的情況下，不可加工比循環(huán)起點A更高位置的形狀。在W(-)的情況下，不可加工比循環(huán)起點A更低位置的形狀。FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 （3）閉合車削固定循環(huán)指令G73 FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 （3）閉合車削固定循環(huán)指令G73 FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令 （3）閉合車削固定循環(huán)指令G73

22、 FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令使用G73指令時，還需要注意以下問題：精車形狀起始程序段（順序號ns）中，只能用G00或G01指定；只能在精車形狀程序段組之外指定刀尖圓弧半徑補償G41/G42和取消刀尖圓弧半徑補償G40；G73指令通常用于毛坯為鑄件或鍛件為的零件即已具備與零件相似的基本輪廓；G73指令對工件輪廓的單調性沒有要求； （4）精車固定循環(huán)指令G70FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令格式：G70 P(ns) Q(nf)； 該指令與G71、G72、G73指令配合使用，用于去除粗車循環(huán)留下的加工余量完成精加工。通常放在粗車循環(huán)完成后的程序段，調用ns到nf所描述的精車形狀，使刀具沿著精車形狀走刀。（見教材例7.14） （5）切槽固定循環(huán)指令G75FANUC數控系統(tǒng)的基本編程指令數控系統(tǒng)的基本編程指令格式：G75 R(e)； G75 X(U)_