1、第3章 FANUC系统数控铣床编程与操作实训,3.1 FANUC 0-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；
2、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FANUC 0-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,3.1.2 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3.2 FANUC 0-MD系统的操作功能键的用途,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
3、。,图3.2 机床控制面板,表3.3 控制功能键(按钮)的用途,3. 软键,FANUC 0-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,FANUC 0-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3.4 FANUC 0-MD数控系统的常用准备功能和指令,表3.5 辅助功能表,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) 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
4、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。 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： N1 G17 G90 G16；(指定极坐标指令和选择XY平
5、面，设定工件坐标系的零点作为极坐标系的原点) N2 G81 X100.0 Y30.0 Z-20.0 R-5.0 F200.0；(指定100mm的距离和30的角度) N3 Y150.0； (指定100mm的距离和150的角度) N4 Y270.0； (指定100mm的距离和270的角度) N5 G15 G80； (取消极坐标指令) 用增量值编程： N1 G17 G90 G16；(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) N2 G81 X100.0 Y30.0 Z-20.0 R-5.0 F200.0；(指定100mm的距离和30的角度) N3 G91 Y120.0；(指
6、定100mm的距离和+120的增量角度) N4 Y120.0；(指定100mm的距离和+120的增量角度) N5 G15 G80；(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。 子程序的构成 ；(子程序号) M99；(子
7、程序结束) 子程序调用 M98 P L； P：子程序号。 L：子程序被重复调用的次数，当不指定重复数据时，子程序只调用1次。 当主程序调用子程序时，它被认为是一级子程序。子程序调用可以嵌套4级，如 图3.5所示。调用指令可以重复地调用子程序，最多999次。,图3.5 子程序调用格式, 特殊用法 a) 指定主程序中的顺序号作为返回的目标 当子程序结束时，如果用P 指定一个顺序号，则控制不返回到调用程序段之后的程序段，而返回到由P 指定的顺序号的程序段，如图3.6所示。但是，注意，如果主程序运行于存储器方式以外的方式时，P 被忽略。这个方法返回到主程序的时间比正常返回要长。,图3.6 M98特殊用
8、法,b) 在主程序中使用M99 如果在主程序中执行M99，控制返回到主程序的开头。 如果把“/M99;”放置在主程序的适当位置，并且在执行主程序时设定跳过任选程序段开关为断开，则执行M99。当执行M99 时，控制返回到主程序的开头，然后从主程序的开头重复执行。如果跳过任选程序段开关接通时，“/M99;”程序段被跳过，控制进到下个程序段继续执行。 c) 如果“/M99 Pn;”指令被执行，控制不返回主程序的开始，而直接跳到顺序号n。在这种情况下，在执行主程序时设定跳过任选程序段开关为断开，则执M99 Pn。当执行M99 Pn时，控制返回到主程序的顺序号n，然后，从主程序的顺序号n重复执行。如图3
9、.7所示。如果跳过任选程序段开关接通时，“/M99 Pn;”程序段被跳到下个程序段继续执行。,d) 只使用子程序 用MDI 寻找子程序的开头，执行子程序，像主程序一样。此时，如果执行包含M99的程序段，控制返回到子程序的开头重复执行。 如果执行包含M99 Pn的程序段，控制返回到在子程序中顺序号为n的程序段重复执行，如图3.8所示。要结束这个程序，包含“/M02;”或“/M30;”的程序段必须放置在适当的位置，并且任选程序段开关必须设为断开，这个开关的初始设定为接通。,图3.7 “/M99 Pn;”应用,图3.8 只使用子程序的M99 Pn应用,(6) 固定循环功能 固定循环使编程员编程变得容
10、易。用固定循环，频繁使用的加工操作可以用G功能在单程序段中指令；若没有固定循环，一般就要求多个程序段。另外，固定循环能缩短程序、节省存储器。固定循环功能及应用见表3.6。,表3.6 固定循环功能及应用,说明 a)固定循环由6个顺序的动作组成，如图3.9所示。,图3.9 固定循环的动作组成,其中各个动作的具体含义如下。 动作1：X轴和Y轴的定位(还可包括另一个轴)。 动作2：快速移动到R点。 动作3：孔加工。 动作4：在孔底的动作。 动作5：返回到R点。 动作6：快速移动到初始点,b) 基本格式 G90(或G91) G98(或G99) G X.Y.Z.R.Q.P.F.K.； 其中各项的含义如下。
11、 G：G73G89。 X.Y.：孔位置坐标。 Z.：孔底位置。 R.：R点平面位置。 Q.：每次钻孔深度或让刀距离，使用于G73、G76、G83、G87。 P.：停留时间，使用于G74、G76、G82、G84、G87、G88、G89。 F.：进给量。 K.：循环次数。 c) G90/G91的坐标指定 指定G90时，沿着钻孔轴移动距离的数据给定方式如图3.10(a)所示；指定G91时，数据给定方式如图3.10(b)所示。,图3.10 G90 和G91的坐标指定,d) 钻孔方式G73、G74、G76和G81到G89是模态G代码，直到被取消之前一直保持有效。当有效时，当前状态是钻孔方式。一旦在钻孔方
12、式中钻孔数据被指定，则数据被保持，直到被修改或清除。,e) 当刀具到达孔底后，刀具可以返回到R点平面或初始位置平面，由G98/G99指定，如图3.11所示。一般情况下，G99用于第1次钻孔，而G98用于最后的钻孔。 f) 在K中指定重复次数，对等间距孔进行重复钻孔。K仅在被指定的程序段内有效，以增量方式(G91)指定第1孔位置。如果用绝对值方式(G90)指令的话，则在相同位置重复钻孔。重复次数K最大的值为9999，如果指定K0，钻孔数据被存储，但是不执行 钻孔。 g) 使用G80 或G00、G01、G02、G03、G60代码，可以取消固定循环。,图3.11 G98和G99的平面指定,高速排屑钻
13、孔循环(G73) 该循环执行高速排屑钻孔。它执行间歇切削进给，直到孔的底部，同时从孔中排除切屑，如图3.12所示。,图3.12 G73高速排屑钻孔循环,a) 指令格式 G73X.Y.Z.R.Q.F.K.；,b)说明 高速排屑钻孔循环沿着Z轴执行间歇进给，当使用这个循环时，切屑容易从孔中排出，并且能够设定较小的回退值。这会有效地执行钻孔。在参数中设定退刀量d，刀具快速移动退回。 当在固定循环中指定刀具长度偏置(G43、G44或G49)时，在定位到R点的同时，加偏置。 在程序段中没有X、Y、Z、R或任何其他轴的指令时，钻孔不执行。 在执行钻孔的程序段中指定Q、R。如果在不执行钻孔的程序段中指定它们
14、，它们不能作为模态数据被存储。,例3.2：使用G73代码的程序。 M3 S2000；主轴开始旋转。 G90 G99 G73 X300. Y-250. Z-150. R-100. Q15. F120.；定位，钻1孔，然后返回到 R点。 Y-550.； 定位，钻2孔，然后返回到R点。 G98 Y-750.； 定位，钻3孔，然后返回初始位置平面。 G80 G28 G91 X0 Y0 Z0； 返回到参考点。 M5； 主轴停止旋转。 精镗循环(G76) 精镗循环镗削精密孔。当到达孔底时，主轴停止，切削刀具离开工件的被加工表面并返回，如图3.13所示。,图3.13 G76精镗循环,a) 指令格式 G76
15、X.Y.Z.R.Q.P.F.K.； b) 说明 当到达孔底时，主轴延时间P后在固定的旋转位置停止，并且刀具以刀尖的相反方向移动退刀量q(让刀)。这保证加工面不被破坏，实现精密和有效的镗削加工。 当在固定循环中指定刀具长度偏置(G43、G44或G49)时，在定位到R点的同时，加偏置。 在没有X、Y、Z、R或其他轴的程序段中，不执行镗加工。 Q应指定为正值；如果Q指定为负值，符号被忽略。 例3.3：使用G76代码的程序。 M3 S500；主轴开始旋转。 G90 G99 G76 X300. Y-250. Z-150. R-100. Q5. P1000 F120.；定位，镗1孔，孔底定向，然后移动5m
16、m。在孔底停止1s，然后返回到R点。 Y-550.；定位，镗2孔，然后返回到R点。 G98 Y-750.；定位，镗3孔，然后返回初始位置平面。,G80 G28 G91 X0 Y0 Z0；返回到参考点。 M5；主轴停止旋转。 攻丝循环(G84) 在这个攻丝循环中，当到达孔底时，主轴以反方向旋转，如图3.14所示。,图3.14 G84攻丝循环,a) 指令格式 M29 S； (刚性攻丝用) G84 X.Y.Z.R.P.F.K.； b) 说明 主轴顺时针旋转执行攻丝。当到达孔底时，为了回退，主轴以相反方向旋转，这个过程生成螺纹。 在攻丝期间进给倍率被忽略。进给暂停不停止机床，直到返回动作完成。 当在固
17、定循环中指定刀具长度偏置(G43、G44或G49)时，在执行定位到R点的同时，加偏置。 在不包含X、Y、Z、R或任何其他轴的程序段中，不执行攻丝加工。 在每分钟进给方式中，螺纹导程=每转进给速度主轴转速。在每转进给方式中，螺纹导程等于每转进给速度。,例3.4：使用G84代码的程序。 M3 S100；主轴开始旋转。 G90 G99 G84 X300. Y-250. Z-150. R-120. P300 F120.；定位，攻丝1 孔，孔底暂停0.3秒，然后返回到R点。 Y-550.；定位，攻丝2孔，然后返回到R点。 G98 Y-750.；定位，攻丝3孔，然后返回初始位置平面。 G80 G28 G9
18、1 X0 Y0 Z0；返回到参考点。 M5；主轴停止旋转。 固定循环取消(G80) G80 取消固定循环。 a) 指令格式 G80；,b) 说明 取消所有的固定循环，执行正常的操作。R点和Z点也被取消。这意味着，在增量方式中，R=0和Z=0。其他钻孔数据也被取消(清除)。 固定循环的综合编程举例 如图3.15所示，本工序的加工内容为：用10麻花钻头钻1#6#孔，设刀号为11，刀长补号H11；用20的键槽铣刀铣7#10#沉孔，设刀号为15，刀长补号H15；用1630的镗刀镗11#13#孔，设刀号为31，刀长补号H31。,图3.15 加工示意,参考程序 说明 O0010； N001 G92 X0
19、Y0 Z0； 在参考点设置工件坐标 N002 G90 G00 Z250.0 T11 M00； 换上T11刀具 N003 G43 Z0 H11； 初始位置，刀具长度偏置 N004 S300 M3； 主轴启动 N005 G99 G81 X400.0 Y-350.0； Z-153.0 R-97.0 F120； 定位，钻1孔 N006 Y-550.0； 定位，钻2孔，并返回到R点位置 N007 G98 Y-750.0； 定位，钻3孔，并返回到初始位置 N008 G99 X1200.0； 定位，钻4孔，并返回到R点位置 N009 Y-550.0； 定位，钻5孔，并返回到R点位置 N010 G98 Y-3
20、50.0； 定位，钻6孔，并返回到初始位置 N011 G00 X0 Y0 M5； 返回参考点，主轴停止 N012 G49 Z250.0 T15 M00； 取消刀具长度偏置，换刀T15后启动 N013 G43 Z0 H15； 初始位置，刀具长度偏置 N014 S500 M3； 主轴启动 N015 G99 G82 X550.0 Y-450.0；,Z-130.0 R-97.0 P300 F70； 定位，钻7孔，返回到R点位置 N016 G98 Y-650.0； 定位，钻8孔，返回到R点位置 N017 G99 X1050.0； 定位，钻9孔，返回到R点位置 N018 G98 Y-450.0； 定位，钻
21、10孔，返回到初始位置 N019 G00 X0 Y0 M5； 返回参考点，主轴停止 N020 G49 Z250.0 T31 M00； 取消刀具长度偏置，换刀T31后启动 N021 G43 Z0 H31； 初始位置，刀具长度偏置 N022 S1500 M3； 主轴启动 N023 G85 G99 X800.0 Y-350.0； Z-153.0 R-47.0 F50； 定位，镗11 孔，返回到R点位置 N024 G91 Y-200.0 K2； 镗12，13 孔，返回到R点位置 N025 G28 X0 Y0 M5； 返回参考点，主轴停止 N026 G80 G49 Z0； 取消刀具长度偏置 N027 M
22、30； 程序停止,(7) 刀具长度偏置(G43，G44，G49) 将编程时的刀具长度和实际使用的刀具长度之差设定于刀具偏置存储器中。用该功能补偿这个差值而不用修改程序。用G43或G44指定偏置方向。由输入的相应地址号(H 代码)，从偏置存储器中选择刀具长度偏置值。如图3.16所示，执行指令后刀具长度将向指定方向偏置一个预定的距离。,图3.16 刀具长度偏置, 指令格式 G43 ZH；正向偏置，其中H为指定刀具长度偏置值的地址。 G44 ZH；负向偏置，其中H为指定刀具长度偏置值的地址。 G49；或H0；刀具长度偏置取消。 说明 a) 偏置的方向：当指定G43时，用H代码指定的刀具长度偏置值(存
23、储在偏置存储器中)加到在程序中由指令指定的终点位置坐标值上。当指定G44时，从终点位置减去补偿值。补偿后的坐标值表示补偿后的终点位置，而不管选择的是绝对值还是增量值。 b) 不指定轴移动的偏置：当用G43对刀具长度偏置指定一个正值时，刀具按照正向移动。当用G44指定正值时，刀具按照负向移动；当指定负值时，刀具在相反方向移动。G43和G44是模态G代码，它们一直有效，直到指定同组的G代码为止。,c) 刀具长度偏置值的指定：从刀偏存储器中取出由H代码指定(偏置号)的刀具长度偏置值，并与程序的移动指令相加(或减)。 d) 刀具长度偏置值的改变：当由于偏置号改变使刀具偏置值改变时，偏置值变为新的刀具长
24、度偏置值，新的刀具长度偏置值不加到旧的刀具偏置值上。例如： H1：刀具长度偏置值20.0。 H2：刀具长度偏置值30.0。 G90 G43 Z100.0 H1；Z将移动到120.0。 G90 G43 Z100.0 H2；Z将移动到130.0。 e) 0偏置：对应于偏置号0(即H0)的刀具长度偏置值为0。不能对H0设置任何其他的刀具长度偏置值。 f) 取消刀具长度偏置：指定G49或H0可以取消刀具长度偏置。在G49或H0指定之后，系统立即取消偏置方式。,例3.5：刀具长度偏置，设实际刀具长度为100mm，编程假想刀具长度为60mm，则刀长补值为H1=+40mm。 N1 G91 G00 X120.
25、0 Y80.0； N2 G43 Z-32.0 H1； N3 G01 Z-21.0 F1000； (8) 刀具半径补偿(G41，G42，G40) 格式 说明 G41：左刀补(在刀具前进方向左侧补偿)，如图3.17(a)所示。,G42：右刀补(在刀具前进方向右侧补偿)，如图3.17(b)所示。 G40：取消刀具半径补偿。 G17：刀具半径补偿平面为XY平面。 G18：刀具半径补偿平面为ZX平面。 G19：刀具半径补偿平面为YZ平面。 X，Y，Z：G00/G01的参数，即刀补建立或取消的终点(注：投影到补偿平面上的刀具轨迹受到补偿)。 D：G41/G42的参数，即刀补号码(D00D99)，它代表了刀
26、补表中对应的半径补 偿值。 G41、G42、G40都是模态代码，可相互注销。,图3.17 刀具补偿方向, 注意： a) 刀具半径补偿平面的切换必须在补偿取消方式下进行。 b) 刀具半径补偿的建立与取消只能用G00或G01指令，不得使用G02或G03。,3.2.1 数控铣床的准备 3.2.2 工件与刀具的装夹 3.2.3 手动操作与自动操作 3.2.4 程序的输入与编辑 3.2.5 工件坐标系的建立、对刀及刀具补偿 3.2.6 控制与图形显示方式 3.2.7 自动加工,1电源接通与断开 (1) 电源接通 检查机床的初始状态，控制柜的前后门是否关好。 接通机床侧面的电源开关，面板上的电源指示灯亮。
27、 确认风扇转动正常。 按下“接通”键。 按下“机床复位”按钮，系统自检后CRT上出现位置显示画面，“准备好”指示灯亮，开机结束。 (2) 电源断开 检查机床的状态。 按下“断开”按钮，“准备好”指示灯灭。 切断机床侧面的电源开关。 2原点回归 选择“回零”方式，按顺序按下“+Z”、“+Y”、“+X”键进行原点回归，原点回归到达机床原点时相应的指示灯亮。,3.2.1 数控铣床的准备,3.2.2 工件与刀具的装夹,1工件的装夹 在数控铣床上加工工件时，常用的装夹方法有：平口钳装夹、压板装夹、组合夹具装夹和专用夹具装夹。 (1) 用平口钳子装夹工件 采用平口钳装夹工件的方法，一般适合工件尺寸较小，形
28、状比较规则，生产批量较小的情况。使用平口钳子装夹工件时，应注意以下几个问题： 使用前要使用千分表确认钳口与X轴或Y轴平行。 工件底面不能悬空，否则工件在受到切削力时位置可能发生变化，甚至可能发生打刀事故。安装时可在工件底下垫上等高垫铁，等高垫铁厚度根据工件的安装高度情况选择。夹紧时应边夹紧边用铜棒或胶锤将工件敲实。 需要加工通孔时，要注意垫铁的位置，防止在加工时加工到垫铁。 在铣外轮廓时，要保证工件露出钳口部分足够高，以防止加工时铣到钳口。 批量生产时，应将固定钳口面确定为基准面，与固定钳口面垂直方向可在工作台上固定一挡铁作为基准,(2) 用压板装夹工件 采用压板装夹工件的方法，一般适合工件尺
29、寸较大，工件底面较规则，生产批量较小的情况。使用压板装夹工件时，应注意以下几个问题： 工件装夹时，要注意确定基准边的位置，并用千分表进行找正。 需要加工通孔时，在工件底面要垫上等高垫铁，并要注意垫铁的位置，防止在加工时加工到垫铁。 编程时，就要考虑压板的位置，避免加工时碰到压板。如果工件的整个上面或四周都需要加工时，可采用“倒压板”的方式进行加工，即先将压板附近的表面留下暂不加工，加工其他表面。其他表面加工完成后，在保证原压板不松开的情况下，在已加工过的表面再上一组压板并夹紧(如已加工表面怕划伤时，可在压板下面垫上铜皮)，然后卸掉原压板，加工剩余表面。 压板的位置要和垫铁的位置上下一一对应，以
30、防止工件夹紧变形。 (3) 用专用夹具和组合夹具装夹工件 采用专用夹具装夹工件的方法，适合生产批量较大的情况。合理地设计和利用专用夹具，可大大地提高生产效率和提高加工精度。,使用组合装夹工件的方法，大小批量均可采用，由于组合夹具经针对不同加工对象重新组装后具有专用夹具的一些优点，近年来应用越来越广泛。,2刀具的装夹 数控铣床的刀具一般通过刀柄自带的夹头进行装夹。在装夹时，在保证加工过程中不与工件及夹具干涉的情况下，应尽量使刀具伸出长度短一些，以提高加工时刀具的刚度。,3.2.3 手动操作与自动操作,1手动操作 (1) 手动连续进给的操作步骤如下。 将方式选择旋钮置于“手动”的位置。 调整“进给
31、速率修调”旋钮调整进给速度。 按“+X”、“-X”、“+Y”、“-Y”、“+Z”、“-Z”其中任一键，机床将向相应的方向移动。手动只能单轴运动。 需要快速手动进给时，将方式选择钮置于“快速”的位置。此时速度不可调，不能用于加工。 (2) 手动手轮进给操作的步骤如下。 将方式选择旋钮置于“手轮”的位置。 选择手摇脉冲发生器要移动的轴X、Y、Z。 选择手轮的倍率1、10、100。 转动手轮上的手柄，顺时针为正向，逆时针为负向。 2. 自动操作 将方式选择旋钮置于“自动”的位置。按“循环启动”键，开始自动运行，循环启动灯亮，开始执行程序。,3.2.4 程序的输入与编辑,1编辑存储操作 使当前状态处于
32、EDIT方式，按PRGRM键输入地址O及程序号、程序指令，再按INSRT键，将程序存储。 2程序调用操作 使当前状态处于EDIT和AUTO方式，按PRGRM键，输入地址O及程序号，按CURSOR“”键，可以检索到所需程序。FANUC系统检索程序号方法很多，使用时，可以参照系统说明书。 3程序删除操作 不管是部分删除还是全部删除，首先都要选择EDIT方式，按下PRGRM键，输入地址O与程序号。按DELETE就可以删除所指定的程序段，如果是全部删除，只需输入9999DELETE即可。,3.2.5 工件坐标系的建立、对刀及刀具补偿,1. 工件坐标系的建立 加工工件时，使用的坐标系称作工件坐标系。设置
33、工件坐标系使用以下方法。 (1) 用G92 法设定工件坐标系 指令格式 (G90) G92 P； 其中，P：刀具上的点(例如刀尖)位于工件坐标系中的起刀位置坐标值。 说明 用G92设定工件坐标系，使刀具上的点(例如刀尖)位于指定的坐标位置。如果在刀具长度偏置期间用G92设定坐标系，则G92用无偏置的坐标值设定坐标系。刀具半径补偿被G92临时删除。 例3.6：如图3.18所示，用G92 X260. Y230. Z0.;设置工件坐标系，刀尖所在点为程序起点。 (2) 使用CRT/MDI 面板输入,使用CRT/MDI 面板最多可以设置16个工件坐标系G54G59。加工中可以选择6个中的一个，也可以选
34、用多个，本方式在一个程序中可以设置多个坐标系。在电源接通并返回参考点之后，建立工件坐标系16。当电源接通时，自动选择G54坐标系。,例3.7：一个程序中设置多个坐标系，如图3.19所示。,图3.18 G92工件坐标系设定,图3.19 多个坐标系设定,G90 G54 G00 X0. Y0.；(设置第1个坐标系在O1点) G90 G55 G00 X0. Y0.；(设置第2个坐标系在O2点) G90 G55 G00 X0. Y0.；(设置第3个坐标系在O3点) (3) G54G59的设定方法 G54G59的数值设定，是将对刀时得到的工件坐标系原点在机床坐标系中的绝对值，存储到数控系统的指定位置的一种
35、操作，其操作按以下方法进行： 按键MENU/OFFSET进入参数设定页面。 用PAGE或键在No1No3坐标系页面和No4No6坐标系页面(如图3.20所示)之间切换。 用CURSOR或选择坐标系。 按数字键输入地址字(X/Y/Z)和数值到输入区域。 按INPUT键，把输入区域中间的内容输入到所指定的位置。,2. 对刀方法 对刀前首先要确定好工件的工艺基准(即工件坐标系的原点)，然后使用寻边仪或刀具确定工件的X和Y坐标位置，最后使用刀具确定Z坐标的位置，如图3.21所示。,图3.20 坐标系设定页面,图3.21 对刀方法,X向对刀方法：将对寻边装在主轴上；主轴旋转500r/min700r/mi
36、n；手摇移动工作台使寻边仪靠近工件，直到寻边仪上下两部分重合；手摇提起寻边仪脱离工件；手摇使X轴向工件内移动一个寻边仪半径距离；X轴相对坐标清零或将机床坐标值输入到G54存储器里。,Y向对刀方法：与X向对刀方法相同。 Z向对刀方法：将刀具装在主轴上；在工件上放一对刀块；手摇移动使刀具靠近对刀块，边移动刀具边拿对刀块试塞，直到松紧适度为止；手摇使刀具至工件外，脱离工件；手摇使Z轴向下移动一个对刀块高度；Z轴相对坐标清零或将Z轴机床坐标值输入到G54存储器里。 使用G92确定工件坐标系时，工件坐标系中的P. 点即为“G92 P.；”所在点；使用G54确定工件坐标系时，执行“G90 G00 G54
37、P.；”指令后，刀尖点将到达工件坐标系中的P.点。 3. 输入刀具补偿参数 (1) 输入半径补偿参数 按MENU/OFFSET键进入参数设定页面。 用PAGE或键选择半径补偿参数页面，如图3.22所示。,图3.22 刀补页面, 用CURSOR或键选择补偿参数编号。 输入补偿值到输入域。 按INPUT键，把输入域中间的补偿值输入到所指定的位置。 (2) 输入长度补偿参数 MODE旋钮设在EDIT。 按MENU/OFFSET键进入参数设定页面。 用PAGE或键选择长度补偿参数页面，如图3.22所示。 用CURSOR或键选择补偿参数编号。 输入补偿值到输入域。 按INPUT键，把输入域中的补偿值存储
38、到单元里。 使用时，为了便于管理，常常在001020存储单元上存储半径补偿值，在021032存储单元上存储刀具长度补偿值。,3.2.6 控制与图形显示方式,1. 控制方式 FANUC 0-MD数控系统具备的控制方式见表3.3，本部分内容将就表中所列部分控制功能的使用进行叙述。 (1) 方式选择(MODE) 方式选择旋钮可选择编辑、自动、MDI、手动、手轮、纸带、示教、快速及回零操作方式，其中： 编辑方式。用于程序的手工编辑和程序的输入、输出、管理等操作。 自动方式。用于程序“存储方式”方式自动运行的操作。 MDI方式。用于MDI方式的自动运行，从MDI键盘上输入一组程序指令，机床可以根据输入的
39、程序运行。这种操作称为MDI运行方式。 纸带方式。用于程序DNC方式的自动运行的操作。在这种方式中，程序并不存到CNC的存储器中，而是从外部的输入/输出设备读取。这种操作被称为DNC 运行方式。当程序太大，不能存到CNC的存储器中时使用，这种操作在模具加工时被广泛应用。, 示教方式。用于在手动进给示教和手轮示教方式，通过手动操作获得的机床沿X、Y、Z轴的位置被存储到内存中，作为创建程序的位置(即录返功能)。此功能可用于零件的仿制。 (2) 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。此功能主要用于程序运行过程中的辅助操作(如调整冷却液位置等)、观
40、察零件的加工状况和发现程序运行异常时使用。对初学者，如果对程序没有把握时，运行程序的过程中最好保持将一手指放在“进给保持”键上，以便在发现运行异常时，及时停止进给运动，避免发生事故。 (3) 跳步(Skip) 当“跳步”按下时，执行程序时，将跳过标号前带有“/”符的程序段，往下继续执行。 (4) 单段(Single Block) 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。此功能主要用于程序的初次调整和对程序没有把握，以及DNC方式下的开始阶段。操作时，一个程序段运行完毕后，可通过显示器检查下一程序段是否正确。,(5)
41、空运行(DRY RUN) 空运行中，程序指定的进给速度无效，而应为以下进给速度：快速进给方式、快速进给速度；手动进给方式、手动进给速度。该功能用来在机床不装工件时快速检查刀具的运动。 (6) 锁定 当“锁定”按下时，所有方式的进给被锁定，不能运动。它用于程序和坐标位置检查。 (7) 选择停(M01 Stop) 当“选择停”按下时，程序运行遇到M01指令时，机床停止，按“循环启动”键，程序继续执行。可用于加工过程中，对工件的某些尺寸的中间抽查或定期检查，如在编程时在工件的重要部分加工结束的程序段后加一“M01;”指令，中间抽查或定期检查起来很方便。 (8) 急停(EMERGENCY STOP)
42、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。,(9) 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。编程的进给速度可以通过倍率旋钮进行选择，按照一定的百分数增加或者减少。这个特点可以用于检查程序和修正编程时给定的进给速度。例如，程序中指定了100mm/min的进给速度，并将倍率开关打到50%，则刀具的移动速度变为50mm/min。 (10) 机床复位 每次机床上电后，按该键使机床进行复位。 (11) 加工过程监视显示 坐标位置显
43、示 通过坐标位置显示可以对机床进行监视，观察和判断机床的运行是否正常。 按POT键切换到位置显示页面，如图3.23所示。位置显示有3种方式，用PAGE 、键或者软键切换。,图3.23 坐标显示,a) 工件坐标系(绝对坐标)位置：显示刀位点在当前工件坐标系中的位置。 b) 相对坐标系位置：显示操作者预先设定为0的相对位置。 c) 综合显示：同时显示当时刀位点在以下坐标系中的位置。 自动运行时程序显示，如图3.24所示。,图3.24 程序执行, 加工剩余移动量显示，如图3.25所示。,图3.25 加工剩余移动量显示, 当前段及参数显示，如图3.26所示。,图3.26 当前段及参数显示,2. 图形显
44、示方式 在进行程序检查时，可以通过图形显示功能来描绘刀具路径，如图3.27所示。具体操作步骤如下。 (1) 选择“编辑”方式。 (2) 按PRGRM键，输入O和要运行的程序号。 (3) 按PAGE，显示程序。 (4) 选择“自动”方式。 (5) 按“锁定”键，进行机械锁定。,图3.27 图形描绘显示,(6) 按GRAPH键。 (7) 按“循环启动”，开始描绘图形。 (8) 再按“锁定”键，进行机械锁定解除。 (9) 回零操作。,3.2.7 自动加工,自动加工有3种方式可供选择，使用时可根据具体情况选择合适的方式。 1“自动”方式下的自动运行 (1) 预先将程序存入存储器中。 (2) 选择要运行
45、的程序。 (3) 将方式选择旋钮置于“自动”的位置。 (4) 按“循环启动”键，开始自动运行，循环启动灯亮。注意：对于首次执行的程序，或刀具和机床经过了重新调整，为了安全起见，按“循环启动”键之前“进给速率修调”要调低一些，最好使用“单段”方式运行，待确认确实没有问题的情况下，再将进给速度调高和改用连续运行。,2“MDI”方式下的自动运行 (1) 将方式选择旋钮置于MDI的位置。 (2) 按下PRGRM。 (3) 按PAGE键，使画面的左上角显示MDI。 (4) 输入程序。 (5) 按“循环启动”键，开始执行。3DNC方式下的自动运行 FANUC数控系统的用户程序存储量一般较小，而曲面加工的程
46、序往往很长，当存储器容量不足以存下用户程序时，可采用DNC方式加工。 (1) 将方式选择旋钮置于“纸带”的位置。 (2) 按下“单段”。 (3) 按“循环启动”键，等待执行程序。 (4) 通过传输软件将计算机中的用户程序向数控系统传送，此时开始加工，每按一次“循环启动”键，执行一个程序段。 (5) 当确认程序运行正常时，取消单段执行方式，开始连续加工。,4自动运行停止 (1) 程序停止(M00) 当执行M00指令后，自动停止运行，按“循环启动”键，程序再次开始向下自动 运行。 (2) 任选停止(M01) M01指令与M00基本相同，只是需将“任选停止”开关接通才能被执行。 (3) 程序结束(M
47、02，M30) 执行M02指令后，自动运转停止，程序指向当前位置。执行M30指令后，自动运转停止，程序呈复位状态。 (4) 进给保持 按“进给保持”运行暂停，再按“循环启动”键，开始继续自动运行。,3.3.1 加工工件质量控制 3.3.2 加工的中断控制及恢复,3.3.1 加工工件质量控制,在机械加工过程中，误差的存在是不可避免的，所以在工件的图样上都会给出公差要求，误差的大小决定了工件的加工质量。零件的机械加工质量包括尺寸精度、形状位置精度和表面质量。 影响加工质量的因素有很多，针对这些因素可以采取相应的控制措施。下面分别进行说明。 1. 尺寸及形状位置精度 影响尺寸及形状位置精度的主要因素
48、包括以下几个方面。 (1) 工艺系统的几何误差：原理误差(如数控加工曲线时，采用直线或圆弧进行曲线拟合的方法，产生的拟合误差)、机床的几何误差、调整误差、刀具和夹具的制造误差、工件的安装误差以及工艺系统的磨损等。 (2) 工艺系统的受力变形引起的误差。 (3) 工艺系统的热变形引起的误差。 (4) 工件内应力导致的误差。,2. 表面质量 影响表面质量的主要因素包括以下几个方面。 (1) 机械加工中的振动。 (2) 材料的切削性能。 (3) 刀具的几何形状和几何角度。 (4) 切削用量的选择是否合理。 (5) 切削液选择是否合理。 3. 控制尺寸误差及形状位置误差的措施 在机械加工中，为了使加工的工件能够达到图纸的要求，提高加工质量，主要可采取以下一些措施。 (1) 选择机床时，要保证机床的精度能满足工件的精度要求，并定期对机床进行调整，以保证机床精度的稳定性。 (2) 数控铣床在加工前，要进行开机预热20分钟以上，使之达到热平衡状态。合理选择冷却方式，减少热变形的影响。,
