1、第一章 FANUC系统数控车床的编程与操作实例,教学要求：,1了解数控车床的分类及特点；掌握机床坐标系和工作坐标系。 2掌握数控车床常用指令。 3掌握固定循环的应用。 4掌握宏程序的格式及应用。 5掌握数控车床的操作。 6运用数控编程的知识，进行零件加工工艺分析，完成典型零件的加工程序编制。,数控车床及坐标系 数控车床常用指令 常用指令的综合应用 典型零件加工 宏程序的应用 数控车床操作,教学内容：,第一节 数控车床及坐标系,一、数控车床概述,1数控车床种类 （1）按主轴配置形式分类 1)立式数控车床 2)卧式数控车床 （2）按刀架数量分类 1）单刀架 单刀架数控车床多采用水平床身，两坐标控制
2、。 2）双刀架 双刀架数控车床多采用倾斜床身，四坐标控制。 （3）按数控车床控制系统和机械结构的不同分类 可分为经济型数控车床、全功能数控车床和数控车削中心。,2数控车床典型结构 （1）液压卡盘和液压尾座 液压卡盘和液压尾座用来夹紧工件，具有稳定可靠的特点。 （2）数控车床的刀架系统（卧式） 3车削用刀具 数控车床一般选用硬质合金可转位车刀。 （1）刀片的紧固方式 在国家标准中，一般紧固方式有上压式、上压与销孔夹紧、销孔夹紧和螺钉夹紧四种。 （2）刀杆及刀片形式,1坐标系的确定数控车床的坐标系是以径向为X轴方向，轴向为Z轴方向，以刀具远离工件的方向为坐标轴正向。刀架前置时X向前；刀架后置时X向
3、后。 2机床原点（机械原点） 机床原点一般设置在机床移动部件沿其坐标轴正向的极限位置。机床原点也可设置在卡盘端面与主轴轴线的交点处。 3机床参考点机床参考点一般不同于机床原点。,二、数控车床的坐标系,三、工作坐标系,工作坐标系是编程人员在编程和加工时使用的坐标系，设置时一般用G54G59和G92等指令。编程人员以工件图样上某点为工作坐标系的原点，称工作原点。工作原点一般设在工件的设计工艺基准处，便于尺寸计算。,第二节 FANUC系统的常用指令,1.绝对值编程和增量值编程 绝对值编程时，用X、Z表示X轴与Z轴的坐标值；增量值编程时，用U、W表示X轴与Z轴的移动量。 2.直径编程和半径编程 3.车
4、削固定循环功能 4.刀具位置补偿,一、数控车床的编程特点,1.快速定位指令G00 指令格式：G00 X（U） Z（W）； 2.直线插补指令G01 指令格式：G01 X（U） Z（W） F； 使用G01指令可以实现纵向切削、横向切削、锥度切削等形式的直线插补运动，如图1-14所示。,二、数控车床常用各种指令,图1-14 直线插补指令 G01,a）图 G01 Z-10.0 F0.2； 或G01 W-15.0 F0.2； b）图 G01 X0 F0.2； 或G01 U-65.0 F0.2； c）图 G01 X60.0 Z-40.0 F0.2； 或G01 U30.0 W-40.0 F0.2；,G01指
5、令在数控车床编程中，还可以直接用来进行倒角（C指令）、倒圆角（R指令）。如图1-15、图1-16所示。,图1-15 倒角,例1：倒角 G01 Z-35.0 C4.0 F0.2； X80.0 C-3.0； Z-60.0； 注：C4.0倒角，因为Z轴切削向X轴正向倒角，所以为C4.0； C-3.0倒角，因为X轴切削向Z轴负向倒角，所以为C-3.0；,图1-16 倒圆,例2：倒圆 G01 Z-35.0 R5.0 F0.2； X80.0 R-4.0； Z-60.0；,3.圆弧插补指令G02、G03 该指令使刀具从圆弧起点，沿圆弧移动到圆弧终点。 指令格式：G02 /G03 X（U） Z（W） R F；
6、 或: G02 /G03 X（U） Z（W） I K F；,例3：图1-18 a） （1）G02 X80.0 Z10.0 R10.0； 或 G02 U20.0 W10.0 R10.0； （2）G02 X80.0 Z10.0 I10.0 K0；或G02 U20.0 W10.0 I10.0 K0； 例4：图1-18 b） （1）G03 X45.0 Z35.9 R25.0；或G03 U45.0 W35.9 R25.0； （2）G03 X45.0 Z35.9 I0 K25.0；或G03 U45.0 W35.9 I0 K25.0；,图1-18 圆弧插补举例,4.主轴转速设置S指令和转速控制指令G96、G
7、97、G50 （1）主轴线速度恒定指令G96 格式：G96 S； S的单位为m/min （2）直接设定主轴转速指令G97 格式：G97 S； S的单位为r/min,5.每转进给指令G99；每分钟进给指令G98 指令格式：G99 F； F单位mm/rG98 F； F单位mm/min G98、G99均为模态指令，机床初始状态默认G99；,6.暂停指令G04 该指令可以使刀具作短时间的无进给光整加工，用于切槽、钻镗孔、自动加工螺纹，也可用于拐角轨迹控制等场合。,格式：G04 P； U；,7. 工作坐标系的原点设置指令G50 格式：G50 X Z； 数车亦可进行设置刀具数据来确定工作坐标系原点。（详见
8、机床操作） 8.工作坐标系的原点设置选择指令 G54G59一般数控机床可以预先设定6个（G54G59）工作坐标系，这些坐标系在机床重新开机时仍然存在。 9.参考点返回指令G28 该指令使刀具自动返回参考点（一般设置为机床原点）或经过某一中间位置，再回到参考点。 输入格式：G28 X（U） Z（W） T00；,10.螺纹车削加工 在数控车床上用车削的方法可加工直螺纹和锥螺纹。车螺纹的进刀方式有直进式和斜进式， 螺纹切削时应注意在两端设置足够的升速进刀段1和降速退刀段2。在这两段螺纹导程小于实际的螺纹导程。 （1）螺纹切削指令G32 G32指令可车削直螺纹、锥螺纹和端面螺纹（涡形螺纹）。G32进刀
9、方式为直进式。 指令格式：G32X（U） Z（W） F； 式中的X（U） Z（W）为螺纹终点坐标，F为螺距。,1)直螺纹加工 例7：如图1-24，螺纹外径已车至29.8；42的槽已加工，此螺纹加工查表知切削5次（0.9；0.6；0.6；0.4；0.1），至小径d=30-1.32=27.4。 程序：O1；,G00 X32.0 Z5.0； 螺纹进刀至切削起点X29.1； 切进 G32 Z-28.0 F2.0； 切螺纹 G00 X32.0； 退刀 Z5.0； 返回 X28.5； 切进 G32 Z-28.0 F2.0； 切螺纹 X向尺寸按每次吃刀 深度递减，直至终点尺寸27.4Z5.0；X27.4；
10、切至尺寸 G32 Z-28.0 F2.0； G00 X32.0；Z5.0； ,图1-24 直螺纹加工,2)锥螺纹加工 如图1-25。,图1-25 锥螺纹加工,例8：程序O1； Z5.0； X20.0； 进刀至尺寸 G32 X50.0 Z-32.0 F2.0； 车螺纹 ,（2）螺纹加工循环G92 G92用于螺纹加工，其循环路线与单一形状固定循环基本相同。如图1-26所示，循环路径中，除螺纹车削一般为进给运动外，其余均为快速运动。,输入格式： 直螺纹 G92 X（U） Z（W） F； 锥螺纹 G92 X（U） Z（W） R F； 式中：X（U） Z（W） 为螺纹终点坐标；R为锥螺纹始点与终点的半径
11、差；F为螺距。,图1-26 螺纹切削循环 G92,例9：完成图1-27螺纹切削。,图1-27 螺纹切削,程序： G00 X22.0 Z5.0； 起刀点 G92 X19.2 Z-18.0 F1.5； 螺纹加工第一次循环X18.6； 螺纹加工第二次循环X18.2； 螺纹加工第三次循环 X18.05； 螺纹加工第四次循环 G00 X100.0 Z150.0； 退刀，取消循环 ,例10：完成图1-28螺纹切削。,图1-28螺纹切削,程序： G00 X32.0 Z5.0； G92 X31.2 Z-18.0 R-7.5 F1.5；X30.4；X29.8；X29.46；X29.30； G00 X100.0
12、Z150.0； 注：R=,（6+18）=7.5,经验公式：d=D1.3p d螺纹小径 D螺纹大径 p螺距,锥螺纹大端直径为：30+2,1.31.5=29.3,（3）复式螺纹切削循环指令G76 G76指令用于多次自动循环切削螺纹。 G76复式螺纹切削循环指令G76格式 G76 P(m)（r）（a）Q（dmin）R(d)； G76 X(u) Z（w） R（i） P(k) Q（d） F(f)；,例11:完成图1-30螺纹切削。现加工M686螺纹, 螺纹高度为3.9mm，螺距为6mm，螺纹尾端倒角为1.1L，刀尖角为60，第一次车削背吃刀量为1.8mm，最小背吃刀量为0.1mm，精车余量为0.2mm，
13、精车削次数1次，螺纹精车前先精车外圆柱面至尺寸。 螺纹加工程序如下： O0011； G97 S200 T0303 M03； G00 X70.0 Z7.0； G76 P011160 Q100 R200； G76 X60.2 Z-65.0 P3900 Q1800 F6.0； G00 X200.0 Z200.0； M30；,图1-30 螺纹切削,12.刀具半径补偿功能 G40/G41/G42 (1)刀具半径补偿的作用 刀具半径补偿的方法是通过键盘输入刀具参数，并在程序中采用刀具半径补偿指令。 (2)刀具参数 包括刀尖半径、车刀形状、刀尖圆弧位置。假想刀尖圆弧位置序号共有10个(09)。 1）G40取
14、消刀具半径补偿指令 2）G41:刀具半径左补偿 G42:刀具半径右补偿(4) 刀具半径补偿注意事项 加刀具半径补偿或去除刀具半径补偿最好在工件轮廓线以外且未加刀补点至加刀补点距离应大于刀具尖半径，未去刀补点至去除刀补点处距离应大于刀具尖半径。 在使用G41或G42指令时，不允许有两句连续的非移动指令，否则刀具在前面程序段的终点的垂直位置停止，且产生过切或欠切现象。,13.固定循环指令(1)单一形状固定循环 有三种循环指令，分别是G90、G92和G94，其中G92已在螺纹切削部分介绍过。 1)外径、内径切削循环G90 a）圆柱面切削循环 格式：G90 X（U） Z（W） F ； X（U）、Z（W
15、）为切削终点坐标。 b）锥面车削循环 指令格式：G90 X（U） Z（W） R F ； X（U）、Z（W）为切削终点坐标；R（或I）为圆锥面加工起、终点半径差，有正、负号。,2)端面切削循环指令G94 a）垂直端面车削固定循环。 指令格式：G94 X（U） Z（W） F ； X（U）、Z（W）表示切削终点坐标。 b）锥形端面车削固定循环。 指令格式：G94 X（U） Z（W） R F ； X（U）、Z（W）为切削终点坐标；R为圆锥面起、终点Z坐标的差值，有正、负号。,(2)多重复合固定循环指令 1)精加工循环指令G70 在采用G71、G72、G73指令进行粗车后，用G70指令进行精车循环切削。
16、 指令格式：G70 Pns Qnf； 其中：ns为精加工程序组的第一个程序段的顺序号；nf为精加工程序组的最后一个程序段的顺序号。 2)外径、内径粗加工循环指令G71 G71指令用于粗车圆柱棒料，以切除较多的加工余量。 指令格式：G71 U（d） R（e）；G71 P（ns） Q（nf） U（u） W（w） F S T ；,例17：使用G71、G70完成图1-43所示零件加工，棒料直径105mm，工件不切断（刀尖R0.4）。,图1-43 G71、G70加工实例,程序：O0017； G40 G97 G99 S500 M03 T0101； （T0101粗车刀） G00 X106.0 Z5.0 M0
17、8； （刀具快速运动到循环起点） G71 U2.0 R0.5； （G71切深2.0，退刀量0.5） G71 P10 Q20 U0.4 W0.2 F0.2； （X向留精车余量0.4，Z向留精车余量0.2） N10 G42 X0； （加右刀补，N10N20是精车程序） G01 Z0 F0.15 S600； X40.0； X60.0 Z-30.0； Z-65.0； G02 X70.0 Z-70.0 R5.0； G01 X88.0； G03 X98.0 Z-75.0 R5.0； G01 Z-90.0； N20 G40 X106.0； （去刀补） G00 X150.0 Z200.0 M09； （换刀点）
18、 T0202； （换精车刀） G00 X106.0 Z5.0； （外圆精车循环点） G70 P10 Q20； G28 U0 W0 T0 M05； （X轴、Z轴回参考点） M30；,例18：使用G71、G70完成图1-44所示零件内孔加工，现工件已钻26mm的底孔（刀尖R0.4）。,图1-44 G71、G70加工实例,程序：O0018； G40 G97 G99 S500 M03 T0303； （T0303镗孔刀） G00 X25.0 Z2.0 M08； （刀具快速运动到循环起点） G71 U2.0 R0.5； （G71切深2.0，退刀量0.5） G71 P10 Q20 U-0.4 W0.2 F0
19、.2； （X向留精车余量0.4，Z向留精车余量0.2） N10 G41 X65.0 F0.15； G01 Z0； X50.0 Z-30.0； Z-44.0； G03 X38.0 Z-50.0 R6.0； G01 X30.0； Z-71.0； N20 G40 X25.0； G70 P10 Q20； G28 U0 W0 T0 M05； M30；,3)端面粗加工循环指令G72 G72指令适用于圆柱毛坯的端面方向粗车。 G72指令的执行过程除了车削是平行于X轴进行外，其余与G71相同。 指令格式：G72 W（d） R（e）； G72 U（u） W（w） F S T； 4)闭合车削循环指令G73 G73
20、指令与G71、G72指令功能相同，只是刀具路径是按工件精加工轮廓进行的，如图1-47所示。G73适用于毛坯轮廓形状与零件轮廓基本接近的毛坯粗加工。例如一些锻件、铸件的粗车。 指令格式：G73 U（i） W（k） R； 5)端面啄示钻孔循环G74 循环中可处理断屑。如果省略X（u）及P（i）、R（d），结果只在Z轴操作，用于钻孔。 指令格式：G74 R（e）； G74 X（u） Z（w） P（i）Q（k） R（d） F（f）；,例19：如图1-50所示，要在工件上钻8、长100的孔，使用G74指令钻孔。,图1-50,程序：O0019； G40 G97 G99 S700 M03 T0404； （T
21、0404为8钻头） G00 X0 Z5.0； G74 R0.3； G74 Z-100.0 Q8000 F0.1； G00 Z150.0； M05； M30；,6)外径、内径啄示钻孔循环G75 加工循环可处理断屑和排屑。如果省略Z（w）、Q（k）和R（d），则仅有X轴移动，则可用于外圆槽的循环加工。 指令格式：G75 R（e）； G75 X（u） Z（w） P（i） Q（k） R（d） F（f）；,例20：如图1-52所示，将工件切断（Z100处）。 程序：O0019；,T0303； （切刀宽4，以左刀刃对刀） M03 S300； G00 X85.0 Z-104.0； G75 R0.2； G75
22、 X0 P5000 F0.1； W0.1； G01 X85.0 F0 ,图1-52,14.辅助功能M指令 这些是辅助机床操作的功能，如主轴的启停、程序终止、切削液开/关等等。见表1-3。表13 辅助功能(M 功能),15.子程序 在零件加工时，当某一加工内容重复出现（即工件上相同的切削路线重复）时，可以将加工内容程序编制出来作为子程序，而在编程时通过主程序调用，使程序简化。 子程序调用,指令格式：M98 P,M99,子程序结束,第三节 FANUC系统常用指令的综合应用,实例1 加工如图1-56所示的零件。毛坯为52mm棒料，工件不切断。,课题一 外形加工,图1-56,程序： O0023； N1
23、； （车外形） G40 G97 G99 S500 M03 T0101； G00 X53.0 Z5.0 M08； G71 U2.0 R0.5； G71 P10 Q20 U0.4 W0.2 F0.2； N10 G00 G42 X0； G01 Z0 F0.15； X33.8 C-2.0； （平端面，倒角） Z-30.0； X45.0； X50.0 W-25.0； Z-120.0； N20 G40 X53.0； G00 X150.0 Z200.0； （换刀点） T0202 S600； （T0202精车刀，刀尖R0.2） G00 X53.0 Z5.0； G70 P10 Q20； G00 X150.0 Z
24、200.0； N2； （切槽） T0303 S400； （T0303切刀宽4mm，左侧刃对刀） G00 X48.0 Z-30.0； G01 X30.0 F0.15； X48.0 F0.3； G00 X150.0 Z200.0,N3； （切螺纹、切凹圆弧） T0404； （T0404螺纹刀） G00 X36.0 Z5.0 F2.0； G92 X33.1 Z-28.0 F2.0； X32.5； X31.9； X31.5； X31.4； G00 X54.0； Z-75.0； S500； M98 P041000； （调用O1000子程序4次加工凹圆弧） G00 X60.0； X150.0 Z200.0
25、； G28 U0 W0 T0 M05； M30； 子程序：O1000； G1 U-1.0 F0.2； G02 U0 W-30.0 R35.0； U3.0 F0.5； W30.0； U-3.0； M99；,实例2 完成图1-57所示工件加工。毛坯为45mm棒料，要求切断（图示AE点坐标需计算得到） 。,图1-57,程序：O0025； N1； （去圆弧余量） G40 G97 G99 S500 M03 T0101； （T0101为900偏刀） G00 X47.0 Z2.0； G71 U2.0 R0.5； G71 P10 Q20 U0.4 W0.2 F0.2； N10 G00 X0； G03 X42.
26、0 Z-21.0 R21.0； G01 X43.0； Z-96.0； N20 X47.0； G01 X43.0； （车43外圆到尺寸） Z-91.0； G00 X47.0； X150.0 Z200.0；,N2； （切凹槽余量） T0202； （切刀刀宽5，刀补数据在02号寄存器中，左切削刃对刀） G00 X44.0 Z-53.72；（B点、C点Z向对称点Z-51.22减去2.5） G01 X20.4 F0.1； X44.0； G72 W2.0 R0.5； G72 P30 Q40 U0.4 W0.2 F0.15； N30 Z-76.0； G01 X43.0； G02 X40.414 Z-74.05 R5.0； （E点） G01 X24.137 Z-65.057； （D点） G03 X20.0 Z-59.689 R8.0； （C点） N40 G01 Z-55.0； T0203； （刀补数据在03号寄存器中。右切削刃对刀）,Z-50.0； G72 W2.0 R0.5； G72 P50 Q60 U0.4 W-0.4 F0.15； N50 G01 Z-21.0； X42.0； G03 X24.889 Z-37.915 R21.0； （A点） G02 X20.0 Z-42.75 R6.0； （B点） N60 G01 Z-50.0； G00 X150.0 Z200.0；,
