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发那科数控系统的编程与操作ThismanuscriptwasrevisedonNovember28,2020发那科数控系统的编程与操作第一节指令详解一、FANUC系统准备功能表表4-1FANUC0iMATE-TB数控系统常用G代码(A类)一览表序号代码组群功能简介1G0001定位(快速进给)2G01直线插补(直线切削)3G02圆弧插补(顺时针)4G03圆弧插补(逆时针)5G0400暂停(延时)6G10可编程数据输入(资料设定)7G2006英制输入单位8G21...

发那科数控系统的编程与操作
ThismanuscriptwasrevisedonNovember28,2020发那科数控系统的编程与操作第一节指令详解一、FANUC系统准备功能表表4-1FANUC0iMATE-TB数控系统常用G代码(A类)一览表序号代码组群功能简介1G0001定位(快速进给)2G01直线插补(直线切削)3G02圆弧插补(顺时针)4G03圆弧插补(逆时针)5G0400暂停(延时)6G10可编程数据输入(资料设定)7G2006英制输入单位8G21公制输入单位(美制)9G2204存储行程检查接通10G23存储行程检查断开11G2508主轴速度波动检测断12G26主轴速度波动检测开13G2700自动返回参考点确认14G28返回参考位置15G30第2、3、4参考位置返回16G3201螺纹切削17G34变螺距螺纹切削18G4007取消刀尖半径补偿19G41刀尖半径左补偿20G42刀尖半径右补偿21G5000坐标系设定或主轴最大速度设定22G52局部坐标系设定23G53机床坐标系设定24G5414工件坐标系选择125G55工件坐标系选择226G56工件坐标系选择327G57工件坐标系选择428G58工件坐标系选择529G59工件坐标系选择630G6500调用宏指定31G6612模态宏调用32G67模态宏调用注销33G7000精车固定循环34G71外径粗车循环35G72端面粗车循环36G73固定形状粗车循环37G74Z向啄式钻孔及端面沟槽循环38G75外径断续切槽循环39G76多头螺纹切削循环40G9001外圆切削循环41G92螺纹切削循环42G94端面切削循环43G9605恒线速度控制有效44G97恒线速度控制取消45G9802进给速度按每分钟指定46G99进给速度按主轴每转进给量指定二、FANUC0iMATE-TB编程规则1.小数点编程:在本系统中输入的任何坐标字(包括X、Z、I、K、U、W、R等)在其数值后须加小数点。即X100须记作。否则系统认为所坐标字数值为100×=。2.绝对方式与增量方式:FANUC-0T数控车系统中用U或W表示增量方式。在程序段出现U即表示X方向的增量值,出现W即表示Z方向的增量值。同时允许绝对方式与增量混合编程。注意与使用G90和G91表示增量的系统有所区别。3.进给功能:系统默认进给方式为转进给。4.程序名的指定:本系统程序名采用字母O后跟四位数字的格式。子程序文件名遵循同样的命名规则。通常在程序开始指定文件名。程序结束须加M30或M02指令。5.G指令简写模式:系统支持G指令简写模式。三、常用准备功能代码详解1.直线插补(G01)格式:G01X(U)Z(W)F说明:基本用法与其它各系统相同。此处主要介绍G01指令用于回转体类工件的台阶和端面交接处实现自动倒圆角或直角。⑴圆角自动过渡:——格式:G01XRFG01ZRF——说明:X轴向Z轴过渡倒圆(凸弧)R值为负,Z轴向X轴过渡倒圆(凹弧)R值为正。——程序示例:O4001N10T0101N20G0X0Z1.S500M03N30G1Z0N40G1X20.R-5.N50G1Z-25.R3.图4-1-1圆角自动过渡过N60G1N70G28X120.Z100.N80M30⑵直角自动过渡:——程式:G01XCFG01ZCF——说明:倒直角用指令C,其符号设置规则同倒圆角。——程序示例:O4002N10T0101N20G0X0Z1.S500M03N30G1Z0N40G1X20.C-2.N50G1Z-25.R3.图4-1-2直角自动过渡N60G1N70G28X120.Z100.N80M30提示:自动过渡倒直角和圆角指令在用于精加工编程时会带来方便,但要注意符号的正负要准确,否则会发生不正确的动作。另外,某些FANUC系统倒直角采用I和K指令来表示C值。2.暂停(G04)——格式:G04X(U)或G04P——说明:指令中出现X、U或P均指延时,X和U用法相同,在其后跟延时时间,单位是秒,其后需加小数点。P后面的数字为整数,单位是ms。如需延时2秒,该指令可表述为:G04或G04或G04P2000。3.返回参考位置(G28)——格式:G28X(U)Z(W)——说明:G28指令意义类似于西门子G74指定。它的作用效果是各轴以快速移动速度通过中间点回参考点。它与G74指令不同的是G28指令中的坐标字有效,此位置作为中间点。指定语句G28U0W0即直接回参考点(中间点为程序执行前坐标。4.等螺距螺纹加工(G32)——格式:G32X(U)Z(W)F——说明:G32指定为单刀切削螺纹指令,其中IP(即指X、Z坐标)指螺纹终点坐标。F指螺距,对端面螺纹,螺距采用半径值。提示:G32指令也可用于加工连续螺纹切削。参见第三章西门子系统图3-1-3。5.变螺距螺纹加工(G34)——格式:G34X(U)Z(W)FK——说明:G34螺纹用于加工增螺距螺纹或减螺距螺纹。所谓变螺距螺纹指的是以螺纹切入开始指定基准螺距值F,然后每隔一个螺距产生一个螺距差值(增值或减值)。6.坐标系设定或主轴最大速度设定(G50)——说明:G50指定用于在程序中设定编程坐标系原点的位置,即预置寄存指令。大多数系统使用G92指令作为预置寄存指令(参见第一章P24页G92指令说明,注意本系统G92指令有其它定义)。G50指令格式和使用方法与G92同。G50也可用在恒线速度加工限制主轴最高转速。指令格式为“G50S”。7.单一固定形状循环加工圆柱及圆锥面(G90)⑴车削圆柱面——格式:G90X(U)Z(W)F图4-1-3G90外圆切削过程——说明:本指令的意义是在刀具起点与指定的终点间形成一个封闭的矩形。刀具从起点按先X方向起刀走一个矩形循环。其中第一步和最后一步为G00动作方式,中间两步为G01动作方式,指令中的F字只对中间两步作用。如图4-1-3所示,按刀具走刀方向,第一刀为G00方式动作;第二刀切削工件外圆;第三刀切削工件端面;第四刀G00方式快速退刀回起点。——程序示例(用G90方式将图4-1-4工件完全加工成型):O4003N10T0101N20G0X31.Z1.S800M03;快速走刀至循环起点。N30G90X26.;X方向切深单边量2mm,端面留余量精加工。N40X22.;G90模态,X向切深至22mm。图4-1-4G90外圆加工程序示例N50;X向单边余量精加工。N70X20.Z-25.S1200;精车N80G28X100.Z100.N90M30提示:因G90动作的第一刀为快速走刀,因注意起点的位置以确认安全。⑵ 车削圆锥面——格式:G90X(U)Z(W)RF——说明:R字代表被加工锥面的大小端直径差的1/2,即表示单边量锥度差值。对外径车削,锥度左大右小R值为负,反之为正。对内孔车削,锥度左小右大R值为正,反之为负。U、W、R关系参见图4-1-5。图4-1-6G90外锥度加工示例——编程示例:O4004N10T0101N20G0S500M3;刀具定位N30G90X26.Z-25.;粗加工N40X22.N50;留精加工余量双边。N60G0Z0S800M3N70G90X20.Z-25.N80G28X100.Z100.N90M5N100M2提示:锥面精加工时,注意刀具起始位置的Z轴坐标应与实际锥度的起点Z坐标一致,否则加工出的锥度不正确;若刀具起始位置的Z轴坐标取值与实际锥度的起点Z坐标不一致,则应算出锥面轮廓延长线上对应所取Z坐标处与锥面终点处的实际直径差。图中:(R)——快速进刀,(F)——按程序中F指令速度切削,后面各图中符号含义相同。图4-1-5G90指令代码与加工形状之间的关系8.单一固定角度循环加工圆柱及圆锥螺纹(G92)⑴圆柱螺纹加工——格式:G92X(U)Z(W)F——说明:本指令实质为单一循环加工螺纹,加工过程中,刀具先沿X轴进刀至X(U)坐标;第二步沿Z轴切削螺纹,当到达某一位置时,接收到从机床来的信号,起动螺纹倒角(螺纹倒角参见第二章图2-1-8),到达Z(W)坐标;第三步刀具沿X轴退刀至X初始坐标;第四步沿Z轴退刀至Z初始坐标,加工结束。图4-1-7G92的加工过程——注:螺纹倒角距离在至之间指定,指定单位为,由参数#5130决定。——编程示例(仅螺纹加工段):O4005……N110T0303N120G0X28.Z5.S350M3;刀具定位N130G92Z-23.;螺纹加工图4-1-8G92外圆柱螺纹加工N140X19.;逐层进刀N150N160N170X18.N180N190……⑵车削圆锥螺纹——格式:G92X(U)Z(W)RF——说明:R字代表被加工锥螺纹的大小端外径差的1/2,即表示单边量锥度差值。对外螺纹车削,锥度左大右小R值为负,反之为正。对内螺纹车削,锥度左小右大R值为正,反之为负。加工过程与圆柱螺纹的加工相同。——程序示例:O4006N10T0101N20G0X25.Z5.S300M3图4-1-9G92加工外锥螺纹N30G92Z-20.N40N50X19.……9.单一固定形状循环加工端面及斜面(G94)⑴ 端面加工——格式:G94X(U)Z(W)F图4-1-10G94的加工过程——说明:本指令主要用于加工长径比较小的盘类工件,它的车削特点是利用刀具的端面切削刃作为主切削刃。G94区别于G90,它是先沿Z方向快速走刀,再车削工件端面,退刀光整外圆,再快速退刀回起点。按刀具走刀方向,第一刀为G00方式动作快速进刀;第二刀切削工件端面;第三刀Z退刀切削工件外圆;第四刀G00方式快速退刀回起点。——编程示例:O4007N10T0101N20G0X52.Z1.S500M03N30G94;粗车第一刀,Z向切深2N40Z-4.N50Z-6.N60Z-8.N70N80X20.Z-10.S900;精加工图4-1-11G94端面加工示例N90G28X100.Z100.N100M30⑵锥面加工图4-1-12G94指令段参数示意——格式:G94X(U)Z(W)RF——说明:和G90加工锥度轴意义有所区别,G94是在工件的端面上形成斜面,而G90是在工件的外圆上形成锥度,请注意区别。指令中R字表示为圆台的高度。圆台左大右小,R为正值;若则圆台直径左小右大,则R为负值,一般只在内孔中出现此结构,但用镗刀X向进刀车削并不妥当。参见下图:提示:上述G90、G94二指令中的X、Z字均指与起刀点相对的对角点的坐标。第二节多重复合循环FANUC系统提供多种多重复合固定循环,主要用于粗、精车外形、内孔,钻孔,切槽,螺纹等加工,可以大大简化编程。G71、G72和G73主要用于毛坯的粗车,G70用于精车。G74和G75用于切槽和钻孔。G76用于螺纹加工循环。一、精车固定循环(G70)格式:G70P(ns)Q(nf)说明:G70指令用于在G71、G72、G73指令粗车工件后来进行精车循环。在G70状态下,在指定的精车描述程序段中的F、S、T有效。若不指定,则维持粗车前指定的F、S、T状态。G70到G73中ns到nf间的程序段不能调用子程序。当G70循环结束时,刀具返回到起点并读下一个程序段。关于G70的详细应用请参见G71、G72和G73部分。二、外径粗车循环(G71)1.概述:G71指令称之为外径粗车固定循环,它适用毛坯料粗车外径和粗车内径。在G71指令后描述零件的精加工轮廓,CNC系统根据加工程序所描述的轮廓形状和G71指令内的各个参数自动生成加工路径,将粗加工待切除余料一次性切削完成。2.格式:G71U(Δd)R(e)G71P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)FST式中:Δd——循环每次的切削深度(半径值、正值)e——每次切削退刀量ns——精加工描述程序的开始循环程序段的行号nf——精加工描述程序的结束循环程序段的行号u——X向精车预留量w——Z向精车预留量3.G71指令段内部参数的意义:图4-2-1G71指令内部参数示意CNC装置首先根据用户编写的精加工轮廓,在预留出X和Z向精加工余量Δu和Δw后计算出粗加工实际轮廓的各个坐标值。刀具按层切法将余量去除(刀具向X向进刀d;切削外圆后按e值45°退刀;循环切削直至粗加工余量被切除)。此时工件斜面和圆弧部分形成阶台状表面,然后再按精加工轮廓光整表面最终形成在工件X向留有Δu大小的余量、Z向留有Δw大小余量的轴。粗加工结束后可使用G70指令将精加工完成。4.其它说明:⑴当Δd和Δu两者都由地址U指定时,其意义由地址P和Q决定。⑵粗加工循环由带有地址P和Q的G71指令实现。在A点和B点间的运动指令中指定的F、S和T功能对粗加工循环无效,对精加工有效;在G71程序段或前面程序段中指定的F、S和T功能对粗加工有效。⑶当用恒表面切削速度控制时,在A点和B点间的运动指令中指定的G96或G97无效,而在G71程序段或以前的程序段中指定的G96或G97有效。⑷X向和Z向精加工余量Δu、Δw的符号如下:图4-2-2G71指令中Δu、Δw符号的确定提示:⑴有别于0系统其它版本,新的0i/0iMATE系统G71指令可用来加工有内凹结构的工件。⑵G71可用于加工内孔,Δu、Δw符号见上图。⑶第一刀走刀必须有X方向走刀动作。⑷循环起点的选择应在接近工件处以缩短刀具行程和避免空走刀。4.编程示例:图4-2-3例4-8题图O4008N10T0101N20G0X46.S500M03N30G71U2.;每层切深2mm,退刀。N40G71P50Q110F0.3;精加工余量X向单边量,Z向。粗切进给量r。N50G1X15.N60G1Z0S800;精加工进给量r。精切转速为800RPM。N70Z-15.N80X30.Z-30.N90Z-42.N100G2X36.Z-45.R3.N110G1X46.N120G70P50Q100;精加工循环N130G28X100.Z100.图4-2-4G72指令段内部参数示意N140M5N150M30三、端面粗车循环(G72)1.概述:端面粗车循环指令的含义与G71类似,不同之处是刀具平行于X轴方向切削,它是从外径方向往轴心方向切削端面的粗车循环,该循环方式适于对长径比较小的盘类工件端面方向粗车。和G94一样,对93°外圆车刀,其端面切削刃为主切削刃。2.格式:G72W(d)R(e)G72P(ns)Q(nf)U(u)W(w)FST式中:d——循环每次的切削深度(正值)e——每次切削退刀量ns——精加工描述程序的开始循环程序段的行号nf——精加工描述程序的结束循环程序段的行号u——X向精车预留量w——Z向精车预留量3.说明:在A′和B之间的刀具轨迹沿X和Z方向都必须单调变化。沿AA′切削是G00方式还是G01方式,由A和A′之间的指令决定。X、Z向精车预留量u、w的符号取决于顺序号“ns”与“nf”间程序段所描述的轮廓形状。参见图4-2-5。图4-2-5G72指令段内u、w的符号4.编程示例O4009N10T0101N20G0X61.S500M03N30G72W2.N40G72P50Q100N50G0Z-15.图4-2-6例4-9题图N60G1X40.S800N70X30.Z-10.N80Z-5.N90G2X20.Z0R5.N100G0N110G70P60Q110N120G28X100.Z100.N130M30提示:1.G72不能用于加工端面内凹的形体。2.精加工首刀进刀须有Z向动作。3.循环起点的选择应在接近工件处以缩短刀具行程和避免空走刀。四、成型加工复合循环(G73)1.概述:成型加工复合循环也称为固定形状粗车循环,它适用于加工铸、锻件毛坯零件。某些轴类零件为节约材料,提高工件的力学性能,往往采用锻造等方法使零件毛坯尺寸接近工件的成品尺寸,其形状已经基本成型,只是外径、长度较成品大一些。此类零件的加工适合采用G73方式。当然G73方式也可用于加工普通未切除余料的棒料毛坯。2.格式:G73U(Δi)W(Δk)R(Δd)G73P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)FST式中:Δi:X方向毛坯切除余量(半径值、正值)Δk:Z方向毛坯切除余量(正值)Δd:粗切循环的次数ns:精加工描述程序的开始循环程序段的行号nf:精加工描述程序的结束循环程序段的行号Δu:X向精车预留量Δw:Z向精车预留量3.其它说明:⑴当值Δi和Δk,或者Δu和Δw分别由地址U和W规定时,它们的意义由G73程序段中的地址P和Q决定。当P和Q没有指定在同一个程序段中时,U和W分别表示Δi和Δk;当P和Q指定在同一个程序段中时,U、W分别表示Δu和Δw。⑵有P和Q的G73指令执行循环加工时,不同的进刀方式(共有4种),Δu,Δw和Δk,Δi的符号不同(参见图4-2-7),应予以注意。加工循环结束时,刀具返回到A点。图4-2-7G73指令中ΔuΔwΔkΔi的符号另:F、S、T意义同G71、G72。3.G73指令应用示例及详解:加工如图所示工件,其毛坯为锻件。工件X向残留余量不大于5mm。Z向残留余量不大于3mm。要求采用G73方式切削出该零件。程序示例如下:O4010N10T0101N20G0X110.Z10.S800M3N30G73U5.W3.R3.N40G73P50Q110N50G0X50.Z1.S1000N60G1Z-10.N70X60.Z-15.图4-2-8G73加工示例N80Z-25.N90G2X80.Z-35.R10.N100G1X90.Z-40.N110G0X110.Z10.N120G70P50Q110N130G28X100.Z150.N140M30G73同样可以切削没有预加工的毛坯棒料。如上图所示工件,假如将程序中的N30~N50行进行调整,如下所述,即可采用不同的渐进方式将工件加工成型。(由于G73在每次循环中的走刀路径是确定的,须将循环起刀点与工件间保持一段距离)——X、Z向双向进刀。N30G0X150.Z30.N40G73U25.W10.R13.N50G73P60Q120.……N120G0X150.Z30.……图4-2-9G73指令X、Z向双向进刀——X向进刀。N30G0X150.Z1.N40G73U25.W0R13.N50G73P60Q120.……N120G0X150.Z1.——Z向进刀。图4-2-10G73指令X向进刀N30G0X92.Z45.N40G73U0W40.R13.N50G73P60Q120.图4-2-11G73指令Z向进刀……N120G0X92.Z45.提示:建议使用X、Z双向进刀或X单向进刀方式,若使用Z向单向进刀,会使整个切削过程中,刀具的主切削刃切深过大。加工内凹型面时,如果使用Z向单向进刀方式,会将凹型轮廓破坏,所以常采用X向单向进刀。例4-11:图4-2-12例4-11题图G73用于内凹型体的切削,用G73编制的程序如下(假定工件外圆已加工完成):N10T0101;菱形刀片偏刀N20S500M3N30G0X50.Z-10.N40G73U4.W0R3.N50G73P60Q90W0N60G1X30.N70G2X30.Z-30.R15.N80G0X50.Z-10.N90G70P60Q90N100G0X100.Z100.M5N110M30提示:1.G73指令用于未切除余量的棒料切削时会有较多的空刀行程,因此应尽可能使用G71、G72切除余料。2.G73指令描述精加工走刀路径应封闭。3.G73指令用于内孔加工时,如果采用X、Z双向进刀或X单向进刀,须注意是否有足够的退刀空间,否则会发生刀具干涉。五、端面沟槽复合循环或深孔钻循环(G74)1.概述:该指令可实现端面深孔和端面槽的断屑加工,Z向切进一定的深度,再反向退刀一定的距离,实现断屑。指定X轴地址和X轴向移动量,就能实现端面槽加工;若不指定X轴地址和X轴向移动量,则为端面深孔钻加工。2.格式:⑴ 对端面沟槽复循环:G74R(e)G74X(u)Z(w)P(Δi)Q(Δk)R(Δd)F式中:e:每次啄式退刀量u:X向终点坐标值w:Z向终点坐标值Δi:X向每次的移动量Δk:Z向每次的切入量Δd:切削到终点时的X轴退刀量(可以缺省)注:X向终点坐标值为实际X向终点尺寸减去双边刀宽。⑵ 对啄式钻孔循环(深孔钻循环):G74R(e)G74Z(w)Q(Δk)F式中:e:每次啄式退刀量w:Z向终点坐标值(孔深)Δk:Z向每次的切入量(啄钻深度)G74的动作及参数请参看下面的路径图:图4-2-13端面深孔钻或端面槽参数示意3.编程示例:例4-12端面切槽图4-2-14例-12题图程序示例如下:N10T0606(端面切槽刀,刃口宽4)N20S300M3N30G0X30.Z2.N40G74R1.N50G74X62.Z-5.P3500Q3000;N60G0X200.Z50.M5N70M30例4-13啄式钻孔图4-2-15例-13题图在工件上加工直径为10mm的孔,孔的有效深度为60mm。工件端面及中心孔已加工,程序示例如下:N10T0505(φ10麻花钻)N20S200M3N30G0X0Z3.N40G74R1.N50G74Z-64.Q8000N60G0Z100.N70X100.M5N80M30例4-14端面均布槽加工。图4-2-16例4-14题图程序示例如下:N10T0303(端面切槽刀,刃口宽4)N20S300M3N30G0X60.Z2.N40G74R1.N50G74X100.Z-3.P10000Q2000N60G0Z100.N70X100.M5N80M30六、外径沟槽复循环(G75)1.概述:G75指令用于内、外径切槽或钻孔,其用法与G74指令大致相同。当G75用于径向钻孔时,需配备动力刀具,本书只介绍G75指令用于加工外径沟槽。2.格式:G75R(e)G75X(u)Z(w)P(Δi)Q(Δk)R(Δd)F式中:e:分层切削每次退刀量u:X向终点坐标值w:Z向终点坐标值Δi:Z向每次的切入量Δk:X向每次的移动量Δd:切削到终点时的退刀量(可以缺省)图4-2-17G75指令段内部参数示意3.编程示例:例4-15G75用于切削较宽的径向槽图4-2-18例4-15题图程序示例如下:N10T0202(切槽刀,刃口宽5)N20S300M3N30G0X52.Z-15.N40G75R1.N50G75X30.Z-50.P3000Q4500N60G0X150.Z100.M5N70M30例4-16G75用于切削径向均布槽图4-2-19例4-16题图程序示例如下:N10T0202(切槽刀,刃口宽4)N20S300M3N30G0X42.Z-10.N40G75R1.N50G75X30.Z-50.P3000Q10000N60G0X100.Z100.M5N70M30七、螺纹切削复合循环(G76)1.格式:G76P(m)(r)(a)Q(Δdmin)R(d)G76X(U)Z(W)R(i)P(k)Q(Δd)F(L)式中:m:精加工重复次数(1~99)。该值是模态的。此值可以用5142号参数设定,由程序指令改变。r:倒角量。当螺距由L表示时,可以从到设定,单位为(两位数:从00到99)。该值是模态的。此值可用5130号参数设定,由程序指令改变。a:刀尖角度。可以选择80°,60°,55°,30°,29°和0°六种中的一种,由2位数规定。该值是模态的。可用参数5143号设定,用程序指令改变。m,r和a用地址P同时指定。例:当m=2,r=,a=60°,指定如下(L是螺距):P021260Δdmin:最小切深(用半径值指定)当第一次循环运行(Δd-Δd-1)的切深小于此值时,切深箝在此值。该值是模态的。此值可用5140号参数设定,用程序指令改变。d:精加工余量。该值是模态的,可用5141号参数设定,用程序指令改变。i:螺纹半径差。如果i=0,可以进行普通直螺纹切削。k:螺纹高。此值用半径规定。Δd:第一刀切削深度(半径值)。L:螺距(同G32)。图4-2-20G76指令段参数示意2.说明:⑴ 由地址P,Q和R指定的数值的意义取决于X(U)和Z(W)的存在。⑵ 有X(U)和Z(W)的G76指令执行循环加工。该循环用一个刀刃切削,使刀尖的负荷减小。第一刀的切深Δd,第n刀的切深Δdn,每次切削循环的切除量均为常数。共有4种对称的进刀图形,不同的进刀方式各地址的符号不同,在上图中,C和D之间的进给速度由地址F指定,而其它轨迹则是快速移动。图中增量尺寸的符号如下:U,W:由刀具轨迹AC和CD的方向决定。R:由刀具轨迹AC的方向决定。P:+(总是)Q:+(总是)⑶ 螺纹切削的注释与G32螺纹切削和G92螺纹切削循环的注释相同。⑷ 倒角值对于G92螺纹切削循环也有效。⑸ 在螺纹切削复合循环(G76)加工中,按下进给暂停按钮时,就同在螺纹切削循环终点的倒角一样,刀具立即快速退回。刀具返回到循环的起始点(切深为Δdn处的)。当按下循环起动按钮时,螺纹切削恢复。⑹ 对于多头螺纹的加工,可将螺纹加工起点Z坐标按螺距偏移。3.G76外螺纹加工编程示例(例4-17)图4-2-21例4-17题图程序示例如下:N10T0303N20S300M3N30G0X35.Z3.N40G76P021260Q100R100;螺纹参数设定,R为正N50G76Z-30.R0P1510Q200F2.N60G0X100.Z100.M5N70M24.G76内螺纹加工编程示例(例4-18)图4-2-22例4-18题图程序示例如下:N10T0303N20S300M3N30G0X25.Z4.N40G76P021060Q100R-100;螺纹参数设定,R为负N50G76X30.Z-40.P9742Q200N60G0X100.Z100.N70M5N80M2第三节宏指令虽然子程序对编制相同加工操作的程序非常有用,但用户宏程序由于允许使用变量、算术和逻辑运算及条件转移,使用编制相同加工操作的程序更方便,更容易。可将相同操作编为通用程序,如型腔加工宏程序和固定加工循环宏程序。使用时,加工程序可用一条指令调出用户宏程序,和调用子程序完全一样。加工程序用户宏程序O0001;…G65P9010R50.L2;…M30;O9010;#1=#18/2;G01X#1Z#1;G02X#1Z-#1R#1;…M99;变量一、变量普通加工程序直接用数值指定G代码和移动距离:例如,G01和。使用用户宏程序时,数值可以直接指定或用变量指定。当用变量时,变量值可用程序或用MDI面板上的操作改变。例如:#1=#2+100;G01X#1;说明:1.变量的表示计算机允许使用变量名,用户宏程序不行。变量用变量符号(#)和后面的变量号指定。例如:#1表达式可以用于指定变量号。此时,表达式必须封闭在括号中。例如:#[#1+#2-12]注:宏程序中,方括号用于封闭表达式,圆括号只表示注释内容。2.变量的类型变量根据变量号可以分成四种类型。变量号变量类型功能#0空变量该变量总是空,没有值能赋给该变量。#1—#33局部变量局部变量只能用在宏程序中存储数据,例如,运算结果。当断电时,局部变量被初始化为空。调用宏程序时,自变量对局部变量赋值。#100—#109#500—#999公共变量公共变量在不同的宏程序中的意义相同。当断电时,变量#500—#999的数据保存,即使断电也不丢失。#1000—系统变量系统变量用于读写CNC运行时的各种数据,例如,刀具当前位置和补偿。3.小数点的省略当在程序中定义变量时,小数点可以省略。例:当定义#1=123;变量#1的实际值是.4.变量的引用为在程序中使用变量值,指定后跟变量号的地址。当用表达式指定变量时,要把表达式放在括号中。例如:G0X[#1+#2]F#3;被引用变量的值根据地址的最小设定单位自动舍入。例如:当G01X#1;以1/1000mm的单位执行时,CNC把赋值给变量#1,实际指令值为。改变引用的变量值的符号,要把负号“—”放在“#”的前面。例如:G00X-#1;当引用末定义的变量时,变量及地址字都被忽略。例如:当变量#1的值是0,并且变量#2的值是空时,G00X#1Z#2的执行结果为G00X0;。5.未定义的变量当变量值末定义时,这样的变量成为“空”变量。变量#0总是空变量。它不能写,只能读。二、算术和逻辑运算下表中列出的运算可以在变量中执行。运算符号右边的表达式可包含常量,或由函数或运算符组成的变量。表达式中的变量#j和#k可以用常数赋值。左边的变量也可以用表达式赋值。表4-2算术和逻辑运算功能格式备注定义#i=#j加法减法乘法除法#i=#j+#k;#i=#j-#k;#i=#j*#k;#i=#i/#k;正弦反正弦余弦反余弦正切反正切#i=SIN[#j];#i=ASIN[#j];#i=COS[#j];#i=ACOS[#j];#i=TAN[#j];#i=ATAN[#j]/[#k];角度以度指定。90°30′表示为度。平方根绝对值舍入上取整下取整自然对数指数函数#i=SQRT[#j];#i=ABS[#j];#i=ROUND[#j];#i=FIX[#j];#i=FUP[#j];#i=LN[#j];#i=EXP[#j];或异或与#i=#JOR#k#i=#jXOR#k;#i=#jAND#j;逻辑运算一位一位地按二进制数执行。从BCD转为BIN从BIN转为BCD#i=BIN[#j];#i=BCD[#j];用于与PMC的信号交换说明:1.角度单位函数SIN,COS,ASIN,ACOS,TAN和ATAN的角度单位是度。2.上取整和下取整CNC处理数值运算时,若操作后产生的整数绝对值大于原数的绝对值时为上取整;若小于原数的绝对值为下取整。对于负数的处理应小心。例如:假定#1=,并且#2=-。当执行#3=FUP[#1]时,赋给#3。当执行#3=FIX[#1]时,赋给#3。当执行#3=FUP[#2]时,-赋给#3。当执行#3=FIX[#2]时,-赋给#3。3.运算次序⑴ 函数⑵ 乘和除运算(*、/、AND、MOD)⑶ 加和减运算(+、—、OR、XOR)括号嵌套括号用于改变运算次序。括号可以使用5级,包括函数内部使用的符号。当超过5级时,出现P/S报警。三、宏程序语句和NC语句下面的程序段为宏程序语句:包含算术或逻辑运算(=)的程序段。包含控制语句(例如:GOTO,DO,END)的程序段。包含宏程序调用指令(例如,用G65,G66,G67或其它G代码,M代码调用的宏程序)的程序段。除了宏程序语句以外的任何程序段都为NC语句。四、转移和循环在程序中,使用GOTO语句和IF语句可以改变控制的流向,有三种转移和循环操作可供使用:GOTO语句(无条件转移);IF语句(条件转移:IF…THEN…);WHILE语句(当…时循环)。1.无条件转移(GOTO语句)转移到有顺序号n的程序段。当指定1到99999以外的顺序号时,出现P/S报警。可用表达式指定顺序号。格式:GOTOn;n:顺序号(1——99999)例:GOTO1;GOTO#10;2.条件转移(IF语句)IF之后指定条件表达式。格式:⑴ IF[表达式]GOTOn如果指定的条件表达式满足时,转移到标有顺序号n的程序段。如果指定的条件表达式不满足,执行下一个程序段。如果变量#的值大于10,转移到顺序号N2的程序段。如果变量不满足IF[#1GT10]GOTO2;程序如果条件满足N2G0G91;⑵ IF[(表达式)]THEN如果表达式满足,执行预先决定的宏程序语句。只执行一个宏程序语句。如果#1和#2的值相同,0赋给#3。IF[#1EQ#2]THEN#3=0;说明:⑴ 条件表达式条件表达式必须包括算符。算符插在两个变量中间或变量和常数中间,度且用括号([,])封闭。表达式可以替代变量。⑵ 运算符运算符由2个字母组成,用于两个值的比较,以决定它们是相等还是一个值小于另一个值。注意,不能使用不等符号。表4-3运算符运算符含义EQ等于(=)NE不等于(≠)GT大于(>)GE大于或等于(≥)LT小于(<=LE小于或等于(≤)示例程序:下面的程序计算数值1~10的总和O9500#1=0;存储和数变量的初值#2=1;被加数变量的初值N1IF[#2GT10]GOTO2;当被加数大于10时转移到N2#1=#1+#2;计算和数#2=#2+#1;下一个被加数GOTO1;转到N1N2M30;程序结束3.循环(WHILE语句)在WHILE后指定一个条件表达式,当指定条件满足时,执行从DO到END之间的程序。否则,转到END后的程序段。WHILE[表达式]Dom;(m=1,2,3)如果条件不满足如果条件满足程序ENDm;…说明:当指定的条件满足时,执行WHILE从DO到END之间的程序。否则转而执行END之后的程序段。这种指令格式适用于IF语句。DO后的号和END后的号是指定程序执行范围的标号,标号值为1,2,3。若用1,2,3以外的值会产生P/S报警。示例程序:下面的程序计算数值1到10的总和。O0001;#1=0;#2=1;WHILE[#2LE10]DO1;#1=#1+#2;#2=#2+1;END1;M30;五、编程示例例4-19毛坯:φ30mm;材料:铝;椭圆方程:X2/A2+Y2/B2=1,A=40,B=12。图4-3-1例4-19题图分析图形,先用G71指令圆弧拟合粗加工(如图4-3-2圆弧拟合示意),然后编写用户宏程序精加工椭圆。刀具选用30°菱形刀片。在数控车床工件坐标系中,椭圆的三角方程为:Z=Acosθ,X=Bsinθ。图4-3-2圆弧拟合示意宏程序中参数说明:#100——θ角参数,变化范围:0~90度;#101——X坐标;#102——Z坐标;程序示例如下:O0010N10T0101N20S500M3N30G0X32.Z5.N40G71U2.;用G71指令圆弧拟合粗加工N50G71P60Q140U500N60G0X0N70G1Z0N80G3N90G3X24.R60.N100G1Z-40.N110G3R120.N120G2X22.R16.N130G1N140X30.N150G0X50.Z20.N160S700M3N170#100=0;宏程序精加工椭圆部分N180#101=2*12*SIN[#100]N190#102=40*COS[#100]-40N200G01X#101Z#102N210#100=#100+N220IF[#100LE90]GOTO180N230G3R120.;NC程序精加工后续圆弧轮廓N240G2X22.R16.N250G1N260X30.N270G0X100.Z100.N280M5N290M2第四节典型综合零件的编程示例例4-20(零件图见下页)工艺分析:1.刀具:90°外圆刀,切槽刀(宽3mm),盲孔镗刀(刀杆长30mm),钻头φ15mm,中心钻。2.加工步骤:⑴ 钻底孔φ15,深达到图纸要求;⑵ 掉头装夹,加工外形轮廓;⑶ 加工均距槽;⑷ 切断,总长留余量;⑸ 掉头装夹,夹持位置φ30mm圆柱部分;⑹ 加工孔口端面,保证总长(通过测量φ30mm圆柱长度)⑺ 加工孔。毛坯:φ32×110mm材料:铝图4-3-3例4-20题图程序示例:O0011;外形轮廓、均槽加工N10T010190°外圆刀N20S500M3N30G0X35.Z5.N40G71U2.;粗加工外形轮廓N50G71P60Q140U500N60G0X0S800N70G1Z0N80G3Z9.R9.N90G1Z-47.N100Z-53.N110Z-60.N120N130Z-80.N140X31.N150G70P60Q140;精加工外形轮廓N160G0X100.Z100.N170T0202S300;切断刀,宽3mmN180G0X19.Z-15.N190G75R1.;固定循环切均距槽N200G75Z-45.P2000Q6000N210G0X32.N220N230G1;切断,切至底孔φ15N240G0X100.Z100.M5N250M2掉头装夹。O0012;内孔加工N10T0101;90°外圆刀N20S500M3N30G0X32.Z0N40G1N50G0X100.Z100.N60T0303内孔镗刀N70G0X14.Z5.N80G71U1.;镗孔加工N90G71P100Q140U-500N100G0X24.S800N110G1Z0N120Z-20.N130N140X15.N150G70P90Q140N160G0Z100.N170X100.M5N180M2本例题中综合应用了G70、G71、G75固定循环,注意各参数的符号。加工中还要注意工艺分析,如先钻底孔,再加工外形轮廓,可以避免掉头装夹后再钻孔会损伤φ30mm外圆表面。例4-21毛坯:φ40×85mm;材料:铝图4-3-4例4-21题图工艺分析:1.刀具:外圆刀使用30°菱形刀片,外沟槽刀(宽4mm),60°外螺纹刀,盲孔镗刀(刀杆长40mm),钻头φ18mm,中心钻。2.加工步骤:⑴ 钻底孔φ18,通孔;⑵ 装夹加工圆弧端外形轮廓,Z向切削长度45mm;⑶ 加工圆弧端内孔;⑷ 掉头装夹,夹持位置φ38mm圆柱部分;⑸ 加工螺纹端外形轮廓、内孔;程序示例:O0013;加工圆弧端N10T0101外圆刀,30°菱形刀片N20S500M3N30G0X42.Z5.N40G73U5.W0R5;凹型件加工,X轴单向进刀N50G73P60Q120W0N60G0X30.S800N70G1Z0N80X31.N90G3N100G1Z-20.N110G2Z-35.R10.N120G1Z-40.N130G70P60Q120N140G0X100.Z100.S500N150T0202;盲孔镗刀N160G0X16.Z3.N170G71U1.;内孔加工N180G71P180Q220W0N190G0X32.S700N200G1Z0N210G2N220G1Z-30.N230X18.N240G70P180Q220N250G0X100.Z100.M5N260M2掉头装夹,校正同轴度O0014;加工螺纹端N10T0101;外圆刀N20S500M3N30G0X42.Z0N40G1X17.;加工端面,确定总长N50G0X100.Z100.N60T0202;内孔镗刀N70G0X16.Z3.N80G71;内孔加工N90G71P100Q150N100G0X17.S700N110G1Z0N120X26.N130Z-2.N140Z-30.N150X18.N160G70P100Q150N170G0X100.Z100.N180T0101;外圆刀N190S500N200G0X40.Z5.N210G71U1.;外圆加工N220G71P230Q280N230G0X18.S800N240G1Z0N250X30.N260X32.Z-10.N270Z-12.N280Z-40.N290G70P230Q280N300G0X100.Z100.N310S300T0303;外沟槽刀N320G0X37.Z-38.;沟槽加工N330G1X32.N340G1X36F1.N350Z-40.N360X32.N370X36.F1.N380Z36.N390X32.Z-38.;倒角N400Z-40.N410X36.F1.N420G0X100.Z100.N430T0404;螺纹刀N440G0X40.Z1.;螺纹第一线起点N450G76P021060Q100R100N460G76Z-37.R0Q400F6.N470G0X40.Z3.;螺纹第二线起点N480G76P021060Q100R100N490G76Z-37.R0Q400F6N500G0X100.Z100.M5N510M2本例题综合应用了G70、G71、G73、G76固定循环指令,包括内孔、外圆、沟槽、多线螺纹的加工。第五节FANUC0iMAT-TB系统的使用与操作一、操作面板功能介绍1.操作面板布局图4-5-1是FANUC0iMAT-TB数控系统界面布局。在面板左边的显示屏上方标有厂家及型号标识。FANUC0iMAT-TB使用″单色LCD来作为人机交互的窗口,开机后显示系统名称与版本号。在它的下方有显示区域的扩展软键。界面右侧为MDI键盘、急停开关、系统电源开关按钮、加工程序的启动和停止按钮;下面左起为进给倍率开关、控制键盘、手轮。图4-5-1FANUC0iMAT-TB数控系统界面布局2.MDI键盘说明⑴ 复位键(RESET):按此键可使CNC复位,用以消除报警等。⑵ 帮助(HELP):按此键用来显示如何操作机床,如MDI键的操作,可在CNC发生报警时提供报警的详细信息。⑶ 软键:根据使用场合,软键具有各种功能,软键功能显示在LCD的底部。⑷ 地址和数字键:按这些键可以输入字母、数字以及其它字符。⑸ 换档键(SHIFT):在有些键的顶部,有两个字符。按“SHIFT”键来选择字符。当一个特殊字符^在屏幕上显示时,表示键面右下角的字符可以输入。⑹ 输入键(INPUT):当按了地址键或数字键后,数据被输入到缓冲器,并在屏幕上显示出来,为了把键入到输入缓冲器中的数据拷贝到寄存器,按(INPUT)键。⑺ 取消键(CAN):按此键可删除已输入到缓冲器的最后一个字符或符号。图4-5-2MDI键盘⑻ 程序逻辑键:编辑程序时使用这些键。ALTER——替换;INSERT——插入;DELETE——删除。⑼ 功能键:按这些键用于切换各种功能显示画面。POS——显示位置画面。PROG——显示程序画面。OFFSET/SETTING——显示刀偏/设定(SETTING)画面。SYSTEM——显示系统画面。MESSAGE——显示信息画面。GRAPH——显示图形画面。CUSTOM——显示用户宏程序画面。⑽ 光标移动键:用于光标的上下左右移动。⑾ 翻页键:屏幕内容向前或向后翻一页。3.控制键盘的说明图4-5-3控制键盘表4-4控制键盘功能表编号名称编号名称1手动主轴停12手动进给方式2手动主轴反转13手摇脉冲方式3手动主轴正转14返回参考点方式4手动主轴降速15X、Z轴手脉进给5手动主轴升速16选择停6冷却液开关17单段程序7手动润滑开关18任选程序段跳过8手动换刀19空运行9编辑方式20机床锁定10手动数据输入方式21手摇脉冲最小单位/G00速度倍率选择11存储程序自动方式4.显示画面的说明二、面板操作1.手动操作⑴ 手动返回参考点机床开机或急停后,须先返回参考点再进行其它操作。操作步骤:①选择手动返回参考点方式(按钮14);②选择G0速度倍率(按钮21);③按相应的X、Z轴方向键;④X、Z参考点指示灯亮,即返回参考点动作完成。⑵ JOG进给①选择手动进给方式(按钮12);②调整进给倍率旋钮;③按相应X、Z方向键。⑶ 手轮进给①选择手轮进给方式(按钮13);②选择手摇脉冲最小单位(按钮21);③选择移动的轴(按钮15);④按相应方向转动手轮,注意正、负方向。2.自动运行⑴ 存储器运行①选择存储程序自动方式(按钮11);②按MDI键盘中的PROG键,显示程序画面,按软键“检视”,显示检视状态;③可根据需要调整进给倍率旋钮或选择单段运行;④按下程序启动按钮;⑤终止运行,按RESET键。⑵ MDI运行①选择MDI运行方式(按钮10);②按PROG键,输入程序;③启动程序。④MDI方式下,程序必须能在一页屏幕上完全放得下。3.程序的输入与修改⑴ 选择编辑方式(按钮9);⑵ 按PROG键,输入程序名,如“O0012”;⑶ 按INSET键,进入EDIT画面,输入程序。输入的语句存入缓冲器,出现在屏幕的下方,在每行语句尾输入“EOB”,按INSET键,缓冲器中的语句存入存储器。⑷ 按CAN键可删除缓冲器中最后输入的字符。⑸ 按MDI键盘中的光标键可选择需修改的字,可进行替换、删除、插入的操作。4.刀具偏置量的设定⑴ 选择待测定刀具,试切端面,刀具沿X向退离工件;⑵ 按MDI键盘中的OFFSET/SETTING键,按软键“补正”,“形状”,显示刀具偏置参数表;图4-5-4刀具偏置量的设定⑶ 按光标键选择与刀具号相应的刀补参数,如1号刀,则将光标移至“G01”行;⑷ 输入“Z0”,按软键“测量”,Z向刀偏参数自动存入。⑸ 试切外圆,刀具沿Z向退离工件;⑹ 实测外圆直径;⑺ 在参数表中“G01”行输入“X50”,按软键“测量”,X向刀偏参数自动存入。1号刀具偏置设定完成,其它刀具同样设定。⑻ 刀具偏置参数设定后,加工前还须检验。方法:MDI方式下选刀,并调用刀具偏置补偿,在POS画面下,手动移动刀具靠近工件,观察刀具与工件间的实际相对位置,对照屏幕显示的绝对坐标,判断刀具偏置参数设定是否正确。
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