FANUC系统数控机床操作实训指导书.docx

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FANUC系统数控机床操作实训指导书

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培训目的与要求

一、了解数控铣床的工作差不多原理，以用与操作紧密相关的机床差不多结构和组成作用；通过熟悉一套FANUC系统，通过不同系统的比较，达到触类旁通作用。

二、熟悉操纵的操作方法，充分了解操纵器各开关功能与操作方法。

三、把握数控设备输入装置，学会输入加工程序方法，同时把握文件的编辑、修正、调试以及模拟预演方法。

四、把握加工过程的差不多方法和技巧，养成加工操作过程中的良好适应，对典型试件进行加工，了解数控的加工工艺以及阻碍加工零件的质量、加工效率等因素。

五、了解通过RS232C串口的DNC加工方式。

数控设备最要紧的部分分为四大部分：

输入装置、数控系统、伺服系统和机床本体。

1、输入装置的作用将各个指令按照人的意愿通过一定的规则输入到机床的指定贮存器或缓冲区，从输入的代码的方式来看，输入装置与输入的方法有关，大致可分为三种方式：

⑴操纵介质输入操纵介质确实是将各指令代码的数控信息，利用一些能进行信息交换的物质载体，通常有穿孔纸带、磁带、磁盘等，相应的输入装置是光电阅读机、录音机、磁盘驱动器等。

随着运算机的普及，使用这种方式逐步减少。

⑵手工输入利用操作面板上的键盘（也有利用插口联接运算机一般键盘，如典型的华中世纪星操纵系统等），显示屏和一些修改、编辑工具键，输入操纵机床和刀具运动各个指令、代码等。

这种方式要紧有下列形式：

①手动数据输入（MDI，ManualDataInput），即通过机床面板上的键盘，将所需的数控程序指令逐句输入到系统的暂贮存器中，这种方法一样只适用于较为简短的程序，在执行后程序自动排除，不能重复使用，但有些程序中最终的指令能够利用指令的模态功能，重新用一些开关复原。

通常MDI方法，在机床开机后，在需要对刀时，第一要将主轴先运行，比如输入时无需编制程序的程序号；有时，由于程序编制的指令不能满足生产需要时，这时利用MDI输入的特点，进行简单的修改，比如在执行DNC加工，加工程序专门长，可达20～40兆字节，由于有的自动编程系统的后处理产生的数据可能冷却指令用M07，而可转位刀具的加工条件需要使用气冷方式，即要执行M08指令，中断加工来修改程序就有可能带来专门大的不便，或者白费许多时刻，这时就能够利用单节功能暂停加工，将操作功能键切换到MDI方式，只要输入M08并执行，就能够完成程序执行的修改。

手动方式的输入要紧用于临时程序输入用。

②手工输入程序到系统储备器，利用程序的编程器，利用键盘输入数控指令和位置的数据，通过一些如粘贴、剪切、拷贝、复制、插入、删除等等文件编程工具，和运算机文件编辑方法相似进行编程的修改和编辑程序，如此的方式程序相当于运算机的文件格式，因此它也必须要有程序名，通常程序名用OXXXX程序号方式，在编辑程序前应先登录一个程序号（名），在以后的加工过程随时能够多次调用。

专门要强调，FANUC系统为用户提供自动存贮功能，而有些系统则必须还要进行人工存贮，如我院的KND—200M系统的数控铣床，在程序输入完毕后，必须要按规定的键（N*，*指1，2，3等等）后，方可使数控程序存贮、编辑生效。

其他还有如通过人机对话的方式，选择不同的菜单，自动生成程序；图形交互自动编程，只需输入一些图纸，利用CAD软件自动生成；通过设定一些参数选择，配置上自动测量和数据处理，如英国雷尼绍公司的数据自动测量仿形系统等等。

在加工过程中，还能够手动操作或调整操作面板上一些开关、按钮等，如速度F、转速S的倍率开关，手动进给、快速移动的按钮等，实际上这些动作也对程序中的相关指令进行实时修改。

在那个地点，专门要提醒同学们，我国的现行中级工考证和数控大赛的要求仍按手工编制程序的加工方法为主。

③直截了当输入储备器，从自动编程机、其他运算机或网络上，将编制好的加工程序通过通信接口，用传输专用软件直截了当输入到数控系统中的储备器。

大致有两种方式，一种是输入到储备器，相当于代替了手工输入的烦琐工作，由于储备器的容量有限，一样只限于字节较少的程序输入，还能够利用那个特点，将机床重要资料等等输入到机床；另一种关于程序量专门大情形下，上述的方式明显不能满足需要，这时能够利用DNC方式，只将输入的程序输入到数控系统的缓冲区中，实行边加工边输入，那个方式目前是数控加工行业主流加工方式。

2、数控系统相当于人的大脑，对各个指令进行处理与运算，再将这些结果自动编译成机械代码。

数控系统在有的教材或资料中称之为数控装置，它要紧由硬件和软件组成，其中硬件有CPU、I/O接口、储备器等组成，软件要紧有治理软件和操纵软件，实际上它确实是一台运算机，而且是一个专门用途的运算机，数控系统的微机要紧有二种：

①专用微机：

以专用微机、专用芯片，一样差不多上专有技术，最常见的是FANUC、MITSUBISUI和SIEMENS操纵器，FANUC（中文用法那科）要紧有FANUC0系统和1X系统。

FANUC-0C数控系统常用的有0T和0M系统，0T系列要紧用于车削类机床，0M系列要紧用于镗铣削类。

FANUCOMC、FANUC18MC、FANUC15MC、FANUC0i；MITSUBISUI（三菱）要紧有MITSUBISUI；SIEMENS（西门子系统）要紧有SIEMERIK802D，810、820T/M/G，840D/T等几种。

SIEMENS“T”用于数控车削系统，“M”用于镗铣类、“G”用于磨床，“D”用于全数字操纵的数控系统。

常见的有SIEMERIK802D、SIEMERIK810和820T/M/G、SIEMERIK840D/T等。

②通用微机：

采纳通用微机和通用芯片目前中国的华中的世纪星确实是典型的PC-NC系统。

数控系统组成及流程如下图所示：

程序储备有两种存放系统程序的EPROM和存放中间数据的RAM两部分，对用户关系较为紧密的是程序的储备和缓冲区储备。

译码器的作用是将加工程序中各个指令和数据翻译成数控系统运算机能够识不和处理的格式，其中包括数据信息和操纵信息。

数据处理器要紧进行刀具和工件位置及相对位置、刀具半径补偿、刀具长度补偿和速度运算及处理。

插补运算在目前最要紧也是最常见是直线插补和圆弧插补，在FANUC系统还提供了极坐标插补等等。

数控系统位置操纵的任务确实是通过各类的包括补偿修正等的操纵元器件，进行对数控机床各坐标轴位置的操纵，从那个意义上讲，数控系统确实是一种位置操纵系统。

在数控设备中伺服系统是指机床移动部件的位置和速度作为操纵量的自动操纵系统，是将数控系统产生的脉冲操纵量，通过伺服系统的放大电路功率放大作用，将弱电转变成可执行的强电，操作机床的各个运动，也是与一般设备最大区不之一，数控系统代替了人的大脑与思维，而伺服系统相当于代替了人的手工操作的动作，在目前最常用中高档数控设备中，为了保证机床的各个运动的快速反应和定们的准确，对其运动进行必要的测量与操纵脉冲量的修正，在数控机床中专门多位置还设定了检测系统，并将检测结果反馈到操纵系统中，通过一系列的操纵治理软件，运算调整原有的操纵量，再经伺服系统共同进行操纵机床的各个运动，实现了整个数控设备的闭环伺服系统的操纵，应而数控设备的精度和速度等技术指标要紧取决于伺服系统。

因此，数控机床的分类有时经常按其伺服系统分类，要紧分成开环伺服系统、半闭环伺服系统、闭环伺服系统、混合环伺服系统四个大类。

开环伺服系统一样用于老设备改型、经济性或简易数控设备中、档次属于低档；半闭环伺服系统也只在开环伺服系统的基础上改进、差不多上用于中低档数控设备；闭环伺服系统在目前情形下应用最广泛、最常见的数控设备中，一样用于中高档数控设备；而混合环伺服系统在目前因为精度较高、成本较高和爱护调试较为困难等等缘故，差不多上用于高档的数控设备中。

闭环伺服系统的工作原理如下图所示

闭环伺服系统工作原理

比较操纵环节的作用，接收反馈信号，并将此信号与数控系统发出的操纵指令信号相比较，当比较时显现偏差，那个偏差在鉴相式伺服系统里表现为相位差，并将那个相位差功率放大，输入到并操纵伺服系统的执行元件，使其向着排除偏差的方向运动，直到趋于零。

驱动操纵单元要紧的任务是将由将前方比较操纵环节来的操纵模拟量，有时也称操纵的脉冲量，通过一系列的放大电路，转化成强电流的信号，那个信号形式是执行元件所需的可执行信号，并将这些信号由操纵中的各个治理软件输出到各个执行元件。

驱动装置是伺服系统的最重要的组成部分，也是伺服系统的执行元件，则是由前方各个强电流信号，操纵或开启相关的开关，操纵各个动力驱动，实现了可执行信号到机床的各个动作，实际上执行元件确实是将可执行的信号转化成相应的机械位移量客观存在的作用确实是把前端的已功率放大的电信号转变成所需的机械运动，那个机械运动直截了当反映在机床的刀具运动和工作台运动，由此实现了数控加工过程，因此数控加工工作的平稳性、平均性以及运行精度与执行元件紧密相关。

反馈检测系统将机床的工作台的运行的实际位置以及速度等进行检测，并将这些结果以电平信号反馈到比较操纵环节。

4、机床本体尽管像一般机床一样，也有主轴和工作台等，它是数控设备的骨胳，数控机床是机电一体化的典型代表，其结构尽管与一般机床有相似之处，除传统的一般机床改装成简易的数控机床外（只在传统的机床配备数控系统），数控机床在加工精度、表面质量、生产效率以及使用寿命等方面远优于一般设备。

传统的一般设备比较常见的咨询题有刚性不足、抗振性差、热变形在、滑动面的摩擦阻力大以及传动元件之间存在间隙等，而在数控机床里在这些方面得到专门大的改进，在结构支承部件、主轴传动系统、进给传动系统、刀具系统以及辅助功能等部件的结构都有专门的设计。

因此数控设备是周密设备，机床的精度与结构更复杂，为了保证机床的加工和运动精度，在机床的的各处安装有测量与各类开关，因此在操作与使用数控设备过程，对机床的安全性一定要专门注意。

第二章FANUC系统操作面板

操作面板要紧有：

操作机床的各个操纵开关、功能的开关、与加工有关开关、数字与字符的键盘区和机床工件状态指示灯和报警指示灯。

下面一一作些介绍：

一、操纵开关要紧有：

⑴急停开关，操纵机床的主液压马达开关，是数控的主动力马达，要紧作用是打开急停开关是开机时的一个过程，在操作过程失误或加工过程中显现专门需要紧急停止是按下此开关，切断机床的一切所有的各个开关，机床的任何移动和和主轴转动赶忙停止，机床在停止后需要重新工作和运动，必须重新打开此开关后才能进行，由于现在的操纵器CPU内存，驻留的一些命令可能是专门态或原有的缺省状态，因此在按下急停开关，机床必须要重新返回机床的机械零点，重复开机的过程，同样关于在加工程序中使用G92建立的坐标系时，需要重新加工，必须要将刀具移到指定的起刀点，重新建立工件坐标系；由于G54或G55~G59建立的坐标系将该坐标系的原点在机床机械坐标系的坐标值已输入到机床指令的位置中，即在软体开关的SET键下的坐标系菜单中，操纵器会自动重新读入，这是G54和G55~G59与G92使用过程典型的区不。

⑵主轴转动操纵开关，此开关共有三个：

正转、停止、反转，这些开关的使用，必须在机床的内存中已有主轴转动的指令后才能有效，一样情形，在机床开机后都应先将功能选择开关怀换到MDI状态，输入如M03S500等命令并运行此命令，以后上述的三个开关按下后相当于执行M03、M05、M04指令，明显在MDI状态输入并执行如S500也能够，但只有如此的命令，主轴是不运转，只是将S500的指令驻留在内存，当以后执行碰到程序中的M03等指令，才会真正执行的主轴按S500运转的工作，应引起注意的：

在运行一个程序后，需要重新使用机械式碰数棒或寻边器（既使是红外线寻边器也一样），光按下正转指令，主轴是按最后一次的S指令值执行，如此假如程序中的S指令值超过S300转时，能够确信如此的操作会对寻边器造成损坏，专门是机械式碰数棒，会将该棒中的弹簧在离心力的作用下拉长而损坏。

另外主轴的正转与数学中和指令中的旋转正方向的规定不同，主轴正转是顺时针方向，而后者是按逆时针为正。

⑶冷却开关，那个开关有的系统必须要有执行M07或M08指令后，才能起作用，有的系统设置可能无需M07和M08的执行而直截了当操纵冷却马达进行冷却液的输送，那个开关的设置方便了操作工在零件加工过程中临时开停冷却液，进行必要的辅助工件，如在加工初期，需要观看刀具的首刀切削，进刀和切削或者走刀路线的动态；在执行程序时配合使用单段开关时，检查刀具的磨损状况，工件加工尺寸的检查，关于可转换刀片的刀具进行刀片的转动或更换等等。

⑷主轴松动和抓紧开关，此开关是反复开关，即按一次是松动主轴，再按则是拉紧刀具的刀柄，以此类推。

此开关的作用在数控铣床和加工中心中用于手动换刀，它与指令无任何关联，因此在加工过程中严禁按此键，同样必须在主轴完全停止后，手握住刀具的刀柄后才能按此键。

有的操作系统换刀开关可能用其他形式，如用脚踏的方式，这种方式，往下踏脚时松开，当脚松开时，此开关在弹簧的作用下，自动复原为刀具抓紧状态。

⑸工作灯开关，那个开关与常规的开关一样，开启工作灯为了能认真观看工件的加工情形。

⑹有的系统还设置了铁屑自动卷送装置，这时要运转卷送机只需打开此开关，此开关与⑶的冷却开关和⑸工作灯开关一样是机械式开关。

以上6个开关通常是操纵机床的机械，开关直截了当与强电联接，而且这些开关的设置要紧由机床的生产厂商自行设置，与操纵器的核心相对独立，只需与操纵器匹配就可，因此这类相关的线路故障要紧是保险丝和过电爱护开关。

二、功能开关

要紧有两大类：

操作选择开关和软体功能开关。

⑴操作选择开关或者称为操作选择方式，它又分成两区，自动加工和手动方式。

上方的四个模式开关，要紧与指令有关，差不多上通过指令的输入用于操纵刀

具移动或机床其他动作，只要运行已输入的指令及程序，刀具和机床就能够自动执行。

因此这四个模式开关在有关资料上一样将这四个模式称为自动模式或AUTO方式。

而下方四个模式开关，刀具和机床执行的动作一样都还需要配合其他的一些开关，而这些开关还需要人工手动方式操作，因此这些模式通常称之为手动方式或MAN模式。

MODE的开关设置方式有按键式，如图所示；也有许多机床采纳旋钮开关，可能设置的次序也会有一定的改变。

这些开关有时用英文表示，但依照国际ISO标准的规定，专门多操纵器都采纳ISO标准的符号，因此在熟悉这些开关的同时，有必要对ISO标准规定的一些符号进行熟悉，以便更好适应今后工作。

自动加工方式要紧有EDIT、MEMORY、REMOTE、MDI方式，而手动方式要紧有MANOU、JOG、XERORETURN、TEACH四种。

先介绍自动方式开关要紧操作及其作用：

①EDIT或ISO符号中文的意义是编辑。

它是数控系统的编

辑器，其作用是用于编辑程序，将MODE切换到EDIT模式，这时能够对程序进行键盘输入、编辑、修改、贮存等等工作。

EDIT编辑器操作步骤：

ii、然后进行面板的程序输入、修改、储备等工作，由于操纵器是由微机组成，微机的修改文件功能在编辑器中同样有效，如查找、替代、块复制、块剪切，为了方便输入程序，还能够用更换或叫变更ALTER，有INSERT插入，有光标往前删除字符和当前光标字符删除。

在FANUC系统中，用EOB键表示每段程序段的“；”，当按下EOB后，编辑器自动换行同时自动编制下一段程序段号。

在每段程序输入时，指令与指令间无需输入空格，FANUC它能自动识不指令并将它们分开。

初学者在输入程序是时比较容易显现可能少输入或多输入某个字符，比如需要输入G01X50Y100；犯错时可能输成G0150Y100；或G01XX50Y100；等方式，这时编辑器或在执行加工时确信会显现报警。

通常在数控铣床加工时，程序输入的格式大体是：

O1234；

N0001G00G54G40G90（G17G21）X0Y0Z50；

N0005M03；

N0010M08；（提醒一下，有的机床如台湾的数控机床差不多上Ｍ０７是油冷或冷却液冷却，而Ｍ０８为气冷）

N0015∷∷

∷∷

∷∷

N0090G00Z50；

N0095X0Y0；

N0100（M09；）

N0105（M05；）

N0110M30；

Z50必须要有，是加工过程的安全平面，只有在安全平面上才能使用G00指令，否则建议使用G01，这是养成操作中的良好适应。

例中括号的程序段能够省略。

在输入程序或编辑程序中，还能够用←↑↓→四个键进行移动光标，还可用双箭头上、下翻页检查及修改，由于FANUC系统设置的键有专门高的灵敏性，当手按住某个键不放时，就能够连续移动光标，不象有的机床如我院的KND—200M系统的数控铣床，按键的作用必须是按一次、放一次才能使键起作用。

程序编制按上述编写的格式，认为加工程序的主程序，有时为了简化程序，编制还有子程序。

子程序的形式与主程序有所不同它差不多格式为：

O8765；

N0010xxxxxxxx

N0015∷∷

∷∷

∷∷

N0050M99；

它能够没有坐标系指令、能够不区分编程方法（绝对值编程或相对值也称增量值编程、没有主轴转速、不必再输入冷却指令，实际上这些指令差不多上模态指令，它们的格式输入在主程序中已表达，因此在子程序中就能够不必再输入；它的文件结尾是用M99，用于返回主程序，区不于主程序的格式；最后讲明一下，子程序还能够调用其他的子程序。

子程序的编写还有差不多的要求，在我院的数控系统子程序编写差不多上与主程序分开，而在华中世纪星的数控系统则要求子程序必须接在主程序后面。

iii、FANUC系统将输入的程序自动储备在储备器中，大多的操纵系统也有如此的功能，当程序输入完毕，数控系统就自动将所输入的程序自动储存，即使在停电的偶然缘故，系统也储存已输入的程序，但有的系统还必须在输入程序后手动储备程序，能够明白假如停电或有些误操作，都存在可能输入程序或数据丢失，造成工作中的不必要缺失。

②MEM或ISO符号MEM是英文MEMORY的缩写，中文的意义代

表经历，MEM（ory）的作用利用已储备在储备器中的程序进行执行加工。

执行按储备器中的程序进行加工具体步骤：

i、先将所需的程序调入屏幕界面，调用程序的方法，能够在EDIT模式或MEM模式，将所需的程序名输入到屏幕上，如O2345并再按下↓，系统就会自动将该程序调入；

iii、进行程序调试工作，由于数控加工是自动执行所编制的程序，加工的正确与否，直截了当阻碍加工的工件的正确性。

错误的程序除了程序本身包括一些逻辑咨询题时，机床会自动报警而停止执行外，错误的程序导致的加工结果要紧一是加工工件结果错误；二是严峻的错误导致撞刀，使刀具或工件损坏。

调试程序的具体方法，详见差不多功能培训内容中。

储备器的程序要紧有几种，从程序输入的内容看，要紧有二种，a）用户自己输入的加工程序，依照需要用户自行编制程序；b）机床本身带一些标准程序，那个程序一样称为拷机程序，它一样包括各个指令和为调试机床功能验收用标准动作。

从程序的层次来看，要紧也有两种：

a）加工程序主程序；b）主程序需要调用的子程序。

iv、进行调试正确后的程序加工，调出所要加工的工件，只要按下循环启动

键（CYCLESTART），机床就会自动按照预定好的路线进行加工。

为了安全启

见，建议初学者在按下循环启动键前，先将G00倍率开关设为F00，G01的倍率开关设

为0，将单节开关键（SINGLEBLOCK）也按下，执行的动作差不多上同DNC自动加工模式。

③REMOTE或ISO符号REMOTE或TAPE，也称自动加工中文意义为

从外部运算机进行DNC转输进行加工。

先将机床端处于READ读状态，而将面板上SINGLEBLOCK单节开关打开，GOO的操纵速率置于F00，操纵加工切削速度倍率开关也置于0，循环启动键也按下，最后将运算机端的程序进行发送。

具体的一些方法详见以后的DNC加工方式。

④MDI或ISO符号MDI是英文ManualDataInput缩写，它中文意义为

手动数据输入。

它的作用能够修改NCParameter、PCParameter及执行单一指令，MDI编制的程序是暂存经历器。

a、NC参数设定

按软体键的——“SERVICE”——连续按可得下列界面：

PARMETER（SERVICE）参数设定

PITCHERRORDATA（节距补偿资料）

DAGNOSIS（DI/BMI）（自我诊断）

SYSTEMCONFIGURATION（系统配置）

CONTENTOFMEMORY（储备器内容）

界面显示后，输入欲设定的资料编号按“INP—NO．”则该编号的参数即显示出来—输入所要设定的值—按“INPUT”软体键即完成设定工作。

多个参数的编号可用如（10；15），则显示10和15参数值。

b、PMC参数的设定

按NC/PC切换软体键显现PMC参数界面

TIME时刻

COUNTER工作计时数

DATAPMC数据

FANUCT系统参数共有8000多个参数，分成33个大类：

⑴比较常用或者与用户相关的参数有：

计时器、坐标系、切削进给率、I/O界面、行程极限、加减速操纵、单向定位、刀具补偿、图形、啄式钻孔、固定循环、刀具自动测量以及刀具寿命治理等。

⑵与机床精度有关的有：

节距误差补偿、斜度补正、垂直度补正等

专门要提醒同学，不要随意更换参数，否则可能造成机床原有参数的丢失，造成机床损害。

c、MDI还用于输入单一程序，该程序与处于编辑状态的程序不同，前者是临时程序，执行后不在储存该程序；而后者是自动储存在储备器中。

因此在加工过程中，有时需要临时修改某些程序的指令，比如由于编程人员可能对钢材的加工性能尚不能完全了解时，设定的主轴转速不专门理想，这是操作人员应会调整，第一调整主轴转速的倍率（50%～120%）当调整范畴不够时，能够将循环单节开关打开，当程序执行本段完毕，机床处于暂停状态，这时将功能选择开关怀换到MDI状态，再输入如MO3S300再用循环启动开关执行，然后重新切换到自动加工模式，进行后续的加工工作。

现在介绍手动MAN模式，即操作功能选择开关的下面四个键：

①HANDLE或ISO符号HANDLE中文意义为手轮，按下此键后，讲明

②JOG或ISO符号JOG中文意义为寸动或寸进，或称增量方式，在按下

此键后，再配合X+，X—、Y+，Y—和Z+，Z—键选择欲移动的轴和移动的方向，再配合JOGFEEDRATE倍率开关进行移动速度的调整，那个倍率开关一样范畴0~120%，有的设置为0~240%。

③REF．RETURN或ISO符号REF．RETURN中文意思是机械原点返回，它的作用在按下此键后，再配合X+，X—、Y+，Y—和Z+，Z—键选择欲移动的轴，能够不必考虑方向的选择，刀具自动回到机械原点，机械原点的功能在数控设备中是专门重要的功能，它是机床操作系统的初始化过程，在开机时必须要通过这一步骤；在使用过程中能够确认某一指令的生效，如在以后讲到使用面板上的镜向开关设定中，尽管可能设定的值差不多改为0，即取消了镜向指令，但由于镜向指令为模态指令，但仍起作用，这时必须要进行原点的回来，又比如在程序调试，通常要对机床主轴及机床锁定，这时由于运算器产生的数据差不多与机床的实际位置坐标不符，假如直截了当进行程序的执行加工，势必造成数据的错误或差异，因此在调试程序的模拟加工后也必须进行机械原点回来；在加工过程中由于误操作或错误，机床显现了报警，这就意味着系统的内存可能驻留一些错误的信息，那么直截了当进行以后的加工和操作，可能就存在错误的隐患，因此建议机床报警后以回一次机械零点为好。

④TEA