FANUC数控车基本操作.docx
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FANUC数控车基本操作
FANUC系统操作面板-手动车削
【一】任务引入：
FANUC0i-TC数控操作面板见图3-2—1所示，它由CRT/MDI操作面板和用户操作面板两大部分组成。
A—数控系统操作面板B—机床操作小面板
C—机床操作触摸面板
图3-2—1数控操作面板
【二】任务分析
CRT/MDI操作面板由CRT显示部分和MDI键盘构成，见图1-3—1A部分，由FANUC系统厂家生产，在FANUC系列中面板操作基本相同。
至于用户操作面板来说，由于生产厂家的不同，按键和旋钮的设置上有所不同。
但功能应用大同小异，针对不同厂家的数控机床操作时要灵活掌握。
【三】相关知识
一、CRT显示器及软键区
CRT显示器是人机对话的窗口。
见图3-2—1，可显示车床的各种参数和状态。
如显示车床参考点坐标、刀具起点坐标、输入数控系统的指令数据、刀具补偿量的数值、报警信号、自诊断结果等。
在CRT显示器的下方有软键操作区，共有7个软键，用于各种CRT画面的选择。
二、MDI键盘的布局及其各键功能
1．MDI键盘的布局几各键名称表5:
表5MDI键盘功能说明
序号
名称
说明
1
复位键
按此键可使CNC复位,用以清除报警等
2
帮助键
按此键用来显示如何操作机床,如MOl键的操作,可在CNC发生报警时提供报警的详细信息（帮助功能）
3
软键
根据其使用场合,软键有各种功能。
软键功能显示在CRT屏幕的底部
4
地址和数字键
按这些键可输入字母、数字以及其他字符
5
换挡键
在有些键的顶部有两个字符,按（SHIFT）键来选择字符。
当一特殊字符E在屏幕上显示时,表示键面右下角的字符可以输入
6
输入键
当按了地址键或数字键后,数据被输入到缓冲器,并在CRT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。
这个键相当于软键的"INPUT"键,按此两键的结果是一样的
7
取消键
按此键可删除己输入缓冲器的最后一个字符或符号
当显示键入缓冲器数据为2
>NOO
键,则字符Z被取消,并显示g
>NOOIXIOO
8
程序编辑键
当编辑程序时按这些键
替换
插入
删除
9
功能键
'"
按这些键用于切换各种功能显示画面
10
光标移动键
这是四个不同的光标移动键
:
这个键是用于将光标朝右或前进方向移动。
在前
进方向光标按一段短的单位移动
:
这个键是用于将光标朝左或倒退方向移动。
在倒
退方向光标按一段短的单位移动
这个键是用于将光标朝下或前进方协动。
在前进
方向光标按一段大尺寸单位移动
这个键是用于将光标朝上或倒退方向移动。
在倒
退方向光标按一段大尺寸单位移动
11
翻页键
这两个翻页键的说明如下：
这个键是用于在屏幕上超前翻页
这个键是用于在屏幕上超前翻页
【四】任务实施
一、程序的输入、检索、检查及修改
1．程序的输入
将编制好的加工程序输入到数控系统中去，以实现数控车床对工件的自动加工。
程序输入方法有两种。
一种方法是通过MDI键盘自动输入，另一种方法是通过网络讯接口输入。
使用MDI键盘输入程序的操作方法为:
（1）用钥匙打开程序保护开关；
（2）选择编辑（EDIT）方式，按键灯亮；
（3）按程序键（PROG），用MDI键盘上的地址/数字键，输入程序号。
O××××
按插入健INSERT），程序名被输入；
（4）按结束键（EOB），再按插入键（INSERT），则程序结束符号“；”被输入；
（5）用MDI方法依次输入各程序段，每输入一个程序段，按结束键（EOB），再（INSERT），直到完成全部程序段的输入。
2．程序的检索
（1）单个程序的检索
1）设置方式为编辑（EDIT）或自动（AUTO），相应的按键灯亮。
2）按程序键（PROG）。
3）用MDT键盘上地址/数字键，输入程序号地址O。
4）用MDI键盘上地址/数字键，输入程序号数字xxxx。
5）按光标移动键（CURSOR↓）后，CRT屏幕上显示存储器中被检索的程序，同时光标在该程序名下闪烁。
（2）所有程序的检索
1）设置方式为编辑（EDIT）或自动（AUTO），相应的按键灯亮。
2）按程序键（PROG）。
3）用MDI键盘上地址/数字键，输入程序号地址。
。
4）按光标移动键（CURSOR↓）后，CRT屏幕上显示存储器中的第一个程序，同时光标在该程序名下闪烁。
5）连续重复操作③～④步骤，被存储的程序会按存储顺序一个一个地被显示，被存储的程序全部显示后，返回第一个程序显示。
3.程序的检查
对于己输入到存储器中的程序必须进行检查，并对检查中发现的程序指令、坐标值等错误进行修改，待加工程序完全正确，才能进行实际加工操作。
4.程序模拟：
（仿真）
1）、程序复位2）、自动方式
3）、选择
（图形）
4）、点击前视图
5）、按循环启动键
显示：
刀迹：
红——快速移动绿——直线插补
机床：
虚线GOO实线：
工件加工
二、机床直接用刀具试切对刀
1.用外圆车刀先试车一外圆，测量外圆直径后，在offset界面的形状补偿，输入测量的X值，按“测量”键，完成X轴的对刀。
2.用外圆车刀先试车一外圆端面，在offset界面的形状补偿，输入测量的Z值，按“测量”键，完成Z轴的对刀。
（仿真）刀具试切对刀
1、手动车一阶台，停转。
2、测量ΦD、L、尺寸
3、按
2次（形状）4、打入“Z-L”→[测量]“XD”→[测量]
或：
（三）、1、手动车一阶台、停转。
2、测量ΦDL、尺寸
3、按[形状]补偿4、打入“Z0”→测量。
“X0”→测量
5、按
2次→[坐标系]→移动光标至G54。
6、打入“X-D”，“Z+L”
三、刀具补偿值的输入和修改
为保证加工精度和编程方便，在工过程中必须进行刀具位置补偿。
每一把刀具的补偿量需要在车床运行加工前输入到数控系统中,以便在程序的运行中自动进行补偿。
四、数控车床的自动运行操作
1.车床的储存器运行操作
数控车床的储存器运行,是指工件的加工程序和刀具的补偿值已预先输入到数控系统的储存器中,经检查无误后,进行车床的自动运行。
其操作方法如下:
1）设置进给倍率波段旋钮到适当位置,一般置100%；
（2）选择自动（AUTO）方式；
（3）用MDI键盘上的地址/数字键,输入运行程序的程序名,按光标移动键（CURSUR↓）；
（4）按循环启动键（CYCLESTART），按键灯亮,车床开始自动运行。
五、手动车削阶台轴。
图3-1阶台轴
【五】任务评价
本节课通过对操作面板的介绍，对学生下一步实际操作机床打下了基础。
以组为单位，具体讲解简单轴类零件的编程及加工。
借助机床为学生演示机床主要功能键的作用。
简单轴类零件编程及加工
G90单一循环车削阶台轴
【一】任务引入
用G90车削阶台，编写加工工艺。
【二】任务分析
G90车削阶台:
图3-2阶台轴
（二）
【三】相关知识
分析：
加工轴类零件时，一般毛坯余量大，刀具常要反复地执行相同的动作，分多层车削将毛坯余量去才能达到工件尺寸。
编写程序时就要写入很长的程序段。
利用单一固定循环可以将一系列连续的动作，用一个循环指令完成，从而使程序简化。
一、简述G90指令的走刀轨迹：
G90称单一形状固定循环指令，利用单一固定循环可以将一系列连续的动作，如“切入—切削—退刀—返回”，用一个循环指令完成，刀具从循环起点开始按矩形1R—2F—3F—4R循环，最后又回到循环起点。
图中R表示快速移动，F表示进给速度。
循环起点的X值一般要大于或等于G90段中切削终点的X值。
二、指令格式：
G00XZ；（循环起点）
G90X（U）Z（W）F；
其中：
X、Z：
切削终点坐标。
F：
切削时的进给量
【四】任务实施：
一、确定工件的装夹方案：
同于前面轴类加工
二、确定加工路线：
用G90粗车阶台轴。
程序如下：
三、注意事项：
1.循环起点的X值一般要大于或等于G90段中切削终点的X值；
2.内孔切削循环时X值应小于或等于G90段中切削终点的X值；
3.G90的第一个动作为快速移动，故Z值应大于零。
【五】任务评价
本章学习使学生对各主要功能有了进一步的掌握，掌握对刀的方法，提高自身的简单轴类零件加工能力。
任务四：
G71（G70）指令加工锥轴（一、二）
【一】任务引入：
用G71（G70）车削圆锥，并且编写加工工艺。
【二】任务分析
G71（G70）车削圆锥:
图3-3锥轴
【三】相关知识
加工大锥轴类零件时，一般毛坯余量大，刀具常要反复地执行相同的动作，分多层车削将毛坯余量去才能达到工件尺寸。
用G71循环指令完成，从而使程序简化。
FANUC系统粗车复合循环指令
⑴粗车复合循环指令G71：
G71指令在使用时只需在程序中指定精加工路线，给出粗加工每次吃刀量指令会自动重复切削，配合G70精加工循环，直至完成零件的加工，相对于GO1和G00，G71指令使得编程变得简便，程序内容也大为缩短。
适于车削圆棒料毛坯的零件。
指令格式：
G71U（△d）R（e）；
G71P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）F（f）S（s）T（t）；
说明:
△d—为X向每次切削深度（半径值）；
e—为退刀量；
ns—精加工形状程序的第一个段号；
nf—精加工形状程序的最后一个段号（终点为B点的程序段）；
△U—为X方向上的精加工余量（直径值）；
△W—为Z方向上的精加工余量；
f，s，t，包含在ns到nf程序段中的任何F，S或T功能在循环中被忽略，而在G71程序段中的F，S或T功能有效。
G71指令段中的参数见图3—4—1。
数控装置首先根据用户编写的精车加工路线和每次切削深度，在预留出X和Z向精加工余量后，计算出粗加工的刀数和每刀的路线坐标值，刀具按层以加工外圆柱面的形式将余量切除，然后形成与精加工轮廓偏相似的轮廓。
粗加工结束后，可使用G70指令完成精加工。
图3—4—1G71指令线路及参数示意
如在上图中用程序决定A至B的精加工形状，用△d（分层切削深度）车掉指定的区域，留精加工预留量△u/2及△w。
。
刀具起始在点A，此指令可实现背吃刀量为△d，精加工余量为△u/2和△w的粗加工循环。
其中△d为背吃刀量（半径值），该量无正负号，刀具的切削方向取决于儿AA'方向；e为退刀量，可由参数设定；ns指定精加工路线的第一个程序段的顺序号；nf指定精加工路线的最后一个程序段的顺序号。
【四】任务实施：
一、图样分析
此零件图1-4为典型轴类零件。
二、确定工件的装夹方案
粗、精加工装夹时，根据该零件有端面跳动度和同轴度形位精度要求，此零件可采用三爪装夹方式进行加工。
三、切削用量选择（在实际操作当中可通过进给倍率开关进行调整）。
（1）粗加工切削用量选择:
切削深度ap=2～3mm（单边）；主轴转速n=600～800r/min；进给量f=0.1～0.2mm/r。
（2）精加工切削用量选择:
切削深度ap=0.3～0.5mm（双边）；主轴转速n=800～1200r/min；进给量f=O.05～0.07mm/r。
四、确定加工路线
【五】任务评价
结束本节课的内容，总结出现的问题和同学们集中的错误。
圆弧面的编程及加工
G71（G70）指令加工圆弧轴
【一】任务引入：
圆弧加工是车削加工中最常见的加工之一，图3-4所示便是其中较有代表性的零件。
图3-4圆弧轴
【二】任务分析
本单元介绍圆弧加工的特点、工艺的确定、指令的应用、程序的编制、加工误差分析等内容。
锥面与圆弧加工是车削加工中最常见的加工之一。
【三】相关知识
介绍锥面和圆弧加工的特点、工艺的确定、指令的应用、程序的编制、加工误差分析等内容。
一、指令G02----------顺时针圆弧插补（凹圆加工）
G03----------逆时针圆弧插补（凸圆加工）
指令格式：
G02（G03）X----Z----R----F-----；
其中：
X、Z-----圆弧车削终点坐标
R-----圆弧半径F------进给量
二、圆弧的车削方法：
1.同心圆法：
（增减半径法）
切削层均匀，走刀平稳，尺寸计算方便，空刀过多。
2.趋近法：
（描轮廓法）
切削平稳，尺寸计算方便，空刀时间过多。
3.车锥法：
大余量用车锥法去掉，后车圆弧。
但最后一刀的切削层余量不均匀，因此可使用车锥法与趋近法结合，效果更佳。
半径较小的圆弧，用车锥法切去的余量按45°角插补时，a=b≤R/2，以防过切。
【四】任务实施:
一、图样分析
零件如图，该零件为45#圆钢无热处理要求，毛坯直径φ45mm，粗精加工外圆和台阶表面、锥体和圆弧角,左端倒角并切断。
根据零件外形分析,此零件需外圆刀和切断刀。
二、确定工件的装夹方案
轴类零件定位基准的选择只能是被加工件的外圆表面或零件端面的中心孔。
此零件以毛坯外圆面为粗基准,采用三爪自定心卡盘夹紧,一次加工完成。
工件伸出一定长度便于切断操作加工。
三、确定加工路线
该台阶轴零件毛坯为棒料,毛坯余量较大（最大处52-18=34mm）,需多次进刀加工。
首先进行粗加工,留半精余量1～1.5mm,但外形面有锥体和圆弧,粗车完成后会留下不规则的毛坯余量,需进行半精车加工，以保证精车精度。
半精车加工，在精车路线加0.5mm余量基础上进行自右向左进行半精加工。
精车加工,切除O.5余量,达到零件设计尺寸精度要求。
四、编写加工程序
五、操作注意事项
为了保证加工基准的一致性，在多把刀具对刀时，可以先用一把刀具加工出一个基准，其它各把刀具依次为基准进行对刀。
【五】任务评价
本章学习使学生对GO2,G03编程有了进一步的掌握，初步理解刀尖圆弧半径的补偿。
任务二：
G71（G70）指令综合加工
【一】任务引入：
零件如图3—5所示，毛坯材料Φ45mm×150mm，要求按图样单件加工。
图3—5圆弧、圆锥零件加工
【二】任务分析
该零件为典型轴类零件，本单元介绍复合形状固定循环指令的应用、程序的编制、加工方法等内容。
【三】相关知识
一、填写加工刀具卡和工艺卡
表3-4-1工件刀具工艺卡
零件图号
3-5
数控车床加工工艺卡
机床型号
CAK6150
零件名称
螺柱件
机床编号
CAK085si
刀具表
量具表
刀具号
刀补号
刀具名称
刀具参数
量具名称
规格
T01
01
93o外圆粗、精车刀
D型刀片R=0.4
游标卡尺
千分尺
0～150/0.02
25～50/0.01
工序
工艺内容
切削用量
加工
性质
S/（r/min）
F/（mm/r）
αp/mm
1
粗车外形
600～800
0.2
2
自动
2
精车外形
1200
0.1
0.5～1
自动
二、编写加工程序
【四】任务实施:
一、图样分析
零件如图，该零件为45#圆钢无热处理要求，毛坯直径φ45mm，粗精加工外圆和台阶表面、锥体和圆弧角,左端倒角并切断。
根据零件外形分析,此零件需外圆刀和切断刀。
二、确定工件的装夹方案
轴类零件定位基准的选择只能是被加工件的外圆表面或零件端面的中心孔。
此零件以毛坯外圆面为粗基准,采用三爪自定心卡盘夹紧,一次加工完成。
工件伸出一定长度便于切断操作加工。
三、确定加工路线
该台阶轴零件毛坯为棒料,毛坯余量较大（最大处52-18=34mm）,需多次进刀加工。
首先进行粗加工,留半精余量1～1.5mm,但外形面有锥体和圆弧,粗车完成后会留下不规则的毛坯余量,需进行半精车加工，以保证精车精度。
半精车加工，在精车路线加0.5mm余量基础上进行自右向左进行半精加工。
精车加工,切除O.5余量,达到零件设计尺寸精度要求。
四、编写加工程序
五、操作注意事项
为了保证加工基准的一致性，在多把刀具对刀时，可以先用一把刀具加工出一个基准，其它各把刀具依次为基准进行对刀。
切槽、切断的编程及加工
【一】任务引入：
能够对外沟槽零件进行数控车削工艺分析，应用切槽加工指令进行切槽及切断的编程及加工。
【二】任务分析
在数控车削加工中，经常会遇到各种带有槽的零件，如图3—6所示：
图3—6切槽零件
（一）
【三】相关知识
本单元介绍切槽（切断）加工的特点、工艺的确定、指令的应用、程序的编制、加工误差分析等内容。
一、工件的装夹方案
根据槽的宽度等条件,在切槽时经常采用直接成型法,就是说槽的宽度就是切槽刀刃的宽度,也就等于背吃刀量αp。
二、刀具的选择与切槽的方法
1.切槽刀的选择
常选用高速钢切槽刀和机夹可转位切槽刀。
切槽刀的几何形状和角度如图2—4—2所示。
切槽刀的选择主要注意两个方面:
一是切槽刀的宽度
要适宜:
二是切削刃长度L要大于槽深。
图2—3—3所示为机夹可转位内、外切槽刀。
图2—4—2切槽刀
2．切槽的方法
（1）对于宽度、深度值不大,且精度要求不高的槽,可采用与槽等宽的刀具直接切入一次成型的方法加工,如图2—3—4所示。
刀具切入到槽底后可利用延时指令使刀具短暂停留,以修整槽底圆度,退出过程中可采用工进速度。
图2—4—3位切槽刀
（2）对于宽度值不大,但深度值较大的深槽零件,为了避免切槽过程中由于排屑不畅,使刀具前部压力过大出现扎刀和折断刀具的现象,应采用分次进刀的方式,刀具在切入工件一定深度后,停止进刀并回退一段距离,达到断屑和排屑的目的,如图图2—4—5所示。
同时注意尽量选择强度较高的刀具。
（3）宽槽的切削通常把大于一个切刀宽度的槽称为宽槽,宽槽的宽度、深度等精度要求及表面质量要求相对较高。
在切削宽槽时常采用排刀的方式进行粗切,然后用精切槽刀沿槽的一侧切至槽底,精加工槽底至槽的另一侧,再沿侧面退出,切削方式如图2—4—6所示。
（4）异型槽的加工对于异型槽的加工,大多采用先切直槽然后修整轮廓的方法进行。
图2—4—4简单槽类零件加工方式图2—4—5深槽零件加工方式
图2—4—6宽槽的切削加工方式示意图
三、切削用量与切削液的选择
背吃刀量、进给量和切削速度是切削用量三要素,在切槽过程中,背吃刀量受到切刀宽度的影响,其大小的调节范围较小。
要增加切削稳定性,提高切削效率,就要选择合适的切削速度和进给速度。
在普通车床上进行切槽加工,切削速度和进给速度相对外圆切削要选取得较低,一般取外圆切削的30%～70%。
数控车床的各项性主指标要远高于普通车床,在切削用量的选取上可样可以选择相对较高的速度,切削速度可以选择外圆切削的60%～80%,进给速度选取0.05～0.3mm/r。
四、切槽（切断）编程指令
对于一般的单一切直槽或切断,可采用G0l指令即可,对于宽槽或多槽加工可采用子程序及复合循环指令进行编程加工。
1.G0l切槽
编程举例:
如图2—4—7所示,切削直槽,槽宽5mm并完成两个0.5mm宽的倒角。
切槽刀宽为4mm。
图2—4—7G01指令切槽
编程路线及过程:
工件原点设在右端面,切槽刀对刀点为左刀位,因切槽刀宽小于槽宽,且需用切槽刀切倒角,故加工此槽需三刀完成。
加工路线如图2—3—8所示。
图2—4—8G01切槽步骤示意
2.暂停指令G04
使刀具在指令规定的时间内停止移动的功能称为暂停功能。
本指令最主要的功用在于,切槽或钻孔时能将切屑及时切断,以利于继续切削；或是在横向车槽加工凹槽底部时,以此功能来使刀具进给暂停,保证凹槽底部平整。
指令格式:
G04X_或G04U_或G04P_
最大指令时间为9999.999秒,最小为16ms。
如要暂停2.0s可以用G04指令指定:
G04X2.0或G04U2.0或G04P2000。
但要注意的是,使用P不能有小数点,最末一位数的单位是ms；G04功能是非模态指令,只有在单独程序段中指令才起作用。
【四】任务实施：
零件如图3-6，该零件为45#圆钢无热处理要求，毛坯直径φ45mm，粗精加工外圆表面、切宽槽,左端切断。
根据零件外形分析,此零件需外圆刀和5mm切槽刀。
【五】任务评价
本章学习使学生对切槽与切断编程有了进一步的掌握。
用G75指令切槽
【一】任务引入：
能够对外沟槽零件进行数控车削工艺分析，应用切槽加工指令进行切槽及切断的编程及加工。
【二】任务分析
在数控车削加工中，经常会遇到各种带有槽的零件，如图3—7所示：
图3—7切槽零件
（二）
【三】相关知识
本单元介绍切槽（切断）加工的特点、工艺的确定、指令的应用、程序的编制、加工误差分析等内容。
用G75外径切槽复合循环（FANUC系统与华中系统相同）
外径切槽复合循环功能适合于在外圆柱面上切削沟槽或切断加工。
断续分层切入时便于处理深沟槽的断屑和散热。
也可用于内沟槽加工，当循环起点X坐标值小于G75指令中的X向终点坐值时，自动为内沟槽加工方式。
⑴FANUC系统指令格式:
G75R（e）；
G75X（U）Z（W）P（△i）Q（△k）R（△d）F（
）；
说明:
1）R（e）:
e为每次沿X方向切削后的退刀量；
2）X（U）Z（W）:
X，Z方向槽总宽和槽深的绝对坐标值。
U，W为增量坐标值；
3）P（△i）:
△i为X方向的每次切人深度，单位微米（直径）；
4）Q（△k）:
△k为Z方向的每次Z向移动问距，单位微米；
5）R（△d）:
△d切削到终点时Z方向的退刀量，通常不指定，省略X（U）和△i时，则视为0；
6）F（
）:
进给速度。
⑵华中系统指令格式:
G75X（U）R（e）Q（△k）F（f）
说明:
1）X（U）:
绝对值编程时，为槽底终点在工件坐标系下的坐标；
增量值编程时，为槽底终点相对于循环起点的有向距离。
2）R（e）:
切槽每进一刀的退刀量，只能为正值；
3）Q（△k）:
每次切人深度，只能为正值；
4）F（f）:
进给速度。
【四】任务实施：
零件如图3-7，该零件毛坯直径φ45mm，粗精加工外圆表面、切宽槽,左端切断。
根据零件外形分析,此零件需外圆刀和5mm切槽刀。
【五】任务评价
本章学习使学生对切槽与切断编程有了进一步的掌握。
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