加工中心程序编制(FANUC系统).pdfVIP

加 工 中 心 程 序 编 制加 工 中 心 程 序 编 制 （FANUC 系统） 系统） 目录目录 第一章、概述3 1.编程方法3 （1）手工编程3 （2）自动编程3 2.何谓编程3 3.程序的构成4 （1）程序段4 （2）程序4 （3）子程序（M98 M99）5 第二章、有关程序的操作7 1.创建程序7 2.检索程序7 3.删除程序7 4.修改程序7 第三章、编制数控加工程序的基础11 1.坐标轴11 2参考点11 3坐标系11 第四章、M、S、F、T 常用指令14 1辅助功能（M 功能）14 2. M 功能代码一览表15 3.主轴速度功能（S 功能）16 4.进给功能16 5.刀具功能（T 指令）16 第五章、 常用 G 指令18 1. 模态、非模态概念18 1 2.G 指令一览表：18 3.平面选择（G17 G18 G19）18 4.坐标值尺寸21 5.插补功能22 6.刀具补偿功能25 （1）刀具长度偏置： （G43、G44、G49）25 （2）刀具半补偿指令（G40 G41 G42）267.每 分、每转进给（G94、G95）27 （1）每分进给 G9427 （2）每转进给 G9528 8.固定循环功能28 （1）固定循环返回点（G98 G99）29 （2）取消固定循环（G80）30 （3）钻孔循环，钻中心孔循环（G81）30 （4）精镗循环（G76）31 （5）镗孔循环（G86）32 （6）攻丝循环（G84）33 9.其他G指令34 （1）自动返回参考点（G28）34 （2）停刀指令（G04）34 第六章 程序举例35 第七章 R232 接口设定方法39 2 加 工 中 心 程 序 的 编 制加 工 中 心 程 序 的 编 制 第一章、概述第一章、概述 1.编程方法。编程方法。 编程方法分为手工编程和自动编程 （1）手工编程：整个编程过程由人工完成。 （熟悉数控代码功能、编程规则，具备 机械加工工艺知识和数值计算能力） 适用：a，几何形状不太复杂的零件 b，三坐标联动以下加工程序 （2）自动编程：编程人员根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定， 将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，编程系统将能根据数控系统 的类型输出数控加工程序。 适用：a,形状复杂的零件， b,虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件） c,虽不复杂但计算工作量大的零件（如非圆曲线轮廓的计算） ?比较 ?用手工编程时， 一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比， 平均约为 30： 1。 ?数控机床不能开动的原因中， 有 2030%是由于加工程序不能及时编制出造成的 ?编程自动化是当今的趋势！但手工编程的重要地位也不能取代，手工编程是学 习自动编程基础！ 2.何谓编程：何谓编程： 在 CNC 加工机床上加工零件时，要把走刀路线及其他加工条件编入程序，这 个程序称为零件程序。 下图表示从零件图纸到 NC 执行加工程序的过程： 3 零件图纸 加工计划 零件编程 NC 执行加工程序 （1） 确定 CNC 加工范围及选择使用的 CNC 机床 （2） 确定工件毛坯在机床上的安装方法及选择必要的刀具和夹具 （3） 切削顺序（工序类型，刀具起点，粗切削和精切削的切削深度和走 刀路线） （4） 切削条件（包括主轴的转速，进给速度，是否需要冷却液等） 3.程序的构成：程序的构成： （1）程序段： 数 控 编 程 就 是 （2）程序： 4 （3）子程序（M98 M99） 程序分为主程序和子程序。通常情况下，NC 按主程序的指令移动，当主程 序上有“转子程序”的指令时，NC 按子程序移动。 如果程序包含固定的顺序或多次重复的模式加工程序的话， 这样的顺序或模 式加工就可以编成子程序， 将其存储在存储器里以简化编程， 使用时由主程序调 用。 被调用的子程序可以调用另一个子程序。 5 说明：说明： 当主程序调用子程序时，它被认为是一级子程序。子程序可以嵌套 4 级， 如下图所示： 说明：说明：如果在主程序中使用 M99，则控制返回到主程序的开头。例如：把 M99 放 在主程序的适当位置，当程序执行 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程序。 把零件的外形尺寸、加工工艺过程、工艺参数、刀具参数等信息，按照数控系统专用的 编程指令编辑成机床能够识别的加工程序。下面以 FANUC 系统为例，主要针对加工中 心部分加以简述。 6 第二章、有关程序的操作第二章、有关程序的操作 1.创建程序。创建程序。 步骤： （1）将面板上的方式按钮转换到 EDIT 上。 （2）按下键。 （3）按地址键，输入程序号。 （4）按下键。 （5）开始输入程序。 2.检索程序。检索程序。 步骤： （1）将面板上的方式按钮转换到 EDIT 上。 （2）按下键，显示程序。 （3）按地址键，输入要检索的程序号。 （4）按下键，或按软键O 检索。 （5）检索结束后，程序会出现在屏幕上。如果没有找到该 程序，就 会出现 P/S 报警。 3.删除程序。删除程序。 步骤： （1）将面板上的方式按钮转换到 EDIT 上。 （2）按下键显示程序。 （3）按地址键，输入要删除的程序号。 （4）按下键 输入的程序号的程序将被删除。 4.修改程序。修改程序。 7 （1）插入一个字。 （如图示例） 步骤：按 2 步骤找到想要修改的程序。 将光标移动到要插入字的前一个地址字。 键入数据，按下键。 （如图示例插入 T15） 光标移动到 Z1250.0 键入 T15，按下键 替换一个字。 （如图示例） 步骤：将光标移动到要修改的地址字上 输入想要修改成的字 按下键，选中的字将被替换。 （如图示例将 T15 改为 M15） 8 光标移动到 T15 键入 M15，按下键，T15 替换为 M15。 删除一个字。 步骤：将光标移动到要删除的地址字上 按下键，选中的字将被删除。 删除指定范围内的多个程序 步骤：选择 EDIT 方式 按下键，显示程序画面 按以下格式输入将要删除的程序号范围： OXXXX，OYYYY 9 其中，XXXX 代表将要删除的程序起始程序号，YYYY 代表将要删除 的程序终了程序号。 按下键，将删除从 OXXXX 到 OYYYY 之间的所有程序。 10 第三章、编制数控加工程序的基础第三章、编制数控加工程序的基础 1.坐标轴坐标轴 以右手直角坐标系为标准 坐标系，X、Y、Z 为基本坐标 轴，附加坐标轴的名称由参数 NO.1020 设为 A、B、C、U、V 或 W ，绕 X.Y.Z 轴转动的圆进 给坐标轴分别用 A.B.C 表示。 如 立加上的数控分度头通常定义 为 A 轴； 与基本轴的控制一样， 可通过指令控制 A 轴旋转， 如： G90 A90（A 轴旋转到 90 度） X X Y Y Z Z X X、Y Y、 Z Z + +A A、+ +B B、 + +C C X X Z Z Y Y + +C C + +B B + +A A 2参考点参考点 参考点是机床上的一个固定位置，由参考点挡块确定参考点位置，参考点是机 床坐标系的基础。机床一但完成了返回参考点的操作，机床坐标系就已经建立完成 了。我厂的大部分加工中心标准换刀位置在参考点， （立式加工中心在 Z 轴参考点， 卧式加工中心在 Z 轴和 Y 轴的参考点） 所以这些参考点挡块的位置和偏置值不能随 意改变。 3坐标系坐标系 刀具在坐标系中的坐标值可用机床坐标系、工件坐标系、局部坐标系、附加坐 标系来指定。 （1）机床坐标系 机床上的一个用作为 CNC 进行坐标计算的特定点称为机床零点，由参考点的位 置来确定。用机床零点作为原点设置的坐标系称为机床坐标系。机床坐标系一 11 但设立，就保持不变，直到关闭电源为止。 （选择机床坐标系由 G53 来设定） （2）工件坐标系 编程时，为了编程方便，选择工件上的某一点作为坐标原点，以此为基础来编 程，此坐标系称为工件坐标系，它的原点是任意的，反映的是工件在机床坐标 系中的位置。 工件坐标系是以机床坐标系为基础的，通过 G54-G59 来设定。 在机床上确立工件坐标系的操作就是通常所说的对刀。 （3）选择工件坐标系 机床系统提供了 G54G59 6 个标准坐标系， 还有 G54.1 P1G54.1 P48 （属 于选择项：扩展坐标系）48 个附加工件坐标系，指定其中一个 G 代码，就选 择了一个坐标系。格式为： . G54 （进入 G54 坐标系） G54.1 P12（进入 G54.1 P12 坐标系） 注意：注意： 机床上电时默认 G54 坐标系，也可以在 G54 坐标系中不输入数据，把 G54 用作取消工件坐标系指令使用。G54 是模态的。 在坐标系窗口中 EXP 坐标系输入数值， 对所有的工件坐标系进行偏移。 参考点，机床坐标系、工件坐标系、局部坐标系的关系图如下： 12 （4）附加工件坐标系 有的零件比较复杂， 6 个标准工件坐标系不够用， 追加了 48 个附加工件坐标系 G54.1 P1G54.1 P48，用法同标准工件坐标系，最多可使用 300 个附加工件坐标系。 格式：G54.1 Pn Pn：指定附加工件坐标系的代码 N：148 例：G54.1 P1建立工件坐标系 P1 G54.1 P30建立工件坐标系 P30 13 第四章、第四章、M、S、F、T 常用指令常用指令 辅助功能有两种主轴起动， 主轴停止， 1 定一个 M 代码，但在设定了参数的情况下也可以在一个程 （ 程序的结束，自动进行停止，控制返回到程序开头。 （2）程 00 时，程序运行暂停，所有模态信息保持不变，按循环起 动 （3） 01 时，自动进行暂停，按循环起动键后，程序继续运行， 但 （4） 第一章概述） 。 序结束，执行 M99 使控制返回到主程序（详见第一章概 （指令（刀具交换） （M06） 06 语句，按指定的刀具号调用所需的刀具。 （ 类型： 一种是辅助功能 （M 代码） 用于指定 程序结束等等。第二种是第二辅助功能（B 代码） ，用于指定分度工作台定位。 辅助功能（辅助功能（M 功能）功能） 通常一个程序段只能指 序段中指定多个 M 代码（No.3407#7=1） 。 1）程序结束（M02/M30） 指令功能：它们表示主 序暂停（M00） 指令功能：执行 M 键后，自动运行恢复运行。 选择停止（M01） 指令功能：执行 M 只有当机床控制面板上的“选择停”键被选中，这个代码才有效，否则无效。 子程序调用（M98） 用于调用子程序（详见 （5）子程序结束（M99） 指令功能：M99 表示子程 述） 。 6）换刀 格式：T M06 T：指刀号 指令功能：执行 M 7）指定刚性攻丝方式（M29） 14 指令格式： N10 ； N20 M29 S*； 态。 2. M M 代码一览表 M 代码 功 能 M码 功 能 N30 G84 ； 指令功能： 使程序进入刚性攻丝状 功能代码一览表功能代码一览表 代 M00 *程序停 止 M01 *程序任选停 M02 *程序结束 M19 轴定向 主 M03 主轴正转 紧 M25自动夹具夹 M04 主轴反转 M26 自动夹具松开 M05 *主轴停止 M29 刚性攻丝 M06 换刀指令 M30 程序结束 M38 中央出水 M08 却接通 冷 M39 中央出水停 M09 *冷却断开 M10 刀库移出（刀库刀套倒刀） 63 气动门开 M* M11 刀库退回（刀库刀套回刀） M64 *气动门关 M12 主轴夹刀 M13 主轴松刀 水 M14冲屑装置出 M15 冲屑装置停水 15 注：带“”能。 个程序段时，先执行 G 代码，后执行 M 代码。 3.主轴主轴 后的最多 5 位数值（rpm）指定，指定的是主轴速度的单位， 4. 制刀具的进给速度，进给功能有两种： 指令（G00）时，机床以参数 No.1420 设置的快移速度移动（快速进 开关， 可以对快速移动的速率进行修调， 倍率值为 F0， 25%， 时各轴按各自独立的快速移动速率运动，运动方向不构成确 （2） 削进给速度移动。 具以程序中的编制的进给速度（F 后 都是用 F 代码后面的数 板上的开关，可以对进给倍率进行修调，倍率值范围为 0%-150%。 5.刀具功刀具功 选择机床上的刀具，在一个程序段中只能指定一个 T 代码。 M 代码为选择功 带“”M 代码与 G 代码在同一 否则先执行 M 代码，后执行 G 代码。 速度功能（速度功能（S 功能）功能） 加工中心的主轴速度由 S 其最高转速取决于机床的规定。 进给功能进给功能 进给功能控 （1）快速移动 当指令定位 给速度设为 100%） 用机床操作面板上的 50%，100%。 注意：注意：当指令 G00 定的直线或圆弧轨迹。所以请在编程时注意各轴有无干涉。 切削进给（F 指令） 刀具以程序中编制的切 系统同时控制指定的伺服轴的运动方向，刀 的数值）移动，使刀具的运动轨迹与指令定义的一致。 直线插补（G01） ，圆弧插补（G02、G03）等的进给速度 值指定的。 用机床操作面 能（能（T 指令）指令） 在地址 T 后指定数值 16 加工中心换刀指令格式：T M06 例：T12 M06（调 12 刀为主轴上当前刀具） 轴上没有刀具，T0 表示没有刀具） 使用 在编程时注意，大刀之间可交换，小刀不能换大刀，即大刀不能放在两相邻刀窝 附：换刀程序（立式加工中心） 0 判断如果主轴上是指定刀号则到 N20 准备换到主轴上的刀具） 、 M11 刀 标系 T0 M06 （空换刀，有换刀动作，但主 大刀（直径大于刀库规定的不使刀具相邻干涉时的直径）时应特别注意： 400 规格加工中心一般刀盘直径超过80 为大刀，大刀的刀号用“6079”表示， 为防止大刀与其它刀干涉，刀库上放置大刀刀窝的邻近刀窝不能放刀（设定 99 号 刀） 。 号不是 99 的刀窝中。 O9001（圆盘刀库） IF#1000EQ1GOTO2 G40G49 取消刀具半径、长度补偿 G91G28Z0 Z 轴返回参考点（换刀点） G91G28X0Y0 X、Y 轴返回参考点 M19 主轴定向 M10 刀套倒刀（ M60 机械手换刀 （包括 ATC 动作、 主轴打刀 主轴松刀动作） 套倒回 G90 返回绝对坐 N20M99 返回主程序 17 第五章、常用第五章、常用 G 指令指令 1. 模态、非模态概念模态、非模态概念 的数字决定了该程序段的指令意义。G 代码分为模态、非模态 类型类型 意义意义 跟在地址 G 后面 两类。 非模态 G 代码 仅在被指令的程序段中有效。 模态 G 代码 这种 G 代码被指定生效后，直到同组的 另一个 G 代码被指定才无效。 了该程序段的指令的意义，具体见下页表： 3. 在某个平面内进行插补， 对于这类指令需要选择平面， 2.G 指令一览表：指令一览表： G 后面的数字决定 平面选择（平面选择（G17 G18 G19） 圆弧插补、 刀具半径补偿必须 通常情况下机床上电默认 G17 平面。 （1）G17 XY 平面。 （2）G18 ZX 平面。 （3）G19 YZ 平面。 18 19 20 4.坐标值尺寸坐标值尺寸 绝对值编程和增量值编程（G90、G91） 有两种方法指令刀具的移动，绝对值指令和增量值指令。在绝对值指令中，编制程 序段终点的坐标值； 在增量值指令中， 编制两点间的移动距离 （位移量） 。 G90 和 G91 分别用于指令绝对值编程或增量值编程。 指令格式： 举例： G90 和 G91 都是模态指令，机床上电时默认 G90 状态。 21 21 5.插补功能插补功能 （1）快速定位（G00） 刀具以快速移动速度移动到用绝对指令或增量指令指定的工件坐标系中的位置。 指令格式： 注意注意： G00 的运动轨迹不一定是直线， 是两个轴独立运动, 若不注意则容易干涉。 （2）直线插补（G01） 刀具沿直线移动。 指令格式： 刀具以 F 指定的进给速度沿直线移动到指定的位置。 直到新的值被指定之前，F 指定的进给速度一直有效。因此，无需对每个程序段 都指定 F 值。 例例：直线插补。 22 23 G03 G03 G02 G02 G02 G03 G19 G18 Y （ 弧插补。 弧插补。 判别规则：沿垂直于圆 弧所在平面的坐标轴的负方向观察， 来判别圆弧的顺、逆时针方向。 格式： G17 X Z 3） 圆弧插补（ G02,G03） G02：顺时针圆 G03：逆时针圆 顺、逆方向 说明： 24 例： G55 G90 G00 X200 Y40； 上面的刀具轨迹编程如下： 绝对坐标编程： Z Z G02 X120 Y60 I-50； 6. （1 用此 用代码）从偏置存储器 G43 为正向偏置，G44 为反向偏置（G43 用 H 代码中指定的刀具长度偏置值加到 程序中由指令指定的终点位置坐标上，G44 时，从终点位置减去补偿值） 。 0； G03 X140 Y100 R60 F200； G02 X120 Y60 R50； 或： G55 G90 G00 X200 Y40； 0； G03 X140 Y100 I-60 F200； G02 X120 Y60 I-50； 增量坐标编程： G91G03 X140 Y100 R60 F200； G02 X120 Y60 R50； 或 G91 G03 X140 Y100 I-60 F200； 刀具补偿功能刀具补偿功能 ）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。 功能来补偿这个差值而不用去修改程序。 G43 或 G44 指定偏置方向。由输入的相应的地址号（H 中选择使用相应的刀具长度偏置值。 25 指令格式： 使用 G49 或 H0 取消刀具长度偏置。 （2）刀具半补偿指令（G40 G41 G42）G41 ：左刀补，即沿刀具前进方向看，刀具 偏在工件轮廓左边。 G42 ：右刀补，即沿刀具前进方向看，刀具偏在工件轮廓右边。 G40：取消刀补。 指令格式： G40 状态） _; _;_)( 41 42 00 01 02 03 D YX H xxD G G G G G G 41 42 G G 或 G41、G42、G40 及 D 均为模态指令。 机床上电时默认状态为取消刀具半径补偿状态（即 程序举例： 26 7.每分、每转进给（每分、每转进给（G94、G95） （G94 格式：G94 ； (给定每分进给速度，毫米/分) 1）每分进给 27 G01 IP F； 功能： 以毫米/分为单位给定切削进给速度， G94 为模态 G 代码， 如果当前为 G94 模态，可以不输入 G94。 （2）每转进给 G95 格式：G95； （给定每转进给速度，毫米/转） G01 IP F； 功能：以毫米/转为单位给定切削进给速度，G95 为模态 G 代码，系统执行 G95 时，把 F 指令值（毫米/转）与当前主轴转速（转/分）的乘积作为指令进 给速度控制实际的切削进给速度，主轴转速变化时，实际的切削进给速 度随着改变。 G94、G95 为同组的模态 G 指令，只能一个有效，对本系统加工中心 G94 为初 态 G 指令 ，系统上电默认 G94 有效。 每分进给量与每转进给量的换算 公式： F = FrS 其中：F：每分钟的进给量（毫米/分，/min） Fr：每转进给量（毫米/转,/r） S: 主轴转速（转/分,r/min） 固定循环功能固定循环功能 在用 NC 机床上加工零件，一些典型加工工序，如钻孔、攻丝、深孔钻削、切螺纹等， 所完成的动作循环十分典型，将这些动作预先编好程序并存储在存储器中，并用相应 8. G 代码来指令。固定循环中的 G 代码所指定的动作程序，要比一般 G 代码所指定 循环功能，可以大大简化程序编制。 （1）固定循环返 G 的 的动作要多得多，因此使用固定 回点（G98 G99） 98 返回到初始平面。 28 G99 返回 （2） 使用固定循环 心孔循环（G81） 然后，刀具从孔底快速移动退回。 格式如 到 R 点平面。 取消固定循环（G80） 固定循环后必须用 G80 取消 （3）钻孔循环，钻中 此循环用做正常钻孔，切削进给执行到孔底， 下图所示： 说明： 举例： 29 （4 ）精镗循环（G76） 精镗循环用于镗削精密孔。当刀具到达孔底时，主轴停止，切削刀具离开工件 的被加工面返回。 指令格式： 30 说明： Q （5）镗孔循环（G86） 值指定为正值，如果 Q 被指定为负值，则符号被忽略。 举例： 此循环用于镗削精度不高的孔。 指令格式： 31 （6）攻丝循环（G84） 说明： 举例： 此循环用于执行攻丝，主轴顺时针旋转执行攻丝，当到达孔底回退时，主轴以相 反的方向旋转，从而生成螺纹。 32 在执行 指令格式： 程序举例： 在攻丝期间进给倍率被忽略，进给保持不停止机床，直到攻丝的返回动作完成。 G84 之前，用 M 代码使主轴旋转，刚性攻丝使用 M29。 33 9.其他其他 G 指令指令 （1 （2 ）自动返回参考点（G28） 用于通过中心点自动返回参考点。 ）停刀指令（G04） 指令格式： 34 第六章第六章 程序举例程序举例 O0060 N5 Z-30 N30G1Z-36F300 N35G41Y0X-55D01F300 N40G2I55F300 N45G1Y100 N50M3S800 N55G0Z0 N60G40 N65Y120 N70X-120 下面是我厂加工中心的综合试料程序： N1T1M06(铣圆、菱形、斜、四方) M3S800 N10G55 X0Y0 N15 G43G00Z0H01 N20G0G90X-120Y-100 N25 35 N72Z-42 N75G1G42X-114.131Y100.131F300D02 N80X-75.131Y20.131 N85X-20.131Y-75.131 5.131Y20.131 N105X-1 N110G0Z0 N115M3S800 N120G0Z0 N130Z-48 N140X-68.47Y N145G0Z0 N150X140Y140 N155Z-48 N165X-140Y68.47 N170G0Z0 N175G40X-140Y N180Z-61 N190G01Y N195Y80 N75X80 N80Y-80 N85X-140 N90G0Z0 N95G40X0Y0Z0 镗30 孔） Y0M03S1000 Y52M03S1500 Z10H03 Z-24R-9F200 N90X75.131Y-20.131 N95X20.131Y75.131 N100X-7 14.131Y-2.963 N125G40X-120Y120 N135G1G42X-80Y80D03F300 -140 N160G1X80Y