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第七章 FANUC 0i 系统数控铣床操作第一节 FANUC 0i数控系统简介FANUC系列是具有与O-C系列同等的高可靠性的CNC系统是世界上最成功的CNC,精确和完整控制确保其故障率很低，O-D系列配置高可靠性的FANUC C系列和B系列AC伺服电机，机床主轴可配置高速，大功率的FANUC AC主轴电机系列。O-D系列以包括的方式提供给用户，它包括CNC单元、控制电机、主轴电机和控制电机放大器。O-TD系列配置，OMD系列一种配置。用户可根据具体应用选择最佳的系统配置。FANUC数控仿真系统是一个基于WINDOWS操作系统的应用软件，可根据电脑雕刻排版软件生成的加工数据进行加工，还可根据标准G代码数控程序进行加工。系统是基于WINDOWS应用软件，并对BEIJING- FANUC SERIES OM-MDII数控系统进行高度仿真，具有良好的人机界面和方便的操作性能;具有同FANUCO-SERIES CNC控制器相同的屏幕、面板组成和功能，加载NC文件时，自动对程序进行语法检查;具有自动、编辑、MDI、MPG、JOG等模式和Dry、M01等开关;编辑模式中，实时提供G代码功能与格式提示信息系统实时处理NC代码，生成机床移动指令。第二节 控制面板与操作一.基本操作内容及步骤xk714B数控铣床的操作面板由CRT/MDI面板和机械操作面板组成。1. CRT/MDI面板（见图7-1-1）图7-1 CRT/MDI面板CRT/MDI面板是由一个9英寸显示器和一个MDI键盘组成的。按任何一个功能按钮和“CAN”,画面的显示就会消失，这时系统内部照常工作。之后再按其中任何一个功能键，画面会再一次显示。CRT/MDI面板上的各键功能见表7-1-1.表7-1-1 CRT/MDI面板上键的详细说明键名称功能详细说明RESET复位键按下此键可以使CNC复位或者取消报警、主轴故障复位、中途退出自动运行操作等。HELP帮助键当对MDI键的操作不明白时，按下此键可以获得帮助功能。O p地址和数字键按下这些键，可以输入字母，数字或者其它字符。SHIFT换档键按下此键可以在地址和数字键上进行字符切换。同时在屏幕上显示一个特殊的字符“”，此时就可输入键右下角的字符。INPUT输入键要将输入缓存里的数据（参数）拷入到编置寄存器中，按下此才能输入到CNC内。CAN取消键按下此键，删除最后一个进入输入缓存里的字符可符号。ALTER替换键在编程时用于替换已在程序中的字符。INSERT插入键按下此键将输入在缓存里的字符输入在CNC程序中。DELETE删除键按下此键，删除已输入的字符及删除在CNC中的程序。POS位置显示键按下此键，屏幕显示铣床的工作坐标位置。PROG程序显示键按下此键，显示内存中的信息和程序。在MDI方式，输入和显示MDI数据。OFFSET偏置/设置键按下此键显示刀具偏置量数值、工作坐标系设定和主程序变量等SETTING参数的设定与显示。SYSTEM系统显示键按下此键显示和设定参数表及自诊断表的内容。MESSAGE报警显示键按下此键显示报警信息。CUSTOM图形显示键按下此键显示图形加工的刀具轨迹和参数。GRAPH光标移动键用于在CRT屏幕页面上，按这些光标移动键，使光标向上、下、左、右等方向移动。PAGE换页键按下此键用于CRT屏幕选择不同的面面。（前后翻页）EOB程序段号键按下此键为输入程序段结束符号（;）接着自动显示新的顺序号。软键根据不同的画面，软键有不同的功能。软件功能显示在屏幕的底端。左端 的软件 ，为返回最初状态 的软件为未显示的功能。2. 机械操作面板（见图7-1-2）机械操作面板上各按钮、旋钮、指示灯功能用途说明（见表7-1-2） 图7-2 机械操作面板开关名称功用说明 ON OFF CNC POWERCNC电源按 钮按下“ON”接通CNC电源按下“OFF”接通CNC电源CYCLE START循环启动 按钮（带灯）在AUTO方式下，选择要执行的程序后，按下此按钮，自动操作开始执行。在自动循环操作期间，按钮内的灯亮 在MDI方式下，数据输入完毕后，按下此按钮，执行MDI指令。FEED HOLD暂停进给保持按钮 机床在自动循环期间按下此按钮，机床进给立即减速、停止，但主轴仍然在转动。MODE SELECT方式选择旋钮开关EDIT: 编辑方式AUTO: 自动方式MDI: 手动数据输入方式HANDLE: 手摇脉冲发生器操作方式（与 AXISSE-LECT、HANDLE MULTIER、手摇脉冲发生器联合使用）JOG:手动快速进给方式（与 JOG AXIS AXIS SILECT、FEEDRATE OVERRIDE 联合使用）RAPID:手动快速进给方式（与 JOG、AXIS SELECT联合使用 ）ZRM: 手动返回机床参考点方式（与 JOG AXIS SELECT 联合使用，传送程序）MANUAL PULSEGENERATOR手摇脉冲发生器 当工作方式为手摇脉冲发生器操作方(HANDLE)时，转动手摇脉冲发生器可以正方向或负方向进给各轴AXIS SELSCT手摇脉冲进给轴选择开关（旋钮）用于选择手摇脉冲进给的轴X Y ZHANDLEMULTINLIER手摇脉冲倍率开关 （旋钮） 用于选择手摇脉冲进给时的最小脉冲当量（手摇脉冲发生器转一格，轴的移动量分别为：1um 10um 100um 1000um)JOG AXISSELECT点动操作按钮JOG方式时，可以正方向或负方向移动或进给各轴，移动或进给速度由进给速度修调开关（旋钮）控制MACHINEPOWERREADYPOWER电源指示灯主电源开关合上后，灯亮READY准备好指示灯当机床复位按钮按下后，机床无故障时灯亮SPINDLE SPEED OVERRIDE主轴转速修调 开关（旋钮）在AUTO或JOG时，在50150范围内修调主轴转速STOP CWCCWSPINDLE MANUAL OPERATE主轴手动操作按钮在机床处于JOG方式（HANDLE、JOG、RAPID)时，可启、停主轴STOP:手动主轴停止（带灯）CW: 手动主轴正转（带灯）CCW:手动主轴反转（带灯）OFF ONCOOL MANUAL OPERATE手动冷却操作按钮在任何工作方式下都可操作OFF：手动冷却停止（带灯）ON：手动冷却启动（带灯）HOMEX Y Z回零结束指示灯分别指示各轴回零结束BDT程序段跳步功能按钮在AUTO方式按下此按钮灯亮时，程序中有“/”符号的程序段将不执行SBK单段执行程序按钮按下此按钮灯亮时CNC处于单段动行状态，在自动方式，每按一下循环启动按钮，只执行一个程序段DRN试运行按钮在AUTO方式可MDI方式下，按上此按钮灯亮时，机床执行空运行方式（按内部设定运行）。此时坐标位置跳动但铣床不动（一般厂家关闭此功能，可用MLK功能代替）MLK机床锁定按钮在AUTO方式，MDI方式JOG方式下按下此按钮灯亮时，伺服系统将不进给（如原来已进给，则伺服系统将立即减速、停止），位置显示仍将更新（脉冲分配仍继续），M、S、T功能仍有效OPS选择停止按钮在AUTO方式下，按下此按钮灯亮时，执行完程序中有“MDI”指令的程序段后，停止执行程序E - STOP急停按钮当出现紧急情况时按下此按钮，伺服进给及主轴运转立即要停止工作（重新执行程序时，顺时针旋转该按钮，按下机床复位按钮复位）MACHINE RESET机床复位按钮当机床刚通电（按下ON下，机床自检完毕，急停按钮放后（顺时针旋转），需按下尼按钮进行强电复位。另外，当X、Y、Z碰到硬件限位开关时，强行按住此按钮，手动操作机床，直至退出限位开关（此时务必小心先择正确的运行方向，以免损坏机械部件）PROGRAMPROTECT程序保护开关（带锁）需要进行程序存储、编辑或修改、自诊断页数时，需用钥匙接通此开关（钥匙右旋）FEEDRATEOVERRIDE进给速度修调（旋钮）当用F功能指令按一定速度进给时，可在0200的范围内修调进给速度当用JOG进给时，选择JOG进给速度（此时进给速度与上面的百分比不成正比，最大进给速度1250 mm/min第三节 FANUC 0i数控铣床操作步骤 一. 开机机床开机之前应先接通380V三相交流电源。然后按下CNC启动按钮后等待系统正常后即可进行操作。在机床通电后，CNC装置尚未出现位置显示或报警画面之前，不得MDI面板上的任何按键。如按下这其中的任何键，可能使CNC装装置处于非常状态或有可能引起机床误动作。二. 手动操作xk714B数控铁床的手动操作包括以下五种：1. 手动返回参考点（机械坐标零点）启动机床执行具体运行之前，都必须进行手动返回参考点。这是为了使机床系统能够进行复位，找到机床坐标（即机械坐标）的坐标值全部为零点。（见表7-3-1）表7-3-1 AUTO时坐标显示窗口ACTUALPOSTJONO0038N0080(RELATIVE)(ABSOLOTE)X 0.000X 0.000Y 0.000Y 0.000Z 0.000Z 0.000(MACHINE)X 0.000Y 0.000Z 0.000ACT*F80MM/M9:08:28ZRNABSRELALL 注意：手动返回参考点之前，一定要将机械坐标（即综合：）画面调出，并使机械坐标上x、y、和z的各轴坐标值都必须是负值（即-30.000mm以上） 。只有在这种情况下才可进行返回参考点的操作。具体操作步骤：1）将方式选择旋转到手动回零; 2）按点动按钮方向之前旋转选择返回的坐标轴;（一般先选择z轴） 。 3）持续按下方向按钮，直到该选择返回轴的回零结束灯亮。其他各轴按上述同样步骤操作即可。2. 手动连续进给和快速进给 在JOG方式中，持续按下操作面板上的进给轴及其方向选择按键，会使刀具沿着该轴的所选方向边续移动，旋转快速进给旋钮会使刀具沿着所选轴，以快速移动速度移动。具体操作步骤： 1）将方式选择旋钮旋转到手动进给（或快速移动）位置上 ; 2）通过进给轴和方向选择按键，选择移动的轴和方向。3） 点动方向按键，并注意运动方向。4）其他各轴的移动的轴移动按上述步骤操作即可。3. 手轮进给（手摇脉冲发生器）在手轮进给方式中，刀具可以通过旋转机床操作面板上的手摇发生器与电子倍率修调进行微量移动，在设定工件坐标系时，可使用手轮进给轴选择开关，选择要移动的轴进行精确定位。具体操作步骤： 1） 将方式选择按钮放宽转到手轮进给位置上 ; 2） 旋转轴向选择开关选择所要移动的轴 ; 3） 将手轮进给倍率放宽到所需移动的倍率位置 ; 4） 放宽转手轮以对应刀具移动方向 ; 5） 其他各轴按上述步骤操作即可达到要求。4. 主轴手动操作在利用机床手动铣削时，需对机床主轴进行手动操作。在此之前应在MDI操作画面上，将机床主轴转速值存入在机床系统外的存储器中方可以在机械操作面板主轴正、反转按键上操作。5. 冷却泵启停操作在进行手动铣削时，需要手动启动机床冷却泵开关，在JOG状态下开启或关闭冷却液。三. 自动运行操作用编程程序运行CNC机床称为自动运行。1. 内存运行程序事先存储到存储器中。当选择了这些程序中的一个并按下机床操作面板上的循环启动按钮后，启动自动运行。在自动运行中，机床操作面板上的进给暂停按钮按下后，自动运行被临时中止。当再次按下循环启动按钮后，自动运行又重新进行。当MDI面板上的复位键被按下后，自动运行被中止，并进入复位状态。2. MDI运行在MDI方式中，通过MDI面板，可以编制最多四行的程序并被执行。程序格式与通常程序一样。MDI程度适用于简单的测试操作，所编制的程序将不保留在存储器内。操作步骤：1） 将方式选择按钮旋转在“MDI”的位置 ; 2） 按下“PRDG”程序显示键，使屏幕显示“MDI”程序画面 ; 3) 输入简单测试程序 ; 4) 按下循环启动按键，即进入MDI运行。 四. 程序的输入编辑在编制零件加工程序之后，将加工程序输入到机床系统内存储器中进行编辑，编辑操作包括插入、修改、删除和字的替换和程序号的检索、字检索、地址检索等，这是在程序编辑之前的必要操作。操作步骤： 1) 将方式选择开关旋转到编辑位置。2) 按下程序键，使屏幕显示程序画面 ; 3) 按下DIR章节软键，显示程序目录上 ; 4) 输入地址O，并接着输入程序号（4位数字），按下插入键，此时程序号码被输入到程序目录上，屏幕显示則转换成程序画面; 5) 按下EOB（程序段号），插入后即可将编制好的程序输入到系统的内存储器中进行编辑。注意：该步骤仅在EDIT方式中进行。五. 刀具补偿1. 刀具长度补偿刀具长度补偿的Z轴的零点设在主轴端面上，而不设在刀尖上才用长度补偿。零点设在主轴端面上的长度补偿补的是刀长，了就是指从主轴端面到刀尖之间的距离。刀具补偿是为了使刀具顶端（通常是刀尖）到达编程位置而进行的刀具位置而进行的刀具位置补偿。补偿功能代码H-,就是长度补偿代码号。当有刀具长度补偿编程时可考虑刀具顺序的变化值或更换新刀具时都不必重新编程，只需改变数控机床中存储上的刀具补偿号值就可以了。在xk714B数控铣床可以利用相对基准刀具设置长度补偿。就是用T01号刀具作为其他所有刀具的基准刀具，现利用机床相对坐标测量出T02、T03等其他刀具相对与T01号刀具的相对长度值，现把相对长度值，把相对长度补偿值输入到参数设置中。操作步骤： 1) 在JOG状态下启动主轴正转 ; 2) 选择工作上上表面光滑部位为基准面; 3) 用T01号刀具并用手摇盘将刀具下端与工件表面临界接触 ; 4) 用机床相对座标系记录位置并清为0 ; 5) 手动换上T02号刀具并用手摇盘将刀具下端与工件表面临界接触 ; 6) 将相对座标系中Z轴值输入到OFFSET界面中的补偿参数（W02的形状（H）中）; 7) 利用上述方法设置其他需用刀具的长度补偿值。2.刀具半径补偿在xk714B数控铣床进行零件加工时，编程是以主轴的中心线，而实际刀具是有半径的，所以在铣削零件时必须使用半径补偿。补偿功能代码是D-，就是刀具半径补偿代码号。见刀具补偿设定（见表7-3-2）。刀具补偿操作步骤： 1) 方式选择开关在任何位置均可; 2) 按下键OFFSET或软键，使屏幕显示刀具补偿画面 ; 3) 将光标移到要设定或改变补偿的位置上 ; 4) 输入设定的值可要修改的补偿值 ; 5) 按下输入键,刀具的补偿值或修改值即显示在光标停留的位置上。表7-3-2 刀具补偿显示画面OFFSETO0001N00000NOGEOM(H)WEAR(H)GEOM(D)WEAR(D)0010.0000.0000.000002-1.0000.0000.0000.0000030.0000.0000.0000.0000040.0000.0000.0000.0000050.0000.0000.0000.0000060.0000.0000.0000.0000070.0000.0000.0000.0000080.0000.0000.0000.000ACTUAL POSTON(RELATIVE)X0.000Y0.000Z0.000六. 对刀 对刀是在工件装夹完成以后进行的操作，目的是主要是为寻找工作原点在机械座标系中的位置而进行的一项非常重要的操作，其本质就是建立工件坐标系与机床坐标系的关系，为零件加工，程序的自动运行作准备。注意：对刀前一定要将主轴上的刀具旋转起来，否则，易碰坏刀具的切削 。操作步骤： 1） 将方式选择旋转到手动输入位置，按下PROG(程序)功能键，使屏幕显示MDI程序画面，输入正转与速度指令，使主轴转动起来 ; 2） 将方式选择旋转在手轮进给位置，手摇轮移动三轴，使刀具切削中心点精确地定位到工件的所设定的位置，这样就达到了对刀的要求。七. 工件坐标系的设定（见表7-3-3）表7-3-3 工件坐标系的设定画面WORK COORDINATESO0001N00000G54NODATANODATA00X 0.0000X 0.00(EXT)Y 0.00(G55)Y 0.00Z 0.00Z 0.00NODATANODATA00X 0.0000X 0.00(G54)Y 0.00(G56)Y 0.00Z 0.00Z 0.00-.S 0 T00000MDI16:05:59OFFSETSETINGWORK (OPRT0在xk714B数控铣床的系统中设置有G54到G59六个可供操作者选择的工件坐标系的工件原点偏值。操作者可根据需要选用其中一个或同时选用几个来确定一个或几个工件坐标系，这样就可以对应加工一个或同时加工几个工件。图中N0.00(EXT)为外部工件原点偏移量，一般情况下不写入任何数值（即设为零点），通常在N0.01(G54)到N0.06(G59)中选择设定。同时在设定工件坐标系原点时，应先通过手动操作将各轴在工件移到某点上。设定的坐标系与机床零点的距离等于工件零点偏移量。具体步骤：（先设定好工件坐标原点后）1） 方式选择开关在任何位置均可 ; 2） 按功能键OFFSETING ; 3） 选择软键坐标系（WORK）,使屏幕显示工件坐标系设定画面 ; 4） 将光标移到所选择或要改变的工件原点值上 ; 5） 通过地址数字键写入x0. 按下测量软件键，所测数值就自动被指定为工件x轴的偏移量（或者直接写入偏移量值输入到光标所在位置上）; 6） yo和zo的设定重复4）、5）的操作，即可实现设定和要改变的偏移量。八. 程序模拟检测或试运行操作在零件程序编辑完成后，并运行人为目测检查认定无编辑错误后，利用机床的模拟刀具轨迹图形检测程序或利用试运行单段功能做最后的检测。1. 模拟检测的操作：1） 调出程序编辑窗口和所需加工零件的程序，将光标停留在程序名上 ; 2） 将方式选择开关旋转在自动位置上 ; 3） 按下CUSTOM/GRAPH功能键，并按下此键，使屏幕显示模拟画面 ; 4） 将机床锁定开关锁定 ; 5） 按下循环按钮，即可通过观察屏幕上的刀具轨迹，检查程序的加工全过程。2. 程序试运行的操作： 调出程序，将光标停留在程序名上，并按下检索键 ; 将方式选择开关旋转在自动位置上 ; 放开机床锁定开关，并将程序单段运行开关扒上 ; 按下循环启动按键，开始进入自动运行。当程序执行完一段后，自动运行停止，再次按下循环启动键，自动运行功能再次启动运行。如此循环，程序一段一段执行，直到程序执行结束。九. 自动加工操作当工件程序经编辑存入CNC中，并经模拟或试运行检测无编辑语法错误时，将机床锁定放开和单段运行开关断开，并进行机床回零操作后，按下循环启动按钮，开始进行工件程序的自动运行。需要注意的是，当零件程序进入自动运行前，应进行回零操作，以消除机械位置与系统内的数值的误差。在进入自动运行加工过程中，不得进行其他操作，以免出现机床与系统故障或机床加工事故。十. 子程序在一件工件加工程序中，有一定量的程序是完全重复的则可将这些重复的程序段抽出，以一定的格式制作成子程序。在执行程序的过程中，可通过主程序里的子程序调用指令运行子程序，并可调用多次。这样可以大大地简化编程工作，提高编程的可靠性和速度。子程序和主程序在编程过程中，本质上没有什么区别。子程序在程序结束使用M99，主程序在调用子程序时使用M98.调用子程序格式：M98 P.：注：P后为得利次数：按着后面的4个数字为子程序的程序号。如果重复次数为1，可省略不写，直接写P.即可。十一. 固定循环固定循环功能是编程简化功能中的一种，可以大大缩短程序，节省存储器。固定循环由6个个顺序的动作组成：（图7-3-1） 图7-3-1 钻孔固定循环动作1. x轴和y轴的快速定位移动。（初始平面位）（G98）动作2. 快速移动到R点。（安全平面位）（G99）动作3. 执行孔加工，至孔底。（主轴正转或反转）。动作4. 在孔底做有关动作。如主轴停转、反转、暂停或刀尖偏移等。动作5. 返回到R点。不同的固定循环，它的返回方式可以不同，有的用快速返回，有的按进给速度返回; 返回过程中，有的需要主轴停转，有的需要主轴正转或反转。动作6. 快速移动到初始平面点位。循环G功能代码有：G72、G74、G76、G80、G81、G82、G83、G84、G85、G86、G87、G88、G89 其中G80为取消循环。现举一常用的钻孔循环指令格式及注解：G81 XYZRFK-:注：格式中XY孔位置数据; Z为从R点至孔底的距离;R为从初始面到R面的距离;F为切削进给速度;K为重复次数（可根据需要而定）。十二.镜像镜像加工属于编程简化功能中的一种。是以某个坐标轴作为对称轴（镜像轴），在对换位置上进行图形的复制。这为编程带来很大的方便。1. M指令的镜像功能指令有M21、M22、M23.M21-相对x轴的镜像M22-相对y轴的镜像M23-取消镜像2. 可编程镜像 功能指令有G50.1、G51.1 , 用编程镜像指令可实现坐标轴的对换加工。 格式：G50.1 IP-为取消可编程镜像 G51.1 IP-对称轴轴生成的镜像 IP- 为指定镜像的对称点（位置）和对称轴。第四节 FANUC 0i数控铣床操作实例一编程基础xk714B型数控铣床的NC编程代码可发为如下：1. 准备功能：G代码。2. 辅助功能：M代码。（见表7-4-1）3. 其它辅助代码有：T、S、F、（D、H）等。表7-4-1 数控铣床功能指令表 G代码组含义G代码组含义G代码含义G0001 快速（快速进给）G5714工件坐标系4选择M00程序停止G0101直线插刀补（切削进给）G5814工件坐标系5选择M01任选停止G0201圆弧插刀补 CW (顺）G5914工件坐标系6选择M02主程序结束G0301圆弧插刀补 CCW (逆顺）G6000第一方向定位M03主轴正转启动G0400暂停准确停止G6115准确定位方式M04主轴反转启动G0900准确停止G6415切削方式M05主轴停转G1702xy平面指定G7309深孔钻循环M08冷却液开G1802zx平面指定G7409左旋攻丝循环M09冷却液关G1902zy平面指定G7609精镗固定循环M21相对x轴镜像G2006英制输入G8009取消固定循环M22相对y轴镜像G2106公制输入G8109钻削固定循环M23取消镜像G2700返回参考点检测G8209钻削固定循环（镗阶单孔）M30程序结束光标返回G2800返回参考点G8309深孔钻循环M98调用子程序G2900从返回参考点G8409攻丝循环M99子程序结束及返回G3000返回第2参考点G8509镗孔循环G4007取消刀具半径补偿G8609镗孔循环G4107刀具半径左补偿G8709刀镗孔循环G4207刀具半径右补偿G8809镗孔循环G4308刀具长度正补偿G8909镗孔循环G4408刀具长度负补偿G9003绝对输入G4908 取消刀具长度补偿G9103增量输入G5200局部坐标系设定G9200坐标系设定（工件坐标系）G5300在绝对方式中选择机床坐标系G9405每分钟进给G5414工件坐标系1选择G9810返回初始平面G5514工件坐标系2选择G9910返回R点平面G5614工件坐标系3选择G50.122取削编程镜像G6315攻丝方式G51.122可编程镜像 二. 基本编程方法1. 编程的一般步骤：是依据数控系统规定的指令格式，将工件的加工工艺过程、切削参数和其他辅助动作，按照动作的先后编制成数控铣床加工的程序，输入到控制装置中进行编辑，从而指挥铣床的伺服系统进行自动加工。2. 程序结构的格式：一个完整的加工程序以程序名（O.）开头，以“M02”或“M30”为主程序结束，中间由若干程序段构成; 而每一程序段由一个或若干个字组成：每个字又是由字符（简称地址符）和数字（简称字符）组成。程序段格式三. 编程实例例1：此例题选用的刀具为直径8直柄铣刀，刀具半径补偿为4mm.根据图样而编制的程序如下 ：O0001; N10 G54 G90; N