数控铣工加工中心操作工基本知识

数控铣工加工中心操作工 中级 张无忌主编 任盈盈副主编 第四章 FANUC系统的编程与操作 掌握FANUC系统的钻 扩 铰 镗等孔类 平面铣削 含直线插补 圆弧插补二维轮廓等加工程序的编制 能在FANUC系统的数控铣与加工中心上加工平面 型腔 曲面 孔系 槽类等工件 熟练掌握程序输入与编辑 对刀 程序调试与运行 刀具管理等操作功能 第四章FANUC系统的编程与操作 目录 第一节FANUC系统加工中心的基本指令简介一 FANUC数控系统介绍二 FANUC系统加工中心的准备功能三 FANUC系统加工中心的辅助功能第二节孔加工的固定循环功能一 孔的固定循环功能概述二 固定循环三 孔的固定循环取消 G80 四 使用孔的固定循环信息的注意事项五 固定循环中重复次数的使用方法第三节子程序与螺旋线类加工指令简介 第四章FANUC系统的编程与操作 目录 一 子程序二 螺旋线加工第四节FANUC系统加工中心的操作一 操作面板简介二 加工中心的基本操作三 程序编辑四 自动运行方式五 手动数据输入 MDI 操作六 其他功能第五节典型零件的工艺分析与编程一 平面加工 第四章FANUC系统的编程与操作 目录 二 型腔加工三 轮廓加工四 孔系加工五 槽的加工六 其他零件的加工复习思考题 第四章FANUC系统的编程与操作 第一节FANUC系统加工中心的基本指令简介 一 FANUC数控系统介绍 1 FS0系列 2 FS10 11 12系列 3 FS15系列 4 FS16 FS18系列 5 FS21 FS210系列 二 FANUC系统加工中心的准备功能 1 FANUC系统加工中心的准备功能 表4 1 概述 表4 1FANUC数控系统的准备功能表 第一节FANUC系统加工中心的基本指令简介 表4 1FANUC数控系统的准备功能表 续 第一节FANUC系统加工中心的基本指令简介 表4 1FANUC数控系统的准备功能表 续 第一节FANUC系统加工中心的基本指令简介 表4 1FANUC数控系统的准备功能表 续 第一节FANUC系统加工中心的基本指令简介 表4 1FANUC数控系统的准备功能表 续 第一节FANUC系统加工中心的基本指令简介 表4 1FANUC数控系统的准备功能表 续 第一节FANUC系统加工中心的基本指令简介 2 直线插补 G01 书写格式 G01X Y Z C R F E S B M 3 英 米制转换 G20 G21 书写格式 G20 G21 4 存储行程极限 2 FANUC系统加工中心的基本指令简介 1 快速点定位 G00 G00X Y Z S B M 经常使用的格式 G00X Y Z 1 限制区用参数设定G22 G23 第一节FANUC系统加工中心的基本指令简介 2 限制区不用参数设定 G22X Y Z I J K 5 圆弧插补 G02 G03 YZ平面圆弧为G19G02 G03Y Z 1 书写格式 XY平面圆弧为G17G02 G03X Y ZX平面圆弧为G18G02 G03X Z 第一节FANUC系统加工中心的基本指令简介 2 圆心编程 表4 2圆心编程指令及其说明 第一节FANUC系统加工中心的基本指令简介 3 半径编程 用R指定圆弧插补时 圆心可能有两个位置 这两个位置由R后面值的符号区分 圆弧所含弧度不大于 时 R为正值 大于 时 R为负值 若编程对象为以C为圆心的圆弧时 G17G02X Y R R1 若编程对象为以D为圆心的圆弧时 G17G02X Y R R2 其中R1 R2为半径值 图4 5圆心编程 图4 6半径编程 第一节FANUC系统加工中心的基本指令简介 4 整圆的编程 绝对值编程 G90G02I 20 0 增量值编程 G91G02I 20 0 6 任意角度倒棱角C 倒圆弧R 直线插补 G01 及圆弧插补 G02 G03 程序段最后附加C则自动插入倒棱 附加R则自动插入倒圆 图4 9自动倒棱角 图4 10自动倒圆弧角 第一节FANUC系统加工中心的基本指令简介 图4 11出现报警的情况 三 FANUC系统加工中心的辅助功能 1 FANUC系统加工中心的辅助功能 表4 3 概述 第一节FANUC系统加工中心的基本指令简介 表4 3FANUC数控系统的辅助功能 M代码及其功能 第一节FANUC系统加工中心的基本指令简介 2 主要辅助功能简介 图4 12主轴正 反转a 主轴正转b 主轴反转 6 M05主轴停止 7 M06换刀 8 M08切削液开 9 M09切削液关 10 M30程序结束并返回 1 M00程序暂停 2 M01程序选择停止 3 M02程序结束 4 M03主轴正转 5 M04主轴反转 第二节孔加工的固定循环功能 一 孔的固定循环功能概述 1 孔加工指令 表4 4孔加工指令 第二节孔加工的固定循环功能 2 固定循环动作的组成 表4 5固定循环动作说明 图4 13固定循环动作的组成 第二节孔加工的固定循环功能 3 固定循环的代码组成 1 数据格式代码G90 G91 2 返回点代码G98 返回初始点 G99 返回R点 3 孔加工方式代码G73 G89 4 固定循环指令组的书写格式 表4 6 表4 6固定循环指令组的书写格式 第一节FANUC系统加工中心的基本指令简介 表4 6固定循环指令组的书写格式 续 第二节孔加工的固定循环功能 二 固定循环 1 高速深孔往复排屑钻 G73X Y Z R Q F 2 攻左旋螺纹 G74X Y Z R F P 图4 14G73循环 图4 15G74循环 第二节孔加工的固定循环功能 3 精镗 G76X Y Z R Q P F 图4 16G76循环 4 钻 G81 G81X Y Z R F 图4 17G81循环 第二节孔加工的固定循环功能 5 钻孔 G82 G82X Y Z R P F 图4 18G82循环 6 深孔排屑钻 G83 G83X Y Z Q R F 图4 19G83循环 第二节孔加工的固定循环功能 7 攻右旋螺纹 G84X Y Z R F P 图4 20G84循环 8 镗削 G85 G85X Y Z R F 图4 21G85循环 第二节孔加工的固定循环功能 9 镗削 G88X Y Z R P F 图4 22G88循环 10 镗削 G86 G86X Y Z R F 图4 23G86循环 第二节孔加工的固定循环功能 11 背镗 G87 图4 24G87循环 12 镗削 G89 图4 25G89循环 第二节孔加工的固定循环功能 三 孔的固定循环取消 G80 取消固定循环 G73 G74 G76 G81 G89 以后执行其他指令 R点 Z点也取消 即增量指令R 0 Z 0 其他孔加工信息也全部取消 四 使用孔的固定循环信息的注意事项 1 在固定循环指定前 必须用辅助机能 M码 使主轴旋转 2 如果程序段包含X Y Z R等信息 固定循环钻孔 如果程序段不包含X Y Z R等信息 不执行钻孔 但是当指定G04X 不钻孔 3 在钻孔的程序段 指定钻孔信息Q P 即在X Y Z R等信息的程序段中指定它 如果在不执行钻孔的程序段中指定这些信息 不保存为模态信息 4 当主轴旋转控制使用在固定循环 G74 G84 G86 时 必须在每个钻孔动作间插入一个暂停指令 G04 使时间延长 此时 不用K指定重复次数 如图4 26所示 第二节孔加工的固定循环功能 图4 26G04在孔的固定循环中的应用 5 如前述 固定循环也可用G00 G03 01组G代码 取消 6 固定循环指令和辅助功能在同一程序段中 在定位前执行M功能 7 在固定循环模式中刀具半径补偿无效 8 在固定循环模式指定刀具长度补偿 G43 G44 G49 时 当刀具位于R点时 动作2 生效 第二节孔加工的固定循环功能 9 操作注意事项 在单步进给模式执行固定循环时 在图4 13的动作1 2 6结束时停止 所以钻1个孔必须起动3次 在动作1及2结束时 进给暂停灯会亮 在动作6结束后有重复次数时 进给暂停 如果没有重复次数 进给停止 在固定循环G74 G84的动作3至5之间使用进给暂停时 进给暂停灯立刻会亮 继续运行到动作6后停止 如果在动作6时再度使用进给暂停 会立刻停止 在固定循环G74 G84的动作中 进给倍率调整假设为100 图4 27重复次数的使用 五 固定循环中重复次数的使用方法 第三节子程序与螺旋线类加工指令简介 一 子程序 1 概述 图4 28子程序调用 第三节子程序与螺旋线类加工指令简介 2 子程序的嵌套 3 子程序调用 图4 29子程序嵌套方式 图4 30子程序重复调用 二 螺旋线加工 格式 G17 X Y Z 第三节子程序与螺旋线类加工指令简介 2 等导程螺纹切削 G33 G33LP F Q G17 X Y Z G17 X Y Z 图4 32长度方向导程示意图 图4 33螺纹切削实例 第三节子程序与螺旋线类加工指令简介 N20G90X100 0Y0S45 0M03 N21Z200 0 N22G33Z120 0F5 0 N23M19 N24G00X105 0 N25Z200 0M00 N26X100 0M03S45 0 N27G04X2 0 N28G33Z120 0F5 0 第四节FANUC系统加工中心的操作 一 操作面板简介 1 机床操作面板 图4 34FANUC0i 铣床 操作面板 1 电源 1 NC电源接通 绿色按钮 2 NC断电按钮 红色按钮 第四节FANUC系统加工中心的操作 2 方式选择键 3 程序运行控制开关 4 机床主轴手动控制开关 5 手动移动机床各轴按钮 6 增量 点动 进给选择按钮 7 进给 F 倍率选择旋钮 8 主轴倍率选择旋钮 9 手脉 手摇脉冲发生器 10 单步执行开关 11 程序段跳读自动方式 12 程序选择停止 13 机床空运行 14 手动示教 15 冷却液开关 16 在刀库中选刀 17 程序编辑锁定开关置于 位置 18 程序重启动 19 机床锁定开关 20 M00程序停止 21 紧急停止旋钮 2 FANUC0i数控系统操作 1 按键介绍 2 编辑键 3 页面切换键 4 翻页按钮 PAGE 5 光标移动 CURSOR 6 输入键 第四节FANUC系统加工中心的操作 图4 35FANUC0i 铣床 编程面板 二 加工中心的基本操作 1 手动返回机床参考点 第四节FANUC系统加工中心的操作 第四节FANUC系统加工中心的操作 2 手动操作 1 开始操作的流程 第四节FANUC系统加工中心的操作 2 手动移动机床轴的方法有三种 1 快速移动 这种方法用于较长距离的工作台移动 2 增量移动 这种方法用于微量调整 如用在对基准操作中 3 刀具数据的设定与补偿 4 工件坐标系的设定 1 X Y轴坐标值的测量 3 手动顺序 图4 38找X轴坐标 第四节FANUC系统加工中心的操作 图4 39找Y轴坐标 第四节FANUC系统加工中心的操作 3 工件坐标系的输入 4 输入零件原点参数 2 测量Z轴坐标 图4 40Z轴坐标的测量 第四节FANUC系统加工中心的操作 三 程序编辑 1 选择一个程序 以选择O7为例 1 按程序号搜索 2 选择模式AUTO位置 3 删除一个程序 4 删除全部程序 5 搜索一个指定的代码 6 编辑数控程序 删除 插入 替换操作 2 程序的输入 1 通过操作面板手工输入数控程序 2 从计算机输入一个程序 第四节FANUC系统加工中心的操作 四 自动运行方式 1 试运行程序 2 单步运行 3 启动程序加工零件 4 自动运行的停止 5 自动运行的再启动 五 手动数据输入 MDI 操作 六 其他功能 1 图形模拟加工 2 工作参数的设定 3 位置显示 4 镜像功能 5 零件坐标系 绝对坐标系 位置 图4 44 第五节典型零件的工艺分析与编程 一 平面加工 如图4 45所示的某模板 其材料为45钢 表面基本平整 需要做上表面的平面加工 加工表面有一定的精度和表面粗糙度要求 图4 45模板平面的数控加工 例1平面加工 1 零件图分析 2 工艺分析 该模板的平面加工选用可转位硬质合金面铣刀 刀具直径为 120mm 刀具镶有8片八角形刀片 使用该刀具可以获得较高的切削效率和表面加工质量 为方便加工 确定该工件的下刀点在工件右下角 用铣刀试切上表面 碰到后向X轴正方向移动 移出工件区域 从该位置开始加工 第五节典型零件的工艺分析与编程 O0005N0010S800M03 N0015G43G00Z0H01 N0020G91G01Z 0 05F500 N0030X 1300 0 N0040Y100 0 N0050X1300 0 N0060Y100 0 N0070X 1300 0 N0080Y100 0 N0090X1300 0 3 编写加工程序 N0100Y100 0 N0110X 1300 0 N0120Y100 0 N0130X1300 0 N0140Y100 0 N0150X 1300 0 N0160Y100 0 N0170X1300 0 N0180G49G00Z100 0 N0190M05 N0200M30 模板平面的平面度误差可用百分表检测 具体方法为 平面加工完成后 用百分表移动检测被测平面的两条对角线 百分表的最大与最小读数之差即为平面度误差 应小于0 2mm 4 零件检查 第五节典型零件的工艺分析与编程 二 型腔加工 例3型腔的加工 1 零件图分析 图4 49a为某内轮廓型腔零件图 要求对该型腔进行粗 精加工 图4 49内轮廓型腔的数控加工 第五节典型零件的工艺分析与编程 1 装夹定位 采用机用平口虎钳 2 加工路线 粗加工分四层切削加工 底面和侧面各留0 5mm的精加工余量 粗加工从中心工艺孔垂直进刀 向周边扩展 如图4 49b所示 所以 应在腔槽中心钻好f20mm工艺孔 3 加工刀具 粗加工采用 20mm的立铣刀 精加工采用 10mm的键槽铣刀 2 工艺分析 O0008N10T01M06 N20G54G90 N30G43G00Z40 0S275M03H01 N35G00X0 0Y0 0 N40M08 3 确定加工坐标原点 根据零件图 可设置程序原点为工件的下表面中心 4 编写加工程序 第五节典型零件的工艺分析与编程 N50G01Z25 0F20 N60M98P0030 N70Z20 0F20 N80M98P0030 N90Z15 0F20 N100M98P0030 N110Z10 5F20 N120M98P0030 N130G00Z40 0 N135G49Z300 0N137G28Z305 0N140T02M06 N145G43G90G00Z40 0H02N150S500M03 N160M08 N170G01Z10 0F20 N180X 11 0Y1 0F100 N190Y 1 0 第五节典型零件的工艺分析与编程 N200X11 0 N210Y1 0 N220X 11 0 N230X 19 0Y9 0 N240Y 9 0 N250X19 0 N260Y9 0 N270X 19 0 N280X 27 0Y17 0 N290Y 17 0 N300X27 0 N310Y17 0 N320X 27 0 N330X 34 0Y25 0 N340G03X 35 0Y24 0I0 0J 1 0 N350G01Y 24 0 N360G03X 34 0Y 25 0I1 0J0 0 N370G01X34 0 第五节典型零件的工艺分析与编程 N380G03X35 0Y 24 0I0 0J1 0 N390G01Y24 0 N400G03X34 0Y25 0I 1 0J0 0 N410G01X 35 0 N420G00X 30 0Y10 0 N430G00Z40 0 N435G49Z300 0 N437G28Z305 0 N440M05 N450M30 O0030 N10X 17 5Y7 5F60 N20Y 7 5 N30X17 5 N40Y7 5 N50X 17 5 N60X 29 5Y19 5 N70Y 19 5 N80X29 5 N90Y19 5 N100X 29 5 N110X0Y0 第五节典型零件的工艺分析与编程 三 轮廓加工 例4外轮廓加工实例 如图4 50所示 刀具 T02为f20mm的立铣刀 长度补偿号为H12 半径补偿号为D22 说明 两个f30mm的孔用来装夹工件 O0070N0010G17G21G49G40G54G90T02 N0020M06 N0030M03S800 N0040G43G00Z5 0H12 N0050G00X 50 0Y 50 0 N0060G01Z 20 0F300 N0070M98P1010 N0080G01Z 43 0F300 N0090M98P1010 N0100G49G00Z300 0 N0110G28Z300 0 第五节典型零件的工艺分析与编程 N0120M30 01010N0010G42G01X 30 0Y0 0F300D22M08 N0020X100 0 N0030G02X300 0Y0 0R100 0 N0040G01X400 0 N0050Y300 0 N0060G03X0 0Y300 0R200 0 N0070G01Y 30 0 N0080G40G01X 50 0Y 50 0 N0090M09 N0100M99 四 孔系加工 例8孔系的加工 图4 54 材料为40Cr 刀具 T01号为 20mm的钻头 长度补偿号为H01 T02号为f17 5mm的钻头 长度补偿号为H02 T03号为 第五节典型零件的工艺分析与编程 图4 54孔系的加工 M20的丝锥 长度补偿号为H03 T04号为f20mm的键槽铣刀 长度补偿号为H04 说明 由于特殊工艺要求 要求3号孔先钻再铣 第五节典型零件的工艺分析与编程 编程如下 O0020N0010G17G21G40G49G90G80G54T02 N0020M06 N0030M03S800 N0040G00X20 0Y80 0T03 N0050G43G00Z3 0H02M08 N0060G01Z 24 0F300 N0070G01Z3 0 N0080G00X85 0Y60 0 N0090G01Z 10 0F280 N0100G01Z3 0M09 N0105G49G00Z300 0 N0110G28Z303 0M06 N0120M03S200 N0130G29X20 0Y80 0 N0135G43G00Z30 0H03M08 N0140G01Z 24 0F500 第五节典型零件的工艺分析与编程 N0150M05 N0160G04P3000 N0170M04S200 N0180G01Z3 0F500M09T04 N0185G49G00Z300 0 N0190G28Z300 0M06 N0200M03S800 N0210G29X85 0Y60 0 N0215G43G00Z3 0H04M08 N0220G01Z 10 0F300T01 N0230G04X3 5 N0240G00Z3 0M09 N0245G49G00Z300 0 N0250G28Z303 0M06 N0260M03S800 N0270G00X45 0Y40 0 N0280G43G00Z3 0H01M08 N0290G01Z 12 0F300 第五节典型零件的工艺分析与编程 N0300G01Z3 0M09 N0305G49G00Z300 0 N0310G28Z300 0M05 N0320M30 零件检查1 用游标卡尺或20H9的塞规检测两孔的直径fmm 2 用深度游标卡尺检测孔的深度尺寸10 0 100mm 3 位置尺寸的检测 以2号孔的检查为例 用游标卡尺分别测量2号孔到基准面A和B的尺寸 该尺寸应符合 45 0 01 mm 40 0 01 mm的要求 将标准心轴装入2号孔内 用深度游标卡尺或深度千分尺分别测量心轴上素线与基准面A的距离和心轴侧素线至基准面B的距离 就很容易地得到2号孔的位置尺寸 3号孔的检查与2号孔一样 就不再赘述了 4 位置度误差的检查 将标准心轴装入2 3号孔内 用百分表测量心轴上素线至基准面A与侧素线至基准面B的距离 在20mm的长度上允差为0 025mm 第五节典型零件的工艺分析与编程 五 槽的加工 例11方槽加工实例 零件如图4 57所示 刀具T01为f8mm的键槽铣刀 长度补偿号为H01 半径补偿号为D01 每次Z轴方向的切深为2 5mm 程序编写如下 O0100N0010G54G90G17G21G49G40T01 N0020M06 N0030M03S800 N0040G90G00X 4 5Y 10 0M08 N0050G43G01Z0H01 N0060M98P110L4 N0070G49G90G00Z300 0M05 N0090X0Y0M09 N0100M30 O0110N0010G91G01Z 2 5F80 第五节典型零件的工艺分析与编程 N0020M98P120L4 N0030G00X 76 0M99 O0120N0010G91G00X19 0 N0020G41G01X4 5D01F80 N0030Y75 0 N0050X 9 0 N0060Y 75 0 N0070G40G01X4 5M99 零件检查1 用游标卡尺或综合样板检测直角槽的宽度9mm及间距尺寸10mm 2 用游标卡尺或壁厚千分尺 也可以用杠杆百分表检测直角槽与基准面A的平行度误差 3 槽侧到定位面尺寸10mm 可用游标卡尺或壁厚千分尺检测 4 槽深尺寸10 0 050mm可用深度游标卡尺检测 第五节典型零件的工艺分析与编程 六 其他零件的加工 1 螺纹加工 图4 62螺纹加工 例16如图4 62所示 孔径已加工完成 使用可调式镗刀 配合G33指令切削M60 1 5的内螺纹 程序如下 O5008 G90G00G17G40G49 G54X0Y0 M03S400 G43Z10 0H01 G33Z 45 0F1 5 M19 G00X 5 0 Z10 0 X0M00 第五节典型零件的工艺分析与编程 M03 G04X2 0 G33Z 45 0F1 5 M19 G00X 5 0 Z10 0 X0M00 M03 G04X2 0 G33Z 45 0F1 5 M19 G00X 5 0 Z10 0G28G91Z0 M30 2 加工中心综合零件的加工 下面以图4 63所示零件为例 介绍其在立式加工中心上加工的程序编制方法 已知该零件的毛坯为100mm 80mm 27mm的方形坯料 材料为45钢 且底面和四个轮廓面均已加工好 要求在FANUC0i MC系统立式加工中心上加工顶面 孔及沟槽 第五节典型零件的工艺分析与编程 图4 63零件简图 3 工艺方案制定 该零件在加工中心工序前已将轮廓和底面加工完成 在加工中心上加工的内容是 加工顶面 加工f32mm孔 加工f60mm沉孔及沟槽 加工3 f6mm及2 f12mm孔 加工4 M8 7H螺孔 如图4 64所示 根据该零件的结构和加工特点 选择机用虎钳把工件装夹在机床工作台上 第五节典型零件的工艺分析与编程 图4 64工件装夹简图 6 绘制数控加工进给路线图 在数控加工中 常常要注意并防止刀具在运动中与夹具 工件等发生意外的碰撞 为此 必须设法告诉操作者程序中的刀具进给 第五节典型零件的工艺分析与编程 图4 66铣削工件顶面进给路线图a Z轴方向进给路线b X Y轴方向进给路线 路线 如从哪里下刀 在哪里让刀等 使操作者在加工前就有所了解 计划好夹紧位置及控制好夹紧元件的高度 这样就可以避免上述事故的发生 同时进给路线图也有利于程编人员编程和进行程序分析 在绘制进给路线图时往往还需进行必要的坐标值计算