第4章FANUC系统加工中心编程与操作实训

底4章FANUC系统加工中心编程与操作实训4.1加工中心概述4.2加工中心的基本操作4.3加工中心的加工过程监控4.4典型零件加工实例4.5实训练习题4.1.1加工中心功能与结构特点4.1.2FANUC-18MC系统加工中心操作面板、控制面板及软键功能4.1.3FANUC-18MC系统编程指令概述4.1加工中心概述4.1.1加工中心功能与结构特点VMC850型加工中心的床身等主要构件均采用米汉纳铸铁铸造，并经时效处理以消除应力，机床导轨表面经高周波热处理，硬度达HRC48±3，经高精度表面研磨处理，全行程直线度及平行度均确保在3μm以内。机床配有气动斗笠式无臂换刀机构，刀库容量达24把，最大刀具直径100mm，最大刀具长度320mm，最大刀具重量10kg。主传动采用FANUCAC主轴伺服马达通过同步齿形带直接传动，效率高，传动平稳，无振动及热传递到主轴，确保了主轴回转精度。三轴进给系统采用FANUC伺服马达驱动，通过挠性联轴器带动滚珠丝杠，可消除传动间隙，确保高的传动精度。机床主要技术规格见表4.1。项目参数工作台工作范围39.4×19.7(1000mm×500mm)左右行程(X轴)31.5(800mm)前后行程(Y轴)19.7(500mm)上下行程(Z轴)24(610mm)主轴前端至工作台尺寸3.94～28(100mm～710mm)主轴中心至滑道面21.7(550mm)主轴锥度BT#40/CAT#40主轴直径2.56(65mm)主轴速度No.4060rpm～8000rpm(Opt.10000rpm)主轴马达10/7.5HPPmotor(Std)表4.1机床主要技术规格40、40、钻孔(项目参数快速移动30m/min～20m/min切削进给率1mm/min～12000mm/min切削泵马达2.1HP(P：3.5kg/cm2，Q：100L/min)选刀方式Bi—directionrandomtype,Shortestpath刀具数Armless24相邻刀最大刀具直径3(75mm)最大刀具直径4(100mm)最大刀具长度12(300mm)最大刀具重量22Lbs(10kgs)工作台荷重880Lbs(400kgs)机器净重12100Lbs(5500kgs)占地面积92.5、126(2350mm3200mm)导螺杆直径40切削能力中碳钢铣削(cc/min)100/mm)30攻牙(mm)M30×P3.5机床电源及环境要求电源380V±10%，50Hz±1%，25kW气压6kg/cm2温度0℃～40℃相对湿度75%±10%4.1.2FANUC-18MC系统加工中心操作面板、控制面板及软键功能由于加工中心配置上的差异，操作面板和控制面板的布局也不相同，现以VMC850型加工中心(FANUC-18MC数控系统)配置为例，介绍机床操作面板、控制面板及软键功能。4.1.3FANUC-18MC系统编程指令概述FANUC-18MC数控系统的基本功能和常用指令的编程格式与第3章的数控铣床基本相同；加工中心的程序编制也与数控铣床相差不大(具体见第3章)，只是多了一个自动换刀功能。另外，FANUC-18MC数控系统还具备一些特殊功能，如先行控制功能，避免了由于加/减速延时引起的加工形状误差。1．换刀指令加工中心可以通过程序自动完成换刀。在加工中心换刀时，要用到选刀指令(T代码)及换刀指令(M06)。当控制系统得到选刀指令T代码时，自动按照刀号选刀，被选中的刀具处于刀库的换刀位置上。接到换刀指令M06后，执行换刀动作。目前，许多厂家已经将换刀程序编成了子程序存在了系统里，用户只要使用下面的程序格式即可实现换刀。N10T××；或N10T××M06；2．AI先行控制程序格式：G05.1Q…；(2)通过复位可取消AI先行控制方式。在AI先行控制方式中如下功能有效：①插补前直线型加/减速预读处理(最多20个程序段)。②自动拐角减速。③按加速度钳制进给速度。④按圆弧半径钳制进给速度。⑤程序段重叠(最多5个程序段)。⑥提前前馈。在指定每分钟进给方式后，可执行20个程序段的预读控制。插补前加/减速是对插补前的进给速度实施加/减速，因此，插补数据不会因加/减速而变化。因此，插补数据总是与指定的直线或曲线相吻合，从而避免了由于加/减速延时引起的任何加工形状误差，同时还可以使机床运行更加平稳。4.2加工中心的基本操作4.2.1加工中心的手动操作4.2.2程序输入与编辑4.2.3工件坐标系的建立、对刀及刀具补偿4.2.4加工中心刀具装夹4.2.5图形模拟功能和空运行4.2.6首件试切4.2.1加工中心的手动操作加工中心操作面板及控制面板如图4.1和图4.2所示。下面将以VMC850为例具体介绍加工中心的操作方法。图4.1VMC850型加工中心的操作面板图4.2VMC850型加工中心的控制面板1．数控系统启动和关闭(1)数控系统启动应按以下顺序进行：①打开气源。②打开总电源。③打开系统电源。④开启数控系统。⑤释放急停开关，如图4.3所示。⑥原点回归。图4.1VMC850型加工中心的操作面板图4.2VMC850型加工中心的控制面板图4.3数控系统启动和关闭(2)数控系统关闭时应按以下顺序进行：①将机床各坐标轴移至合适位置，使各轴离开机床原点大于100mm。②按下急停开关。③关闭数控系统。④关闭电源开关。⑤关闭气源。2．原点回归方法首先选择原点回归模式，如图4.4(a)所示，然后按下循环开始键，如图4.4(c)所示，机床将按照Z、X、YA的顺序自动回到原点。选择原点回归模式后，还可以通过按下某个轴的点动按键使相应的轴单独回到原点，如图4.4(b)所示。执行原点回归过程中，指示灯会持续闪烁。回归完成时，则指示灯亮着不再闪烁。图4.4原点回归3．手轮进给将模式选择旋钮旋至手动进给状态，如图4.5(a)所示，再在手轮上选择进给坐标方向及倍率(×1状态为0.001/格；×10状态为0.01/格；×100状态为0.1/格)，根据进给方向摇动手轮手柄，如图4.5(b)所示。4．手动进给将模式选择旋钮旋至手动进给状态，以选定的坐标轴及方向按动相应的按键，即执行相应的运动，放开按键随即停止。进给速度由进给倍率调整旋钮调整(外圈0～4000mm/min)，如图4.6(b)和图4.6(c)所示。5．快速进给将模式选择旋钮旋至快速进给状态，调整快速进给倍率，如图4.6(a)和图4.6(d)所示，LOW的速度为500mm/min)，以选定的坐标轴及方向按动相应的按键，放开按键随即停止。图4.5手轮进给图4.6手动进给6．主轴(1)主轴正反转手动主轴正反转时，应将模式选择旋钮置于手动模式下进行，按图4.7(b)中的正转或反转按键；即可启动主轴速度由预先输入的指令控制(MDI方式输入，如输入S1000M03，按循环开始键)确定，由主轴倍率旋钮进行微调，如图4.7(c)所示。(2)主轴负载表提示目前主轴马达切削时的输出状态，正常情况下应保持在100%以下，如图4.7(a)所示。7．切削液控制如图4.8所示为切削液的3种状态。图4.8切削液控制图4.7主轴控制8．自动门控制“控制门互锁装置”在程序停止及主轴和切削液停止的状态下可正常启闭，按一下门开，按键灯亮，再按一下门关，按键灯灭，开关如图4.9所示。9．超行程解除当工作台行程正常时按键灯亮，当行程超过极限开关的设定则工作台停止，按键灯灭。超行程解除键如图4.10所示。屏幕显示NOTREADY。超行程解除可按以下步骤进行。①将模式旋钮置手摇位置。②按住超行程解除键不放，灯亮。③按下系统启动按键，重新启动系统。④使用手轮将过行程的轴移回正确的位置。⑤执行原点回归。10．刀号显示如图4.11所示为刀具号显示选择开关及显示，开关扳至右位显示目前刀库待命刀的刀号，开关扳至左位显示目前主轴上的刀号。图4.9自动门控制图4.10超行程解除图4.11刀具号显示开关及显示11．自动运行选择好要执行的程序后，将模式选择旋钮及程序保护钥匙置于图4.12所示状态。按下“循环开始”按键，程序将自动执行，程序执行过程中按“进给保持”按键程序将暂停(攻丝时，待攻丝动作完成后才会执行“进给保持”动作)，再次按下“循环开始”按键，程序将继续往下执行。图4.12自动运行12．DNC方式下运行(在线加工)将模式选择旋钮及程序保护钥匙置于图4.12所示的状态，按下“循环开始”按键，外部连接的计算机将已经准备好的程序自动传入数控系统，并且一边传入一边执行程序。执行过程中按“进给保持”按键程序将暂停(攻丝时，待攻丝动作完成后才会执行“进给保持”动作)，再次按下“循环开始”按键，程序将继续往下执行。这种方式特别适合较大的程序。13．手动数据输入(MDI)将模式选择旋钮置于手动数据输入状态(MDI)(如图4.13所示)，按下PROG键，屏幕将显示图4.14所示的画面。将程序数据输入，按下“循环开始”按键并执行MDI的程序，当程序结尾为M30或M20时，程序执行完毕即消失。当程序结尾为M99时，则返回程序开头。图4.13手动数据输入14．单节运行又称单段运行，一般在调试程序或在单件生产时，为了避免因为程序错误而导致事故发生时使用。在运行计算机自动生成的程序时，通常在程序运行的开始阶段容易出现错误，所以，在运行进入稳定切削之前，往往使用单节运行。按下单节按键(如图4.15所示)，使指示灯亮，单节有效。再按一次该键，灯灭单节无效。在单节运行状态下，按下“循环开始”键，程序将在执行一个程序段之后停止，等待下一次按“循环开始”键时再执行下一程序段。进给率”(如图4.6(c)所示的进给倍率旋钮)控制。15．试运行按下“试运转”按键(如图4.15所示)，灯亮，试运行有效，再按一次无效。在试运行状态下运行程序时，快速进给及程序给定的进给速度均无效，运行的进给速度均由“手动图4.14手动数据输入显示页面16．单节忽略单节忽略又称跳段功能，按下“单节忽略”按键(如图4.15所示)，灯亮，单节忽略有效，再按一次无效。在单节忽略状态下运行程序时，前面加“/”的程序段均忽略不执行，而直接执行下面的程序。17．选择停止按下“选择停止”按键(如图4.15所示)，灯亮，选择停止有效，再按一次无效。在选择停止状态下运行程序时，程序执行至M01时，程序会暂停，循环开始灯会闪烁，等待按“循环开始”键之后继续执行。18．机械锁定按下“机械锁定”按键(如图4.15所示)，灯亮，机械锁定有效，再按一次无效。在机械锁定状态下运行程序时，X、Y、Z将被锁定无法移动，但屏幕上的坐标会随程序行移动而变化，可用来做程序检查。注意：在机械锁定状态下运行之后，必须再执行原点回归，否则会产生错误图4.15机床的部分控制按键19．Z轴功能锁定按下“Z轴锁定”按键(如图4.15所示)，灯亮，Z轴功能锁定有效，再按一次无效。在Z轴功能锁定状态下运行程序时，Z将被锁定无法移动，但屏幕上的坐标会随程序行移动而变化，可用来模拟程序避免危险。注意：在Z轴功能锁定状态下运行之后，必须再执行原点回归，否则会产生错误。20．辅助功能锁定按下“M.S.T锁定”按键(如图4.15所示)，灯亮，辅助功能锁定有效，再按一次无效。在辅助功能锁定状态下运行程序时，程序中的M、S、T指令均被忽略，此功能常与机械锁定一起使用从检查程序。21．指示灯如图4.16所示为机床功能指示灯。图4.16机床功能指示灯22．机床复位按键RESET为机床复位键，在机床产生报警时，解除报警后，可按复位键使机床恢复原始状态，也可按复位键使程序回到开头位置。在运行程序时，按复位键会使程序中断并返回开头，在正常加工时，不要按复位键。4.2.2程序输入与编辑1.程序输入(1)手工键盘(如图4.1所示)输入①选择编辑模式(如图4.2所示)。②按下PROG键，出现程序画面。③将程序保护钥匙置于“”状态。④输