FANUC车床编程

我们已经学习了西门子802C系统的编程及操作，已经能够加工中等复杂程度以上的的零件。但是目前在企业中使用的机床有相当一部分配备了FANUC系统。西门子系统和FANUC系统中的基本编程指令是大致相同的，但是其中还有不相同的地方。为此，我们还要学习FANUC的编程指令格式及运用，尤其是车削循环指令、格式、运用与编程方法的介绍。引言1.了解数控车床的基本知识2.了解FANUC系统数控车床编程指令①了解FANUC数控车床的基本编程指令；②了解FANUC数控车床的循环指令G90、G94、G70、G71、G72、G73；③了解FANUC数控车床的螺纹切削指令G32、G92、G76；④了解子程序的调用；⑤了解刀尖圆弧半径补偿功能。CK6140A第一部分认识数控车床一、机床型号的规定1．机床的类别代号机床的类别代号，用大写汉语拼音字母表示，并按其相对应的汉字按意读音。如“车床”用“c”表示，读音为“车”。机床的类别代号，见表l一1。2．机床的通用特性代号用大写的汉语拼音字母表示。它代表机床具有的特别性能，如“高精度’’用“G”表示，“精密”用“M”表示。在机床型号中特性代号排在机床类别代号的后面。机床通用特性代号见表1-2。3．机床的组、系代号机床的组、系用两位阿拉伯数字表示。第一个数字代表组，第二个数字代表系。每类机床按用途、性能、结构分成若干组。如车床类分为十个组，用数字“0～9”表示，其中“5”代表立式车床组，“6”代表落地及卧式车床组。在落地及卧式车床组中有6个系，其中“1”表示卧式车床，“2”表示马鞍车床。车床类组、系的划分见表1．3。4．主参数代号机床型号中的主参数用折算值(主参数乘以折算系数)表示，主参数代号反映机床的主要技术规格。主参数的尺寸单位为mill。如CM6140车床，主参数折算后为40，折算系数为l／10，即主参数(床身上最大回转直径)为400mln。车床主参数及折算系数见表1-4。5．机床的重大改进顺序号当机床的结构、性能有重大改进和提高，按其设计改进的次序分别用字母A、B、C……表示，附在机床型号的末尾，以示区别于原机床型号。如CM6140A表示经第一次重大改进的床身上最大回转直径为400mm的卧式车床。二、数控车床的特点数控车床是实现柔性自动化的重要设备，与普通车床相比，数控车床具有以下几个特点：1．适应性强，适合加工多品种、小批量复杂工件数控车床在更换产品(生产对象)时，只需改变数控装置内的加工程序，调整有关的数据就能满足新产品的生产需要，而无需改变机械部分和控制部分的硬件。这不仅满足了当前产品更新更快的市场竞争的需要，而且较好地解决了单件、中小批量和多变产品的加工问题。2．加工精度高，产品质量稳定数控车床本身的精度比较高，中小型数控车床的定位精度可达0．005mm，重复定位精度可达0．002mm，而且还可利用软件进行精度校正和补偿，因此可以获得比机床本身精度还要高的加工精度和重复定位精度。数控车床又是按预定程序自动工作的，加工过程无需人工干预，因此工件的加工精度全部由机床保证，消除了操作者的人为误差，因而加工出来的工件精度高、尺寸一致性好、质量稳定。3．生产效率高数控车床具有良好的结构特性，可进行大切削用量的强力切削，有效节省了基本时间；还具有自动变速、自动换刀和其他辅助操作自动化等功能，缩短了辅助时间，比普通车床的生产效率高5～l0倍。4．自动化程度高，劳动强度低数控车床的工作是按预先编制好的加工程序自动连续完成，操作者除了输入加工程序或操作键盘、装卸工件、进行关键工序的中间检测以及观察机床运行之外，无需进行繁杂的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度均可大为减轻，加上数控车床一般都具有较好的安全防护、自动排屑、自动冷却和自动润滑装置，操作者的劳动条件也大为改善。数控车床又称CNC(ComputerNumericalControl)车床，即用计算机数字控制的车床。数控车床是目前国内外使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25％。数控车床主要用于旋转体工件的加工，一般能自动完成内外圆柱面、内外圆锥面、复杂回转内外曲面、圆柱圆锥螺纹等轮廓的切削加工，并能进行车槽、钻孔、车孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等加工。三、数控车床的组成及工作过程1．数控车床的组成数控车床一般由输入／输出设备、数控装置(或称CNC)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)及电气控制装置、辅助装置、机床本体、测量反馈装置等组成，如图l一2所示。除机床本体之外的部分(蓝色线框)统称为计算机数控(CNC)系统。(1)输入／输出设备输入／输出设备是计算机数控系统与外部设备进行信息交互的装置。交互的信息通常是零件加工程序，即将编制好的零件加工程序输入计算机数控系统，或将调试好的零件加工程序通过输出设备存放或记录在相应的控制介质上。(2)数控装置数控装置是数控车床的核心，由硬件和软件两部分组成。它接收输人装置输入的加工信息，将其加以识别、存储、运算，并输出相应的控制，使机床按规定的要求动作。(3)主轴伺服驱动系统主轴伺服驱动系统是数控系统的执行部分，它包括主轴驱动单元和主轴电机。目前数控车床主轴伺服驱动系统有机械调速(普通电机)、变频调速、数字伺服调速等几种形式。(4)进给伺服驱动系统进给伺服驱动系统是数控系统的执行部分，它包括进给伺服驱动单元和伺服电机。它将数控装置发来的各种动作指令，经过信号放大后，驱动伺服电机实现机床移动部件的进给运动。(5)PLC装置可编程控制器简称PLC。数控机床通过数控装置和PLC装置的共同作用来完成控制功能，PLC装置主要完成与逻辑运算有关的一些动作。(6)位置检测系统位置检测系统的作用是将机床的实际位置、速度等参数检测出来，转变成电信号，反馈到数控装置，通过比较、检查实际位置与指令位置是否一致，并由数控装置发出指令，修正所产生的误差。常用位置检测元件有光栅、光电编码器、感应同步器、旋转变压器、磁栅尺等。(7)机床本体数控车床本体由基础件和配套件组成。基础件有床身、溜板、导轨、主轴等部件；配套件主要有刀架、丝杠、照明系统、冷却润滑系统等，如图1-1所示。2．数控车床的工作过程如图1-3所示为数控车床的基本工作过程示意图。数控车床加工零件时，需根据零件图样及加工工艺的要求，将所用刀具、刀具运动轨迹与速度、主轴转速与旋转方向、冷却等辅助操作以及相互间的先后顺序，以规定的数控代码形式编制成程序，并输入到数控装置中，在数控装置内部控制软件支持下，经过处理、计算后，向各坐标的伺服系统及辅助装置发出指令，驱动各运动部件及辅助装置进行有序的动作与操作，实现刀具与工件的相对运动，从而加工出所要求的零件。四、数控车床的分类数控车床的类别较多，通常以和普通车床相似的方法进行分类。1．按主轴位置分类(1)立式数控车床立式数控车床简称数控立车，如图l一4所示，其主轴垂直于水平面，并有一个直径很大的圆形工作台，供装夹工件用。这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的杉型复杂工件。(2)卧式数控车床卧式数控车床又分为卧式数控水平导轨车床和卧式数控倾斜导轨车床，如图1-5所示。倾斜导轨可使数控车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。2．按控制方式分类数控车床按照对被控制量有无检测反馈装置可分为开环控制和闭环控制两种。在闭环控制系统中，根据测量装置安放的部位又分为全闭环控制和半闭环控制两种。(1)开环控制数控车床如图1-6所示为典型的开环控制系统框图。计算机数控装置将工件加工程序处理后，输出数字指令信号给伺服驱动系统，驱动机床运动，但不检测运动的实际位置，即没有位置反馈信号。开环控制的伺服驱动系统主要使用步进电动机，受步进电动机的步距精度和工作频率以及传动机构传动精度的影响，开环系统的速度和精度都较低。但由于开环控制结构简单、调试方便、容易维修、成本较低，仍被广泛应用于经济型数控车床上。(2)闭环控制数控车床如图l—7所示为闭环控制系统框图。安装在工作台上的位置检测元件(目前一般采用光栅尺)将工作台实际位移量反馈到计算机数控装置中，与所要求的位置指令进行比较，用比较的差值进行控制，直到差值消除为止。可见，闭环控制系统可以消除机械传动部件的各种误差和工件加工过程中产生的干扰影响，从而使加工精度大大提高。速度检测元件的作用是将伺服电动机的实际转速变换成电信号送到速度控制电路中，进行反馈校正，保证电动机转速保持恒定不变。常用速度检测元件是测速电动机。闭环控制加工精度高，移动速度快，但这类数控机床采用直流伺服电动机或交流伺服电动机作为驱动元件，电动机的控制电路比较复杂，检测元件价格昂贵，因而调试和维修比较复杂，成本高。(3)半闭环控制数控车床如图l—8所示为半闭环控制系统框图。位置检测元件不是直接检测工作台的位移量，而是测出伺服电动机或丝杠的转角，推算出工作台的实际位移量，反馈到计算机数控装置中进行位置比较，用比较的差值进行控制。由于反馈环内没有包含工作台，故称半闭环控制。半闭环控制精度比闭环控制低，但稳定性好、成本较低，调试维修也较容易，兼顾了开环控制和闭环控制两者的特点，因此应用比较普遍。3．按数控系统的功能分类(1)经济型数控车床如图l-9所示，经济型数控车床常常是基于普通车床进行数控改造的产物，一般采用开环或半闭环伺服系统，其主轴一般采用变频调速，并安装有主轴脉冲编码器用于车削螺纹。且一般刀架前置(位于操作者一侧)。机床主体结构与普通车床无大的区别，结构简单，且功能简化、针对性强、精度适中，主要用于精度要求不高、有一定复杂性的工件。(2)全功能型数控车床如图l一10所示，全功能型数控车床的总体结构先进、控制功能齐全、辅助功能完善、加工的自动化程度比经济型数控车床高，稳定性和可靠性也较好，适宜加工精度高、形状复杂、工序多、品种多变的单件或中小批量工件的加工。(3)车削中心如图l—11所示，车削中心是以全功能型数控车床为主体，并配置刀库、换刀装置、分度装置、铣削动力头和机械手等，可实现车、铣等多工序的复合加工的机床。在工件一次装夹后，它可完成回转类零件的车、铣、钻、铰、攻螺纹等多工序加工。其功能全面，但价格较高。发那科车床指令（FANUC0i系统）第二部分发那科数控车床编程指令在FANUC数控车床的程序中，X、Z后面跟的是绝对尺寸，U、W后面跟的是增量尺寸。X、Z后所有编入的坐标值全部以编程原点为基准，U、W后所有编入的坐标值全部以前一个坐标位置作为起始点来计算。一、基本编程指令1、快速点位移动G00格式：G00X(U)_Z(W)_其中：X(U)_、Z(W)_为目标点坐标值说明：(1)以点位控制方式移动到目标点。(2)速度由生产厂家预先调定。(3)G00为模态指令(4)X、Z后面跟的是绝对坐标值，U、W后面跟的是增量坐标值(5)X、U是能直径编程。如图从A点到C点的实际路线是一条折线而不是一条直线。注意在快速运动中要避免发生碰撞。最好沿虚线分两步走。2、直线插补G01直线插补指令控制刀具沿直线以给定的移动速度由某坐标点移动到另一坐标点。格式：G01X(U)_Z(W)_F_其中，X(U)_、Z(W)_为目标点坐标，F为进给速度。说明：(1)G01为模态指令，可加工任意斜率的直线。(2)G01指令后面的坐标值取绝对尺寸还是增量尺寸，由尺寸地址决定。(3)G01指令进给速度由模态指令F决定。如果在G01程序段之前的程序段中没有F指令，而当前的G01程序段中也没有F指令，则机床不运动。因此，为了保险，G01程序段中必须含有F指令。(4)G01指令前若出现G00指令，而该句程序段中未出现F指令，则G01指令的移动速度按照G00指令的速度执行。程序(绝对值编程)如下：O0301G50X200Z100；S500T0101M03；G00X30Z5；G01X50Z-5F0.3；Z-45；X80Z-65；G00X200Z100；M05；M02；程序(增量编程)如下：G50X200Z100；S500T0101M03；G00U-170W-95；G01U20W-10F0.3；W-40；U30W-20；G00U120W165；M05；M02；例：加工如图3-