法兰克数控系统编程.docx
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法兰克数控系统编程
法兰克数控系统编程与操作
本章主要讲解FANUC0iMATETB数控系统的编程与操作。
本章共分五节,第一节讲解常用编程指令;第二节讲解FANUC系统多重复合循环;第三节讲解宏指令及应用,第四节典型综合零件的编程例如,第五节介绍FANUC0iMATETB系统的功能与操作。
第一节指令详解
一、FANUC系统准备功能表
表4FANUC0iMATETB数控系统常用G代码〔A类〕一览表
序号
代码
组群
功能简介
G00
0
定位〔快速进给〕
2
G0
直线插补〔直线切削〕
3
G02
圆弧插补〔顺时针〕
4
G03
圆弧插补〔逆时针〕
5
G04
00
暂停〔延时〕
6
G0
可编程数据输入〔资料设定〕
7
G20
06
英制输入单位
8
G2
公制输入单位〔美制〕
9
G22
04
存储行程检查接通
0
G23
存储行程检查断开
G25
08
主轴速度波动检测断
2
G26
主轴速度波动检测开
3
G27
00
自动返回参考点确认
4
G28
返回参考位置
5
G30
第2、3、4参考位置返回
6
G32
0
螺纹切削
7
G34
变螺距螺纹切削
8
G40
07
取消刀尖半径补偿
9
G4
刀尖半径左补偿
20
G42
刀尖半径右补偿
2
G50
00
坐标系设定或主轴最大速度设定
22
G52
局部坐标系设定
23
G53
机床坐标系设定
24
G54
4
工件坐标系选择
25
G55
工件坐标系选择2
26
G56
工件坐标系选择3
27
G57
工件坐标系选择4
28
G58
工件坐标系选择5
29
G59
工件坐标系选择6
30
G65
00
调用宏指定
3
G66
2
模态宏调用
32
G67
模态宏调用注销
33
G70
00
精车固定循环
34
G7
外径粗车循环
35
G72
端面粗车循环
36
G73
固定形状粗车循环
37
G74
Z向啄式钻孔及
端面沟槽循环
38
G75
外径断续切槽循环
39
G76
多头螺纹切削循环
40
G90
0
外圆切削循环
4
G92
螺纹切削循环
42
G94
端面切削循环
43
G96
05
恒线速度控制有效
44
G97
恒线速度控制取消
45
G98
02
进给速度按每分钟指定
46
G99
进给速度按主轴每转进给量指定
二、FANUC0iMATETB编程规那么
.小数点编程:
在本系统中输入的任何坐标字〔包括X、Z、I、K、U、W、R等〕在其数值后须加小数点。
即X00须记作X00.0。
否那么系统认为所坐标字数值为00×=。
2.绝对方式与增量方式:
FANUC0T数控车系统中用U或W表示增量方式。
在程序段出现U即表示X方向的增量值,出现W即表示Z方向的增量值。
同时允许绝对方式与增量混合编程。
注意与使用G90和G9表示增量的系统有所区别。
3.进给功能:
系统默认进给方式为转进给。
4.程序名的指定:
本系统程序名采用字母O后跟四位数字的格式。
子程序文件名遵循同样的命名规那么。
通常在程序开始指定文件名。
程序结束须加M30或M02指令。
5.G指令简写模式:
系统支持G指令简写模式。
三、常用准备功能代码详解
.直线插补〔G0〕
格式:
G0X〔U〕Z〔W〕F
说明:
根本用法与其它各系统相同。
此处主要介绍G0指令用于回转体类工件的台阶和端面交接处实现自动倒圆角或直角。
⑴圆角自动过渡:
——格式:
G0XRF
G0ZRF
——说明:
X轴向Z轴过渡倒圆〔凸弧〕R值为负,Z轴向X轴过渡倒圆〔凹弧〕R值为正。
——程序例如:
O400
N0T00
N20G0X0Z.S500M03
N30GZ0F
N40GX20.R5.
N50GZ25.R3.
图4圆角自动过渡过
N60GX30.5
N70G28X20.Z00.
N80M30
⑵直角自动过渡:
——程式:
G0XCF
G0ZCF
——说明:
倒直角用指令C,其符号设置规那么同倒圆角。
——程序例如:
O4002
N0T00
N20G0X0Z.S500M03
N30GZ0F
N40GX20.C2.
N50GZ25.R3.
N60GX30.5
N70G28X20.Z00.
N80M30
提示:
自动过渡倒直角和圆角指令在用于精加工编程时会带来方便,但要注意符号的正负要准确,否那么会发生不正确的动作。
另外,某些FANUC系统倒直角采用I和K指令来表示C值。
2.暂停〔G04〕
——格式:
G04X〔U〕或G04P
——说明:
指令中出现X、U或P均指延时,X和U用法相同,在其后跟延时时间,单位是秒,其后需加小数点。
P后面的数字为整数,单位是ms。
如需延时2秒,该指令可表述为:
G04X2.0或G04U2.0或G04P2000。
3.返回参考位置〔G28〕
——格式:
G28X〔U〕Z〔W〕
——说明:
G28指令意义类似于西门子G74指定。
它的作用效果是各轴以快速移动速度通过中间点回参考点。
它与G74指令不同的是G28指令中的坐标字有效,此位置作为中间点。
指定语句G28U0W0即直接回参考点〔中间点为程序执行前坐标。
4.等螺距螺纹加工〔G32〕
——格式:
G32X〔U〕Z〔W〕F
——说明:
G32指定为单刀切削螺纹指令,其中IP〔即指X、Z坐标〕指螺纹终点坐标。
F指螺距,对端面螺纹,螺距采用半径值。
提示:
G32指令也可用于加工连续螺纹切削。
参见第三章西门子系统图33。
5.变螺距螺纹加工〔G34〕
——格式:
G34X〔U〕Z〔W〕FK
——说明:
G34螺纹用于加工增螺距螺纹或减螺距螺纹。
所谓变螺距螺纹指的是以螺纹切入开始指定基准螺距值F,然后每隔一个螺距产生一个螺距差值〔增值或减值〕。
6.坐标系设定或主轴最大速度设定〔G50〕
——说明:
G50指定用于在程序中设定编程坐标系原点的位置,即预置存放指令。
大多数系统使用G92指令作为预置存放指令〔参见第一章P24页G92指令说明,注意本系统G92指令有其它定义〕。
G50指令格式和使用方法与G92同。
G50也可用在恒线速度加工限制主轴最高转速。
指令格式为“G50S〞。
7.单一固定形状循环加工圆柱及圆锥面〔G90〕
⑴车削圆柱面
——格式:
G90X〔U〕Z〔W〕F
图43G90外圆切削过程
——说明:
本指令的意义是在刀具起点与指定的终点间形成一个封闭的矩形。
刀具从起点按先X方向起刀走一个矩形循环。
其中第一步和最后一步为G00动作方式,中间两步为G0动作方式,指令中的F字只对中间两步作用。
如以下图43,按刀具走刀方向,第一刀为G00方式动作;第二刀切削工件外圆;第三刀切削工件端面;第四刀G00方式快速退刀回起点。
——程序例如〔用G90方式将图44工件完全加工成型〕:
O4003
N0T00
N20G0X3.Z.S800M03
;快速走刀至循环起点。
N30G90X26.Z24.9F0.3
;X方向切深单边量2mm,端面留余量0.mm精加工。
N40X22.;G90模态,X向切深至22mm。
图44G90外圆加工程序例如
N50X20.5;X向单边余量精加工。
N70X20.Z25.F0.2S200;精车
N80G28X00.Z00.
N90M30
提示:
因G90动作的第一刀为快速走刀,因注意起点的位置以确认平安。
⑵ 车削圆锥面
——格式:
G90X〔U〕Z〔W〕RF
——说明:
R字代表被加工锥面的大小端直径差的/2,即表示单边量锥度差值。
对外径车削,锥度左大右小R值为负,反之为正。
对内孔车削,锥度左小右大R值为正,反之为负。
U、W、R关系参见图45。
图46G90外锥度加工例如
——编程例如:
O4004
N0T00
N20G0X32.Z0.5S500M3;刀具定位
N30G90X26.Z25.R2.5F0.5;粗加工
N40X22.
N50X20.5;留精加工余量双边。
N60G0Z0S800M3
N70G90X20.Z25.R2.5F
N80G28X00.Z00.
N90M5
N00M2
提示:
锥面精加工时,注意刀具起始位置的Z轴坐标应与实际锥度的起点Z坐标一致,否那么加工出的锥度不正确;假设刀具起始位置的Z轴坐标取值与实际锥度的起点Z坐标不一致,那么应算出锥面轮廓延长线上对应所取Z坐标处与锥面终点处的实际直径差。
图中:
〔R〕——快速进刀,〔F〕——按程序中F指令速度切削,后面各图中符号含义相同。
图45G90指令代码与加工形状之间的关系
8.单一固定角度循环加工圆柱及圆锥螺纹〔G92〕
⑴圆柱螺纹加工
——格式:
G92X〔U〕Z〔W〕F
——说明:
本指令实质为单一循环加工螺纹,加工过程中,刀具先沿X轴进刀至X〔U〕坐标;第二步沿Z轴切削螺纹,当到达某一位置时,接收到从机床来的信号,起动螺纹倒角〔螺纹倒角参见第二章图28〕,到达Z〔W〕坐标;第三步刀具沿X轴退刀至X初始坐标;第四步沿Z轴退刀至Z初始坐标,加工结束。
——注:
螺纹倒角距离在L至L之间指定,指定单位为L,由参数#530决定。
——编程例如〔仅螺纹加工段〕:
O4005
……
N0T0303
N20G0X28.Z5.S350M3
;刀具定位
N30G92X9.4Z
;螺纹加工
图48G92外圆柱螺纹加工
N40X9.;逐层进刀
N70X8.
……
⑵车削圆锥螺纹
——格式:
G92X〔U〕Z〔W〕RF
——说明:
R字代表被加工锥螺纹的大小端外径差的/2,即表示单边量锥度差值。
对外螺纹车削,锥度左大右小R值为负,反之为正。
对内螺纹车削,锥度左小右大R值为正,反之为负。
加工过程与圆柱螺纹的加工相同。
——程序例如:
O4006
N0T00
N20G0X25.Z5.S300M3
图49G92加工外锥螺纹
N30G92X9.6Z20.R2.5F
N50X9.
……
9.单一固定形状循环加工端面及斜面〔G94〕
⑴ 端面加工
——格式:
G94X〔U〕Z〔W〕F
——说明:
本指令主要用于加工长径比较小的盘类工件,它的车削特点是利用刀具的端面切削刃作为主切削刃。
G94区别于G90,它是先沿Z方向快速走刀,再车削工件端面,退刀光整外圆,再快速退刀回起点。
按刀具走刀方向,第一刀为G00方式动作快速进刀;第二刀切削工件端面;第三刀Z退刀切削工件外圆;第四刀G00方式快速退刀回起点。
——编程例如:
O4007
N0T00
N20G0X52.Z.S500M03
N30G94X20.2Z2.F0.2
;粗车第一刀,Z向切深2
N40Z4.
N50Z6.
N60Z8.
N80X20.Z0.S900;精加工
图4G94端面加工例如
N90G28X00.Z00.
N00M30
⑵锥面加工
图42G94指令段参数示意
——格式:
G94X〔U〕Z〔W〕RF
——说明:
和G90加工锥度轴意义有所区别,G94是在工件的端面上形成斜面,而G90是在工件的外圆上形成锥度,请注意区别。
指令中R字表示为圆台的高度。
圆台左大右小,R为正值;假设那么圆台直径左小右大,那么R为负值,一般只在内孔中出现此结构,但用镗刀X向进刀车削并不妥当。
参见以下图:
提示:
上述G90、G94二指令中的X、Z字均指与起刀点相对的对角点的坐标。
第二节多重复合循环
FANUC系统提供多种多重复合固定循环,主要用于粗、精车外形、内孔,钻孔,切槽,螺纹等加工,可以大大简化编程。
G7、G72和G73主要用于毛坯的粗车,G70用于精车。
G74和G75用于切槽和钻孔。
G76用于螺纹加工循环。
一、精车固定循环〔G70〕
格式:
G70P〔ns〕Q〔nf〕
说明:
G70指令用于在G7、G72、G73指令粗车工件后来进行精车循环。
在G70状态下,在指定的精车描述程序段中的F、S、T有效。
假设不指定,那么维持粗车前指定的F、S、T状态。
G70到G73中ns到nf间的程序段不能调用子程序。
当G70循环结束时,刀具返回到起点并读下一个程序段。
关于G70的详细应用请参见G7、G72和G73局部。
二、外径粗车循环〔G7〕
.概述:
G7指令称之为外径粗车固定循环,它适用毛坯料粗车外径和粗车内径。
在G7指令后描述零件的精加工轮廓,CNC系统根据加工程序所描述的轮廓形状和G7指令内的各个参数自动生成加工路径,将粗加工待切除余料一次性切削完成。
2.格式:
G7U〔Δd〕R〔e〕
G7P〔ns〕Q〔nf〕U〔Δu〕W〔Δw〕FST
式中:
Δd——循环每次的切削深度〔半径值、正值〕
e——每次切削退刀量
ns——精加工描述程序的开始循环程序段的行号
nf——精加工描述程序的结束循环程序段的行号
u——X向精车预留量
w——Z向精车预留量
3.G7指令段内部参数的意义:
图42G7指令内部参数示意
CNC装置首先根据用户编写的精加工轮廓,在预留出X和Z向精加工余量Δu和Δw后计算出粗加工实际轮廓的各个坐标值。
刀具按层切法将余量去除〔刀具向X向进刀d;切削外圆后按e值45°退刀;循环切削直至粗加工余量被切除〕。
此时工件斜面和圆弧局部形成阶台状外表,然后再按精加工轮廓光整外表最终形成在工件X向留有Δu大小的余量、Z向留有Δw大小余量的轴。
粗加工结束后可使用G70指令将精加工完成。
4.其它说明:
⑴当Δd和Δu两者都由地址U指定时,其意义由地址P和Q决定。
⑵粗加工循环由带有地址P和Q的G7指令实现。
在A点和B点间的运动指令中指定的F、S和T功能对粗加工循环无效,对精加工有效;在G7程序段或前面程序段中指定的F、S和T功能对粗加工有效。
⑶当用恒外表切削速度控制时,在A点和B点间的运动指令中指定的G96或G97无效,而在G7程序段或以前的程序段中指定的G96或G97有效。
⑷X向和Z向精加工余量Δu、Δw的符号如下:
图422G7指令中Δu、Δw符号确实定
提示:
⑴有别于0系统其它本,新的0i/0iMATE系统G7指令可用来加工有内凹结构的工件。
⑵G7可用于加工内孔,Δu、Δw符号见上图。
⑶第一刀走刀必须有X方向走刀动作。
⑷循环起点的选择应在接近工件处以缩短刀具行程和防止空走刀。
4.编程例如:
图423例48题图
O4008
N0T00
N20G0X46.Z0.5S500M03
N30G7U2.R0.5;每层切深2mm,退刀。
N40G7P50Q0U0.3W0.F0.3;精加工余量X向单边量,Z向。
粗切进给量/r。
N50GX5.
N60GZ0F0.5S800;精加工进给量/r。
精切转速为800RPM。
N70Z5.
N80X30.Z30.
N90Z42.
N00G2X36.Z45.R3.
N0GX46.
N20G70P50Q00;精加工循环
N30G28X00.Z00.
N40M5
N50M30
三、端面粗车循环〔G72〕
.概述:
端面粗车循环指令的含义与G7类似,不同之处是刀具平行于X轴方向切削,它是从外径方向往轴心方向切削端面的粗车循环,该循环方式适于对长径比较小的盘类工件端面方向粗车。
和G94一样,对93°外圆车刀,其端面切削刃为主切削刃。
2.格式:
G72W〔d〕R〔e〕
G72P〔ns〕Q〔nf〕U〔u〕W〔w〕FST
式中:
d——循环每次的切削深度〔正值〕
e——每次切削退刀量
ns——精加工描述程序的开始循环程序段的行号
nf——精加工描述程序的结束循环程序段的行号
u——X向精车预留量
w——Z向精车预留量
3.说明:
在A′和B之间的刀具轨迹沿X和Z方向都必须单调变化。
沿AA′切削是G00方式还是G0方式,由A和A′之间的指令决定。
X、Z向精车预留量u、w的符号取决于顺序号“ns〞与“nf〞间程序段所描述的轮廓形状。
参见图425。
图425G72指令段内u、w的符号
4.编程例如
O4009
N0T00
N20G0X6.Z0.5S500M03
N30G
N40G72P50Q00U0.W0.3F
N50G0Z5.
N60GX40.F0.5S800
N70X30.Z0.
N80Z5.
N90G2X20.Z0R5.
N00G
N0G70P60Q0
N20G28X00.Z00.
N30M30
提示:
.G72不能用于加工端面内凹的形体。
2.精加工首刀进刀须有Z向动作。
3.循环起点的选择应在接近工件处以缩短刀具行程和防止空走刀。
四、成型加工复合循环〔G73〕
.概述:
成型加工复合循环也称为固定形状粗车循环,它适用于加工铸、锻件毛坯零件。
某些轴类零件为节约材料,提高工件的力学性能,往往采用锻造等方法使零件毛坯尺寸接近工件的成品尺寸,其形状已经根本成型,只是外径、长度较成品大一些。
此类零件的加工适合采用G73方式。
当然G73方式也可用于加工普通未切除余料的棒料毛坯。
2.格式:
G73U〔Δi〕W〔Δk〕R〔Δd〕
G73P〔ns〕Q〔nf〕U〔Δu〕W〔Δw〕FST
式中:
Δi:
X方向毛坯切除余量〔半径值、正值〕
Δk:
Z方向毛坯切除余量〔正值〕
Δd:
粗切循环的次数
ns:
精加工描述程序的开始循环程序段的行号
nf:
精加工描述程序的结束循环程序段的行号
Δu:
X向精车预留量
Δw:
Z向精车预留量
3.其它说明:
⑴当值Δi和Δk,或者Δu和Δw分别由地址U和W规定时,它们的意义由G73程序段中的地址P和Q决定。
当P和Q没有指定在同一个程序段中时,U和W分别表示Δi和Δk;当P和Q指定在同一个程序段中时,U、W分别表示Δu和Δw。
⑵有P和Q的G73指令执行循环加工时,不同的进刀方式〔共有4种〕,Δu,Δw和Δk,Δi的符号不同〔参见图427〕,应予以注意。
加工循环结束时,刀具返回到A点。
图427G73指令中ΔuΔwΔkΔi的符号
另:
F、S、T意义同G7、G72。
3.G73指令应用例如及详解:
加工如以下图工件,其毛坯为锻件。
工件X向残留余量不大于5mm。
Z向残留余量不大于3mm。
要求采用G73方式切削出该零件。
程序例如如下:
O400
N0T00
N20G0X0.Z0.S800M3
N30G73U5.W3.R3.
N40G73P50Q0U0.4W0.F
N50G0X50.Z.S000
N60GZ0.F0.5
N70X60.Z5.
图428G73加工例如
N80Z25.
N90G2X80.Z35.R0.
N00GX90.Z40.
N0G0X0.Z0.
N20G70P50Q0
N30G28X00.Z50.
N40M30
G73同样可以切削没有预加工的毛坯棒料。
如上图所示工件,假设将程序中的N30~N50行进行调整,如下所述,即可采用不同的渐进方式将工件加工成型。
〔由于G73在每次循环中的走刀路径是确定的,须将循环起刀点与工件间保持一段距离〕
——X、Z向双向进刀。
N30G0X50.Z30.
N40G73U25.W0.R3.
N50G73P60Q20.U0.4W0.F
……
N20G0X50.Z30.
……
——X向进刀。
N30G0X50.Z.
N40G73U25.W0R3.
N50G73P60Q20.U0.4W0.F
……
N20G0X50.Z.
——Z向进刀。
N30G0X92.Z45.
N40G73U0W40.R3.
N50G73P60Q20.U0.4W0.F
……
N20G0X92.Z45.
提示:
建议使用X、Z双向进刀或X单向进刀方式,假设使用Z向单向进刀,会使整个切削过程中,刀具的主切削刃切深过大。
加工内凹型面时,如果使
用Z向单向进刀方式,会将凹型轮廓破坏,所以常采用X向单向进刀。
例4:
图422例4题图
G73用于内凹型体的切削,用G73编制的程序如下〔假定工件外圆已加工完成〕:
N0T00;菱形刀片偏刀
N20S500M3
N30G0X50.Z0.
N40G73U4.W0R3.
N50G73P60Q90U0.4W0F
N60G
N70G
N80G0X50.Z0.
N90G70P60Q90
N00G0X00.Z00.M5
N0M30
提示:
.G73指令用于未切除余量的棒料切削时会有较多的空刀行程,因此应尽可能使用G7、G72切除余料。
2.G73指令描述精加工走刀路径应封闭。
3.G73指令用于内孔加工时,如果采用X、Z双向进刀或X单向进刀,须注意是否有足够的退刀空间,否那么会发生刀具干预。
五、端面沟槽复合循环或深孔钻循环〔G74〕
.概述:
该指令可实现端面深孔和端面槽的断屑加工,Z向切进一定的深度,再反向退刀一定的距离,实现断屑。
指定X轴地址和X轴向移动量,就能实现端面槽加工;假设不指定X轴地址和X轴向移动量,那么为端面深孔钻加工。
2.格式:
⑴ 对端面沟槽复循环:
G74R〔e〕
G74X〔u〕Z〔w〕P〔Δi〕Q〔Δk〕R〔Δd〕F
式中:
e:
每次啄式退刀量
u:
X向终点坐标值
w:
Z向终点坐标值
Δi:
X向每次的移动量
Δk:
Z向每次的切入量
Δd:
切削到终点时的X轴退刀量〔可以缺省〕
注:
X向终点坐标值为实际X向终点尺寸减去双边刀宽。
⑵ 对啄式钻孔循环〔深孔钻循环〕:
G74R〔e〕
G74Z〔w〕Q〔Δk〕F
式中:
e:
每次啄式退刀量
w:
Z向终点坐标值〔孔深〕
Δk:
Z向每次的切入量〔啄钻深度〕
G74的动作及参数请参看下面的路径图:
图423端面深孔钻或端面槽参数示意
3.编程例如:
例42端面切槽
图424例2题图
程序例如如下:
N0T0606〔端面切槽刀,刃口宽4〕
N20S300M3
N30G0X30.Z2.
N40G74R.
N50G74X62.Z5.P3500
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