FANUC0i数控系统加工中心的操作

1、第九章FANUC 0i系统加工中心操作第一节 加工中心机床结构简介、加工中心的结构加工中心按主轴加工时的空间位置的不同，分为卧式、立式和万能加工中心。这里只介绍立式加工中心，即主轴的轴线为垂直设置，其结构多为固定立柱式，工作台为十字滑台，如图9-1-1所示。图9-1-1加工中心1、基础部件由床身、立柱和工作台等大件组成，它们是加工中心结构中的基础部件。它们要承受加工中心的静载荷以及在加工时的切削负荷，因此要求具备更高的静动刚度，也是加工中心中质量和体积最大的部件。汉川机床XH715的工作台面尺寸为520*1100毫米。2、 主轴部件有主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承等零件组成。主轴部件是切削

2、加工的功率输出部件，是加工中心的关键部件。3、 数控系统由CNC装置、伺服驱动装置以及伺服电机等部分组成，是加工中心执行顺序控制动作和控制加工过程的核心装置。汉川机床XH715D采用FANUCOi MA数控系统。4、 自动换刀装置（ATC加工中心执行选刀和换刀的装置，主要组成部分是刀库、机械手和驱动机构等。图 9-1-2是汉川XH715D自动换刀装置示意图，其刀库容量为24、刀具型式为BT40b图9-1-2刀库二、加工中心的结构、性能加工中心主要用于箱体类零件和复杂曲面零件的加工，能把铳削、镗削、钻削、攻螺纹和车螺纹等功能集中在一台设备上。因为它具有多种换刀或选刀功能，可自动完成或接近完成工件

3、个面的所有加工工序，从而使生产效率和自动化程度大大提高。1、 高度自动化加工中心按照数控系统的指令自动的读进给速度、切削深度、主轴回转速度、选刀、换刀以及其他辅助功能进行控制，无需操作者进行中间操作，实现了加工自动化。2、 大功率和高精度加工中心在加工时能在一次装夹中进行粗、精加工。即能保证高效率进行大切削的粗加工，又能进行半精加工和精加工，并把批量生产工件的质量分散度控制在一定范围内。通常，加工中心的主传动电机功率比普通机床高50-100%，而主要部件和基础件的精度也比普通机床高。如我校购买的汉川机床XH715D加工中心，主轴功率高达11KW主轴最大扭矩 68N.m,机床定位精度土 0.00

4、5mm/300mm重复定位精度土 0.002mmt3、 高速度和高可靠性加工中心的主轴转速和进给速度也远高于普通机床，能在高负荷下长时间工作。汉川机床XH715D最高转速8000r/min ,快速移动速度20m/min。三、加工中心常用刀具工序集中的特点决定了加工中心在一次装夹中要经过多次换刀完成多工序加工，所以加工中心对零件个各加工部位要选用不同的刀具。加工中心使用的刀具按加工方式不同可分为钻削刀具、镗削刀具、铳削刀具、螺纹加工刀具、铰削刀具等。表9-1为常用刀具种类及典型应用。表9-1 立铳刀种类及其典型应用普通立铳刀与球头立铳直柄普通立铳刀一般做成整 体式，锥柄普通立铳刀一般做成刀焊接式

5、；键槽立铳刀与通用立铳 刀的区别在于键槽立铳刀根据键 槽选用的配合不同有正负公差之 分；右图从左至右依次为：通用 立铳刀铳槽，通用立铳刀铳轮廓， 球头铳刀铳圆弧槽，球头铳刀铳 曲面铳台阶用立 铳刀此铳刀做成可转位式，刀片 为硬质合金并可更换，加工效率 咼；主偏角为90 °，能加工直角 台阶；右图从左至右依次为：铳 削浅槽，铳削台阶，铳削平面可转位螺旋 立铳刀此铳刀可转位刀片分布在铳 刀螺旋槽上，个螺旋槽上的刀片 交错排列，并有一定的搭接量， 一个刀片只切除余量的一部分， 所有刀片通过配合能切除所有余 量；适合于粗加工；右图从左至 右依次为：粗铳槽，粗铳轮廓； 另外，它也可加工台阶和平

6、面多功能立铳刀多功能立铳刀可转位刀片为 八角形，能一把刀完成多表面加 工，节省了刀库空间及换刀时间； 右图从左至右依次为：加工浅槽， 加工台阶，加工平面，加工倒角圆角立铳刀圆角立铳刀可转位刀片为圆 形，可进行零件底面与侧面过渡 原角的加工；右图从左至右依次 为：加工槽，加工平面，加工曲 面，通用立铳刀的刀尖也能制成 同样形状，进行曲面等部位的加 工，而且刚性比相同圆角半径的 球头铳刀咼倒角立铳刀倒角立铳刀刀片为四边形， 适合于加工45°的倒角；右图从 左至右依次为：加工侧面槽，加 工倒角，加工台阶和平面T形槽立铳刀右图为可转位硬质合金立铳 刀，右图从左至右依次为：加工 T形槽，加工台

7、阶，锪孔；高速 钢T形槽立铳刀一般为焊接式， 但一般只用于切削 T形槽加工中心使用的刀具繁多，而每种刀具与加工中心的连接由工具系统实现。它主要由工作头、刀柄、拉钉、接长杆等组成，起到固定刀具及传动切削动力的作用，如图9-1-3所示。图9-1-3工具系统四、切削用量的选择加工中心切削用量的选择原则与普通机床相同，可根据机床性能参数，在刀具使用寿命许可范围内根据刀具厂商推荐切削量选用，并通过实践检验来确定。表9-2可供参考。表9-2切削用量的选择(高速钢立铳刀、粗铳)工件材料铸铁铝钢刀具直径(mm齿数切削速度切削速度切削速度每齿进给量每齿进给量每齿进给量8228126250.050.050.051

8、0228129260.060.060.05切削深度的选择a p(mm：粗加工时在机床刚度和主轴功率允许的情况下，尽可能一次切除粗加工全部加工余量， 以减小进给次数，提高切削加工效率。 粗加工时轴向切削深度一 般为刀具直径的1到1.5倍，同时留有足够的精加工余量， 在精加工时应在一次行程中切除 全部加工余量，切削深度可等于切削刃的长度。进给速度的选择V f (mm/min)：应依据被加工工件的加工精度和表面粗糙度要求，以及刀具材料、工件材料选取。在内轮廓加工中，拐角处应适当降低进给量，以免切削量过大导致刀具损坏和切坏工件。计算公式V f = fz * z * n(fz每齿进给量z齿数n转速)切削

9、速度的选择V c ( m/min)：切削速度应当根据刀具经济使用寿命，对应最低加工成 本适当选择。为提高刀具寿命在切削过程中合理使用切削液是必要的，同时可提高加工表面质量和加工精度。转速的确定 n (r/min )： n = (V c * 1000 ) / (d * 口)五、加工程序的编制1、刀具长度偏置指令加工中心运行时要经常交换刀具，而每把刀具长度的不同，为了使加工同一个面是不造成过切需要对每把刀的长度进行补偿。为此需要在机床中设定刀具长度补偿量，使每把刀的刀尖正好在工件表面上，如图9-1-4所示。图9-1-4刀具长度补偿原理 刀具补偿指令及格式：G43正向偏置，即把刀具向上抬起G44负向

10、偏置，即把刀具向下补偿G49取消刀具补偿（回参考点后使用较安全）H及其后的数字为刀具长度补偿值所存放的地址，在加工前将测量每把刀的补偿值预先存在数控系统中。进行刀具长度补偿时，刀具要有Z向移动。2、换刀指令在加工中心换刀时，要用到选刀指令（ T代码）和换刀指令（M06）。多数加工中心都给 定了换刀位置，主轴只有运动到换刀点， 机械手才能执行换刀动作。 换刀时应有回参考点的 准备功能G28指令，当系统遇到选刀指令 T代码时，自动按照刀号选刀， 被选中的刀具处于 刀库中的换刀位置上。接到换刀指令 M06后，机械手执行换刀动作。换刀程序格式：M05 M09;G80;G91 G28 Z0 ;T_ ；G

11、49 M06;3、固定循环在数控加工中， 的指令即可完成加工, 固定循环指令格式：GG90有些典型的加工工序， 是由刀具固定的动作完成的，这样用单一程序段此种指令称为固定循环指令。8X YR' Z P Q F LG91G99其中G98 返回平面为初始平面；G99返回平面为安全平面（ R_ 平面）；L_ 固定循环的重复次数。G_固定循环指令X、丫_孔位置；R_ 安全平面高度;z_ 孔深；P_ 在孔底停留时间，ms;Q_ 每次进刀深度；F_ 进给速度； 固定循环指令分类：钻孔循环：G73, G81, G83;攻螺纹循环：G74, G84 （切换至攻螺纹模式）；镗孔循环：G76, G81，G

12、82, G85，G86，G87, G88, G89 取消固定循环： G80（ GOQ G01，G02, G03）。第二节控制面板与操作、系统面板如图9-2-1所示FANUC Series Oi-M;右图从左至右依次为：）OOOOO N0000OX 0.000 丫 0.000Z 0.000加工产品1运行时间 0H00M 切削时间 0H00M00SACT F 00MM/ 分 S 0T24REF20:54:02绝对 相对综合Op%& ZXuYv工zM.SjJa2i珂%叫-JPD5RROTOFFSETsmrCANINPUTSYSTMIJESGECVSTMGRAPHALTERINSERTDELT

13、EtPAGEtHELP11PAGEIRESET1.编辑键图9-2-1系统操作面板ALlBll:替代键，用输入的数据替代光标所在的数据。ML£t|:删除键，删除光标所在的数据；或者删除一个数控程序。JNSRl:插入键，把输入域之中的数据插入到当前光标之后的位置。:修改键，消除输入域内的数据。H :回车换行键，结束一行程序的输入并且换行。2.页面切换键:数控程序显示与编辑页面。POSrl:位置显示页面，位置显示有三种方式（绝对坐标、相对坐标、机床坐标）参数输入页面，按提示进入坐标系设置页面或刀具补偿参数页面。进入不同的页面以后，用3. 输入键mil输入键，把输入域内的数据输入参数页面或输

14、入一个外部的数控程序。4. 翻页键（PAGE向下或向上翻页。5. 光标移动（CURSOR：向下或向上、向左或向右移动光标。6. 数字/字母键y C5丫碍213*0 "例：若要输入数字“ 7”，则用鼠标点击即可；若要输入字母“ A”，则用鼠标点击 ，然后点击即可。7 .编辑数控程序1）选择一个数控程序a）选择模式在EDIT方式下b） 按，键入字母“ 0”；c） 按 : 键入数字“ 7”，即键入搜索的号码：“ 0 7”；d）按| I开始搜索；“ 0 0007”显示在屏幕上，2）删除一个数控程序a）选择模式在EDIT方式下；b）按"x键入字母“ 0”；c） 按键入数字“ 7”，即

15、键入要删除的程序的号码：“0 7”；d)3)a)按 ，“ 0 7” NC程序被删除。删除全部数控程序b)3，然后键入“ 0 -9999 ”；DL£t|按，屏幕提示“此操作将删除所有登记程式，你确定吗?c）则全部数控程序被删除。4）搜索一个指定的代码一个指定的代码可以是：一个字母或一个完整的代码。例如：“”，点击“是”，N0010”、“ M'选择模式在EDIT方式下；F”、“ G03'等等。搜索在当前数控程序内进行。操作步骤如下:在EDIT方式下，按"，然后选择一个NC程序，输入需要搜索的字母或代码，按I在当前数控程序中搜索，光标停留在需搜索的字母或代码处。5

16、）编辑NC程序（删除、插入、替换操作）a）将模式选择在 EDIT方式下；b)选择PR0Q；ihsrtIc)输入被编辑的NC程序名如“ 0 7”，按即可编辑。移动光标：TI jyyjl方法一：按或.翻页，或按或 移动光标。方法二：用搜索一个指定的代码的方法移动光标。键用于删除输入域输入数据：用光标点击数字/字母键，数据被输入到输入域。 内的数据。6） 通过控制操作面板手工输入NC程序a）将模式选择在 EDIT方式下；b）按”凶键，进入程序页面；c）键入程序名，但不可以与已有程序名的重复；d）按 T键，开始程序输入；注意：每输完一段程序，键入，进行换行，再继续输入下一段程序。7）参数设置主要包括两

17、个方面：a）刀具参数的设置点击"OFSET键，点选补正，如图9-2-2所示，通过光标键移动到参数修改位置，其中，H为刀具长度，D为刀具半径。注意输入的参数应与所用刀具号的相关参数一致。 移动光标到对应位置，输入相应的补偿值到长度补偿H或半径补偿D中。磨耗值一般设为0。FANUC Series Oi-M刀具补正O5555N00000番号（形状）H（磨耗）H（形状）D （磨耗）D001120.0000.0004.0000.0000020.0000.0000.0000.0000030.0000.0000.0000.0000040.0000.0000.0000.0000050.0000.00

18、00.0000.0000060.0000.0000.0000.0000070.0000.0000.0000.0000080.0000.0000.0000.000现在位置（相对坐标）X0.000Y 0.000Z0.000>Edit * *19:44:08No检索C输入+输入输入图9-2-2刀具参数设置b） 工件零点的设置按I鑿B键进入参数设定页面，如图9-2-3所示。按“工件”用PAGE丄和丄I键在No1No3坐标系页面和 No4No6坐标系页面之间切换，No1No6分别对应 G54G59。用 CURSOR.厂和d选择坐标系。输入地址字X/Y/Z ）和数值到输入域。方法参考“输入数据”操作

19、，按in 例！rl'键，把输入域中间的内容输入到所指定的位置。FANUC Series Oi-M工件坐标系设定O0000N00000（G54）番号数据0.0000.0000.000番号02 X（G55） YZ数据0.0000.0000.00000（EXT）XYZ番号数据番号数据01X-250.00003 X0.000（G54）Y-240.000（G56） Y0.000Z-220.000Z0.000>REF *图9-2-3工件坐标系页面22:22:22（8）Mb补手动数据输入ETING】坐标系】操作】置模式选择于MDI,按l"l，输入程序按二1,程序编完后，按数控程序运行

20、控制开关中的运行按钮运行。第三节 FANUC 0i加工中心操作步骤一、熟悉机床操作面板 机床操作面板见图9-3-1。图 9-3-1 机床操作面板二、开机回零 机床通电前，查看气压压力大小，润滑油液面高度等。机床通电后，检查各开关及按键 工作是否正常，机床有无异样。各坐标回零，应当先回Z坐标，而后回X、Y坐标。若某轴已处在回零点位置或附近，则必须在JOG方式下用该轴负方向键先将该轴移动到距离回零点 150mm以外，再回零。回零结束后让机床预热 15分钟，使其到热平衡状态。三、刀库调整与操作主轴刀具可在JOG方式下，机械手停在原位时， 用主轴上的绿色按钮卸下或装上，当主轴上有刀具时不可按下机床控制

21、面板上的松刀按钮，以免打坏刀具。刀库手动选刀可在 JOG方式下，刀套翻上状态，用刀库正转或反转键对刀库进行手动操 作，每次按下刀库对应转过一个刀位。刀具号查询：系统一一PM参数一一数据表一一按下软键Go DATA即可查看D0-D24刀库位对应的刀具号。人为干涉换刀过程，换刀过程中非法停机或首次使用必须进行刀库调整。四 、工件装夹与找正 将准备好的工件放置在平口虎钳合适的位置， 用扳手多次均匀的压紧工件， 同时用木榔 头敲打工件，保持其水平；将寻边器装至主轴上，并设定主轴转速在 400-600 范围内； 将测定端与工件端面相接触且逐渐逼近工件端面， 测定端由摆动变为相对静止， 此时改 用微动进给

22、，直到测定端重新产生偏心为止，图9-3-2所示。图 9-3-2 寻边器重复操作几次，可保证测定精度在3um以内，记录所测数值（注意减去寻边器直径）在MDI方式下，进入 OFFSE冲的坐标系设定界面，将工件坐标系原点输入（注意 Z轴应设 为零）；五、绝对刀具长度补偿设置1. Z 轴回零；2. 调用 T01 号刀具；3将Z轴测定器放置在工件平整的表面上（即工件零平面）；4. 在手轮操作方式下，旋转手轮使刀尖接触 Z轴测定器（当刀尖靠近测定器时采用微动 进给），同时观察测定器指针，直至指向零刻度；5. 记录机床机械坐标中的 Z轴坐标值，并将此数值减去 Z轴测定器的高度后即得刀具长 度补偿值；6. 在

23、MDI方式下，进入 OFFSET界面中，将长度补偿值输入H01所在位置；7. 重复以上操作设定 T02的长度补偿值到 H02六、输入程序（只选用其中一个加工方式）自动加工方式，在编辑状态下手动输入程序，并存储。DNC加工方式，用串口通讯线连接机床和计算机，设定好串口设置，按循环开始键，同 时启动计算机端程序。七、自动加工八、关机加工完毕后，按下急停开关，卸下工件，打扫机床，关闭CNQ关闭总电源，关闭空压机电源。第四节FANUC 0i加工中心操作实例零件如图9-4-1所示:60°222X45其余胡S.0+I0S图9-4-1 零件图一、备料：45钢备料，毛坯为 50mnX 50mnX 1

24、4mnt勺方形坯料，且底面和四个轮廓面 均已加工好，要求在立式加工中心上加工顶面、台阶、孔及螺纹。二、工、量具，见表 9-3 :表9-3工、量、刀具清单名称规格备注钻头 4. 2、 18、 19. 85机用丝锥M5立铳刀 1OR0倒角刀25铰刀 20H8中心钻3面铳刀63螺纹塞规M5游标卡尺百分表磁性表座活动搬手压板、螺钉、虎钳三、工艺卡见表 9-4 :表9-4工艺卡零件 名称材料日期编制顺序 号加工面刀具号刀具类 型刀具尺 寸长度偏置号半径偏置号转速进给速 度备注1上平面01面铳刀63H15001502B面02立铳刀10H2D2600703四中心 孔03中心钻3H31200804三螺纹底孔0

25、4钻头4.2H41000605中心底 孔05钻头18H5300706中心孔06钻头19.85H6300807倒角07倒角刀25H7600708攻螺纹08丝锥M5H89铰孔09铰刀 20H8H96060四、数控加工程序单1O00001;2G17 G21;3G90 G40 G80 G49 ;4T015M06;6G00 G90 G54 X80.YO ;7S500 M03;8G43 Z100.H01 ;9Z0.5 M08;10G01 X-80.F150.011ZQ12S750 M03;13GOI X80.F100.;14GOO Z100.M05;15G28 G91 ZO M09;16G49;17T02

26、;18M06;19GOO G90 G54 X-35.Y35.;20S500 M03;21G43 Z100.H02 ;22Z-3.5 M08 ;23G01 G41 D02 Y26.5 F70.;24XO25G02 J-26.5 ;26G01 X17.5 ;27YO28G02 X15.108 Y-8.831 R17.5;29G03 X14.519 Y-13.507 R6.;30G02 X4.438 Y-19.328 R6.;31G03 X0.094 Y-17.5 R6.;32G02 X-15.202 Y-8.669 R17.5;33G03 X 18.957 Y-5.820 R6.;34G02 X-

27、18.957 Y5.820 R6.;35G03 X 15.202 Y8、669 R6.;36G02 XO.094 Y17.5 R17.5;37G03 X4.438 Y19.328 R6.;38G02 X14.519 Y13.507 R6.;39G03 X15.108 Y8.831 R6.;40G02 X17.5 YO R17.5 ;41G01 Y 35.;42G40 X50.Y-50.;43G01 Z10.;44G00 X-35 Y35.;45MOO46S750 M03 ;47G01 Z-4.F50.;48G01 G41 D02 Y23.5 F70.;49XO50G02 J-23.5 ;51G

28、01 X17.5 ;52YO53G02 X15.108 Y-8.831 R17.5;54G03 X14.519 Y-13.507 R6.;55G02 X4.438 Y-19.328 R6.;56G03 XO.094 Y 17.5 R6.;57G02 X-15.202 Y-8.669 R17.5;58G03 X18.957 Y-5.820 R6.;59G02 X-18.957 Y5.820 R6.;60G03 X-15.202 Y8.669 R6.;61G02 XO.094 Y17.5 R17.5;62G03 X4.438 Y19.328 R6.;63G02 X14.519 Y13.507 R6.;64G03 X15.108 Y8.831 R6.;65G02 X17.5 YO R17.5 ;66G01 Y-35.;67G40 X50.Y-50.;68G00 Z100.M05;69G28 G91 ZO M09;70G49;71T03;72M06;73GOO G90 G54 XO YO74S1000 M03;75G43 Z100.H03 M08 ;76G99 G81 Z-5.R5.F50.;77X-1 7.5 YO ;78X8.75 Y15