数控机床编程与操作 第二节 174P

第一节FANUC系统及其功能简介一、FANUC数控系统介绍FANUC公司生产的CNC产品主要有FS3、FS6、FS0、FS10/11/12、FS15、FS16、FS18、FS21/210等系列。目前我国用户使用的系列主要有FS0、FS15、FS16、FS18、FS21/210等。1．FS0系列FS0系列是一种面板装配式的CNC系统。它有许多类型：T型CNC系统用于单刀架单主轴的数控车床TT型CNC系统用于单主轴双刀架或双主轴双刀架的数控车床M型CNC系统用于数控铣床或加工中心G型CNC系统用于数控磨床F型是对话型数控CNC系统常用FS0系列数控系统的型号有：FANUC0–TDFANUC0–MDFANUC0i–TA/TB/TC/TDFANUC0i–MA/MB/MC2．FS10/11/12系列FS10/11/12系列有多个品种，可用于车、铣、磨等各种机床。它的类型有：M型T型TT型F型

3．FS15系列FS15系列是FANUC公司较新开发的32位CNC系统，被称为人工智能CNC系统。4．FS16/FS18系列在FS16/FS18系列中，常用的数控系统型号有FANUC18i–TA/TBFANUC18i–MA/MB5．FS21/FS210系列FS21/FS210系列是FANUC公司最新推出的系统，该系统常用的数控系统型号有：FANUC21i–MA/MBFANUC21i–TA/TB本系列的数控系统适用于中小型数控机床。二、FANUC0i系统功能介绍1．准备功能指令FANUC系统常用准备功能指令

2．辅助功能指令辅助功能指令以代码“M”表示。FANUC0i系统的辅助功能指令与常用M指令相同。3．其他功能指令

第二节内、外圆加工单一固定循环

一、内、外圆切削循环G901．圆柱面切削循环（1）指令格式G90X(U)

Z(W)

F

；X(U)

Z(W)

：循环切削终点处的坐标，U和W后面数值的符号取决于轨迹AB和BC的方向。F：循环切削过程中的进给速度，该值可沿用到后续程序中去，也可沿用循环程序前已经指令的F值。例G90X30.0Z－30.0F0.1；圆柱面切削循环的运动轨迹（2）本指令的运动轨迹及工艺说明圆柱面切削循环的运动轨迹（3）编程实例例1

试用G90指令编写如图所示工件的加工程序。圆柱面切削循环加工视频程序例2试用G90指令编写如图所示工件中φ36孔的加工程序（其他轮廓已加工）。G90内轮廓切削循环加工视频程序用G90指令加工内轮廓2．圆锥面切削循环

（1）指令格式G90X(U)

Z(W)

R

F

；X(U)

Z(W)

：循环切削终点处的坐标；F：循环切削过程中进给速度的大小；R：圆锥面切削起点(图a中的B点)处的X坐标减终点（图a中的C点）处X坐标之值的二分之一。圆锥面切削循环的运动轨迹（2）本指令的运动轨迹与工艺分析G90循环指令中的R值有正负之分，当切削起点处的半径小于终点处的半径时，R为负值，反之则为正值。圆锥面切削循环的运动轨迹（3）编程实例

例试用G90指令编写图所示工件的加工程序。圆锥面切削循环加工视频程序二、端面切削循环G941．平端面切削循环这里所指的端面即与X轴坐标平行的端面，称为平端面。（1）指令格式G94X(U)

Z(W)

F

；X(U)

Z(W)

、F含义同G90。例

G94X10.0Z-20.0F0.2；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明平端面切削循环的运动轨迹（3）编程实例

例试用G94指令编写图所示工件的加工程序。平端面切削循环加工视频程序2．斜端面切削循环当圆锥母线在X轴上的投影长大于其在Z轴上的投影长时，该端面即称为斜端面。（1）指令格式G94X(U)

Z(W)

R

F

；X(U)

Z(W)

、F含义同G90。R：斜端面切削起点(图中的B点)处的Z坐标减去其终点（图中的C点）处的Z坐标值。斜端面切削循环的运动轨迹（2）

本指令的运动轨迹及工艺说明本指令的运动轨迹及工艺说明与G90指令相似。斜端面切削循环的运动轨迹（3）编程实例例

试用G94指令编写图所示工件的加工程序。斜端面切削循环加工视频程序固定循环的选择a）圆柱面切削循环G90b）圆锥面切削循环G90(R)c）平端面切削循环G94d）斜端面切削循环G94(R)三、使用单一固定循环（G90、G94）时应注意的事项（1）如何使用固定循环G90、G94，应根据坯件的形状和工件的加工轮廓进行适当的选择，一般情况下的选择如图所示。（2）由于X（U）、Z（W）和R的数值在固定循环期间是模态的，所以，如果没有重新指定X（U）、Z（W）和R，则原来指定的数据有效。（3）如果在使用固定循环的程序段中指定了EOB或零运动指令，则重复执行同一固定循环。（4）如果在固定循环方式下，又指令了M、S、T功能，则固定循环和M、S、T功能同时完成。（5）如果在单段运行方式下执行循环，则每一循环分4段进行，执行过程中必须按4次循环启动按钮。（6）采用不同的切削方式时，其选择的刀具类型也不相同。如选用G90指令加工外圆时，应选择如图a所示的外圆车刀；而选用G94指令加工端面时，应选择如图b所示的端面车刀。外圆车刀和端面车刀第三节内、外圆复合固定循环

一、毛坯切削循环1．粗车循环（G71）（1）指令格式G71UΔdRe

；G71PnsQnfUΔuWΔwF

S

T

；Δd：X向背吃刀量（半径量指定），不带符号，且为模态值。e：退刀量，其值为模态值。ns：精车程序第一个程序段的段号。nf：精车程序最后一个程序段的段号。Δu：X方向精车余量的大小和方向，用直径量指定（另有规定则除外）。Δw：Z方向精车余量的大小和方向。F、S、T：粗加工循环中的进给速度、主轴转速与刀具功能。例

G71U1.5R0.5；G71P100Q200U0.3W0.05F0.2；（2）G71粗车循环指令的运动轨迹及工艺说明粗车循环轨迹图粗车内凹轮廓（3）编程实例

例试用复合固定循环指令编写图所示工件的粗加工程序。复合固定循环加工视频程序2．精车循环（G70）

（1）指令格式G70PnsQnf；ns：精车程序第一个程序段的段号；nf：精车程序最后一个程序段的段号。

例

G70P100Q200；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明粗车循环的运动轨迹程序一：G28U0W0；（返回机床参考点）T0202；（转2号精车刀）G00X52.0Z2.0；（返回循环起点）

程序二：G00X100.0Z100.0；或G00X150.0Z20.0；（前一程序段未考虑顶尖位置，后一程序段则已考虑了顶尖位置）T0202；G00X52.0Z2.0；（返回循环起点）精车之前，如需进行转刀，则应注意转刀点的选择。

（3）编程实例例试用G71与G70指令编写如图所示工件内轮廓（坯孔直径为18mm）粗、精车的加工程序。精加工循环示例件加工视频程序3．平端面粗车循环（G72）（1）指令格式G72WΔdRe；G72Pns

Qnf

UΔu

WΔwF

S

T

；

Δd：Z向背吃刀量，不带符号，且为模态值。其余同G71指令中的参数。例

G72W1.5R0.5；G72P100Q200U0.3W0.05F0.2；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明平端面粗车循环运动轨迹（3）编程实例例试用G72和G70指令编写如图所示内轮廓（直径12mm的孔已钻好）的加工程序。平端面粗车循环加工视频程序4．多重复合循环（G73）（1）指令格式G73UΔiWΔkRd

；G73PnsQnfUΔuWΔwF

S

T

；△i：X轴方向的退刀量的大小和方向（半径量指定），该值是模态值；△k：Z轴方向的退刀量的大小和方向，该值是模态值；d

：分层次数（粗车重复加工次数）；其余参数请参照G71指令。例

G73U3.0W0.5R3.0；G73P100Q200U0.3W0.05F0.2；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明多重复合循环的运动轨迹1）刀具从循环起点（C点）开始,快速退刀至D点（在X向的退刀量为Δu/2+Δi，在Z向的退刀量为Δk+Δw）。2）快速进刀至E点（E点坐标值由A点坐标、精加工余量、退刀量Δi和Δk及粗车次数确定）3）沿轮廓形状偏移一定值后切削至F点。4）

快速返回G点,准备第二层循环切削。5）如此分层（分层次数由循环程序中的参数d确定）切削至循环结束后，快速退回循环起点（C点）。（3）编程实例例试用G73指令编写如图所示工件右侧外形轮廓（左侧加工完成后采用一夹一顶的方式进行装夹）的加工程序。多重复合循环示例件加工视频程序

5．使用内、外圆复合固定循环（G71、G72、G73、G70）时的注意事项（1）如何选用内、外圆复合固定循环，应根据毛坯的形状、工件的加工轮廓及其加工要求适当进行。G71固定循环主要用于对径向尺寸要求比较高、轴向切削尺寸大于径向切削尺寸的毛坯工件进行粗车循环。编程时，X向的精车余量取值一般大于Z向精车余量的取值，参见程序“O0205”。G72固定循环主要用于对端面精度要求比较高、径向切削尺寸大于轴向切削尺寸的毛坯工件进行粗车循环。编程时，Z向的精车余量取值一般大于X向精车余量的取值，参见程序“O0207”。G73固定循环主要用于已成形工件的粗车循环。精车余量根据具体的加工要求和加工形状来确定，参见程序“O0208”。（2）使用其他内、外圆复合固定循环进行编程时，在其ns~nf之间的程序段中，不能含有以下指令：

1）固定循环指令。

2）参考点返回指令。

3）螺纹切削指令。

4）宏程序调用（G73指令除外）或子程序调用指令。（3）执行G71、G72、G73循环时，只有在G71、G72、G73指令的程序段中F、S、T是有效的，在调用的程序段ns～nf之间编入的F、S、T功能将被全部忽略。相反，在执行G70精车循环时，G71、G72、G73程序段中指令的F、S、T功能无效，这时，F、S、T值决定于程序段ns～nf之间编入的F、S、T功能。（4）在G71、G72、G73程序段中，Δd(Δi)、Δu都用地址符U进行指定，而Δk、Δw都用地址符W进行指定,系统是根据G71、G72、G73程序段中是否指定P、Q以区分Δd(Δi)、Δu及Δk、Δw的。当程序段中没有指定P、Q时，该程序段中的U和W分别表示Δd（Δi）和Δk；当程序段中指定了P、Q时，该程序段中的U、W分别表示Δu和Δw。（5）在G71、G72、G73程序段中的Δw、Δu是指精加工余量值，该值按其余量的方向有正、负之分。另外，G73指令中的Δi、Δk值也有正、负之分，其正负值是根据刀具位置和进退刀方式来判定的。二、切槽用复合固定循环1．径向切槽循环（G75）（1）指令格式G75Re

；G75X(U)

Z(W)

PΔiQΔkRΔdF

；e：退刀量，其值为模态值；X(U)

Z(W)

：切槽终点处坐标。Δi：X方向的每次切深量，用不带符号的半径量表示；Δk：刀具完成一次径向切削后，在Z方向的偏移量，用不带符号的值表示；Δd：刀具在切削底部的Z向退刀量，无要求时可省略；F：径向切削时的进给速度。例

G75R0.5；G75U6.0W5.0P1500Q2000F0.1；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明径向切槽循环运动轨迹1）刀具从循环起点（A点）开始,沿径向进刀Δi并到达C点。2）退刀e（断屑）并到达D点。3）按该循环递进切削至径向终点X坐标处。4）退到径向起刀点，完成一次切削循环。5）沿轴向偏移Δk至F点，进行第二层切削循环。6）依次循环直至刀具切削至程序终点坐标处（B点），径向退刀至起刀点（G点），再轴向退刀至起刀点（A点），完成整个切槽循环动作。（3）编程实例例试用G75指令编写如图所示工件（设所用切槽刀的刀宽为3mm）的沟槽加工程序。径向切槽循环实例件加工视频程序对于槽侧的两处斜边，在切槽循环结束且不退刀的情况下，巧用切槽刀的左右刀尖能很方便地进行编程加工，其程序如下：……G75X32.0Z－31.0P1500Q2000F0.1；G01X40.0Z－26.0；（图所示刀尖N到达切削位置）X32.0Z－28.0；（车削右侧斜面）

X42.0；（应准确测量刀宽，以确定刀具Z向移动量）X40.0Z－33.0；（用刀尖M车削左侧斜面）X32.0Z－31.0；

X42.0；……2．端面切槽循环（G74）

（1）指令格式G74Re

；G74X(U)

Z(W)

PΔiQΔkRΔd

F

；Δi：刀具完成一次轴向切削后，在X方向的偏移量,该值用不带符号的半径量表示；Δk：Z方向的每次切深量，用不带符号的值表示；其余参数同G75指令。例

G74R0.5；G74U6.0W5.0P1500Q2000F0.1；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明端面切槽循环运动轨迹（3）编程实例例试用G74指令编写如图所示工件的切槽（切槽刀的刀宽为3mm）及钻孔加工程序。程序3．使用切槽复合固定循环（G74、G75）时的注意事项（1）在FANUC或三菱系统中，当出现以下情况而执行切槽复合固定循环指令时，将会出现程序报警。

1）X(U)或Z(W)指定，而Δi或Δk值未指定或指定为0；

2）Δk值大于Z轴的移动量（W）或Δk值设定为负值；

3）Δi值大于U/2或Δi值设定为负值；

4）退刀量大于进刀量，即e值大于每次切深量Δi或Δk。（2）由于Δi和Δk为无符号值，所以，刀具切深完成后的偏移方向由系统根据刀具起刀点及切槽终点的坐标自动判断。（3）切槽过程中，刀具或工件受较大的单方向切削力，容易在切削过程中产生振动，因此，切槽加工中进给速度F的取值应略小（特别是在端面切槽时），通常取0.1～0.2mm/r。

三、内外圆加工编程实例例1

试分析图所示工件（毛坯为φ58mm×96mm，材料为45钢）的加工方案并编写其加工程序。程序

例2

如图所示工件，毛坯为φ82mm×15mm的45钢（中间已加工出φ2mm内孔），试分析其加工方案并编写其数控车加工程序。程序第四节螺纹加工及其固定循环

一、普通螺纹的加工工艺1．普通螺纹的尺寸计算普通螺纹牙型角为60°，普通螺纹分粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹。普通螺纹有左旋螺纹和右旋螺纹之分，左旋螺纹应在螺纹标记的末尾处加注“LH”字，如M20×1.5LH等，未注明的是右旋螺纹。普通螺纹的基本牙型

P：螺纹螺距；

H：螺纹原绐三角形高度，H=0.866P；

D、d：螺纹大径；

D2、d2：螺纹中径；

D1、d1：螺纹小径。螺纹基本尺寸的计算如下：（1）螺纹的大径（D、d）螺纹大径的基本尺寸与螺纹的公称直径相同。外螺纹大径在螺纹加工前，由外圆的车削得到，该外圆的实际直径通过其大径公差带或借用其中径公差带进行控制。（2）螺纹的中径（D2、d2）D2（d2）=D（d）－（3H/8）×2=D（d）－0.6495P（3）螺纹的小径（D1、d1）与螺纹的牙型高度（h）D1（d1）=D（d）－（5H/8）×2=D（d）－1.08P

h=5H/8=0.54125P，取h=0.54P（4）螺纹编程直径与总切深量的确定采用以下经验公式进行调整或确定其编程小径（d'1、D'1）：d'1=d－（1.1~1.3）PD'1=D－P（车削塑性金属）D'1=D－1.05P（车削脆性金属）编程或车削过程中的外螺纹大径应比其公称直径小0.1~0.3mm。例在数控车床上加工M24×2–7h的外螺纹，采用经验公式取：螺纹编程大径d'=23.8mm；半径方向总切深量h'=(1.1～1.3)P/2=0.65×2=1.3mm；编程小径d1'=d－2h'=24－2.6=21.4mm；2．螺纹轴向起点和终点尺寸的确定为了避免在进给机构加速或减速过程中切削，在安排其工艺时要尽可能考虑合理的导入距离δ1和导出距离δ2，如图所示。一般δ1取2～3P,对大螺距和高精度的螺纹则取较大值；δ2一般取1～2P。若螺纹退尾处没有退刀槽时，其δ2=0。3．螺纹加工的多刀切削常用普通螺纹切削的进给次数与背吃刀量螺距(mm)1.01.52.02.5总切深量(mm)1.31.952.63.25每次背吃刀量(mm)1次0.81.01.21.32次0.40.60.70.93次0.10.250.40.54次0.10.20.35次0.10.156次0.1二、螺纹切削指令（G32、G34）1．等螺距直螺纹这类螺纹包括普通圆柱螺纹和端面螺纹。（1）指令格式G32X(U)

Z(W)

F

Q

；X(U)

Z(W)

：直线螺纹的终点坐标。F：直线螺纹的导程。如果是单线螺纹，则为直线螺纹的螺距。Q：螺纹起始角。该值为不带小数点的非模态值，其单位为0.001°。如果是单线螺纹，则该值不用指定，这时该值为0。例

G32W-30.0F4.0；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明

螺纹车刀的安装方法（正、反向）和主轴的旋转方向应与车床刀架的配置方式（前、后置）相适应。G32圆柱螺纹的运动轨迹与编程实例（3）编程实例

例1

试用G32指令编写图所示工件的螺纹加工程序。操作视频程序例2

试用G32指令编写图所示螺纹[代号改为M20×Ph2P1]的加工程序。

程序2．等螺距圆锥螺纹（1）指令格式G32X(U)

Z(W)

F

；例

G32U3.0W-30.

0F4.0；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明圆锥螺纹在X或Z方向各有不同的导程，程序中导程F的取值以两者较大值为准。G32圆锥螺纹轨迹与编程实例（3）编程实例例试用G32指令编写图所示工件的螺纹（FZ=2.5mm）加工程序。程序（4）G32指令的其他用途G32指令还可以加工以下几种螺纹：1）多线螺纹2）端面螺纹3）连续螺纹切削3．变螺距螺纹这类螺纹主要指变螺距圆柱螺纹及变螺距圆锥螺纹。（1）指令格式G34X(U)

Z(W)

F

K

；K：主轴每转螺距的增量（正值）或减量（负值）；其余参数同G32的规定。例G34W-30.0F4.0K0.1；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明G34执行中，除每转螺距有增量外，其余动作和轨迹与G32指令相同。4．使用螺纹切削指令（G32、G34）时的注意事项（1）在螺纹切削过程中，进给速度倍率无效。（2）在螺纹切削过程中，进给暂停功能无效，如果在螺纹切削过程中按了进给暂停按钮，刀具将在执行了非螺纹切削的程序段后停止。（3）在螺纹切削过程中，主轴速度倍率功能失效。（4）在螺纹切削过程中，不宜使用恒线速度控制功能，而应采用恒转速控制功能。三、螺纹切削单一固定循环（G92）1．圆柱螺纹切削循环（1）指令格式G92X(U)

Z(W)

F

；X(U)

Z(W)

：螺纹切削终点处的坐标，U和W后面数值的符号取决于轨迹AB和BC的方向；F：螺纹导程的大小，如果是单线螺纹，则为螺距的大小。例

G92X30.0Z-30.0F2.0；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明在G92循环编程中，通常情况下，X向循环起点取在离外圆表面1～2mm（直径量）的地方，Z向的循环起点根据导入值的大小来进行选取。圆柱螺纹循环切削轨迹（3）编程实例

例1

在后置刀架式数控车床上，试用G92指令编写图所示工件的螺纹加工程序。在螺纹加工前，其外圆已加工好，直径为23.75mm。操作视频程序例2

在前置刀架式数控车床上，试用G92指令编写如图所示双线左旋螺纹的加工程序。在螺纹加工前，其螺纹外圆直径已加工至29.8mm。双线螺纹操作视频程序双线左旋螺纹2．圆锥螺纹切削循环（1）指令格式G92X(U)

Z(W)

F

R

；R的大小为圆锥螺纹切削起点处的X坐标减其终点（编程终点）处的X坐标之值的1/2。R的方向规定为，当切削起点处的半径小于终点处的半径（即顺圆锥外表面）时，R取负值。其余参数参照圆柱螺纹的G92规定。例G92X30.0Z-30.0F2.0R-5.0；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明对于圆锥螺纹中的R值，在编程时除要注意有正、负值之分外，还要根据不同长度来确定R值的大小。圆锥螺纹循环切削的轨迹图3．使用螺纹切削单一固定循环（G92）时的注意事项（1）在螺纹切削过程中，按下循环暂停键时，刀具立即按斜线回退，然后先回到X轴的起点，再回到Z轴的起点。在回退期间，不能进行另外的暂停。（2）如果在单段方式下执行G92循环，则每执行一次循环必须按4次循环启动按钮。（3）G92指令是模态指令，当Z轴移动量没有变化时，只需对X轴指定其移动指令即可重复执行固定循环动作。（4）执行G92循环时，在螺纹切削的退尾处，刀具沿接近45°的方向斜向退刀，Z向退刀距离r=0.1S～12.7S（导程），该值由系统参数设定。（5）在G92指令执行过程中，进给速度倍率和主轴速度倍率均无效。四、螺纹切削复合固定循环（G76）1．螺纹复合循环指令（1）指令格式G76PmraQ△dmin

R(d)；G76X(U)

Z(W)

Ri

PkQ△d

F

；m：精加工重复次数01～99；r：倒角量，即螺纹切削退尾处（45°）的Z向退刀距离；a：刀尖角度（螺纹牙型角）。△dmin：最小切深，该值用不带小数点的半径量表示；

d：精加工余量，该值用带小数点的半径量表示；X(U)

Z(W)

：螺纹切削终点处的坐标；

i：螺纹半径差。如果i=0，则进行圆柱螺纹切削；

k：牙型编程高度，该值用不带小数点的半径量表示；△d：第一刀切削深度，该值用不带小数点的半径量表示；F：导程，如果是单线螺纹，则该值为螺距。例

G76P011030Q50R0.05；

G76X27.6Z-30.0R0P1200Q400F2.0；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明图b所示为：螺纹车刀向深度方向并沿基本牙型一侧的平行方向进刀，从而保证了螺纹粗车过程中始终用一个刀刃进行切削，减小了切削阻力，提高了刀具寿命，为螺纹的精车质量提供了保证。G76循环的运动轨迹及进刀轨迹在G76循环指令中，m、r、a用地址符P及后面各两位数字指定，每个两位数中的前置0不能省略。这些数字的具体含义及指定方法如下：例

P001560该例的具体含义为：精加工次数“00”即m=0倒角量“15”即r=15×0.1S=1.5S（S是导程）螺纹牙型角“60”即α=60°（3）编程实例例1

在前置刀架式数控车床上，试用G76指令编写如图所示外螺纹的加工程序（未考虑各直径的尺寸公差）。外螺纹加工视频程序外螺纹加工实例例2

在前置刀架式数控车床上，试用G76指令编写如图所示内螺纹的加工程序（未考虑各直径的尺寸公差）。内螺纹加工视频程序内螺纹加工实例2．G76指令加工梯形螺纹（1）梯形螺纹的尺寸计算梯形螺纹的代号用字母“Tr”及公称直径×螺距表示，单位均为mm。左旋螺纹需在其标记的末尾处加注“LH”，右旋则不用标注。梯形螺纹的牙型名称代号计算公式牙顶间隙acP1.5～56～1214～44ac0.250.51大径d、D4d=公称直径，D4=d+2ac中径d2、D2d2=d-0.5P,D2=d2小径d3、D1d3=d-2h3,D1=d-P外、内螺纹牙高h3、H4h3=0.5P+ac,H4=h3牙顶宽f、f′f=f′=0.366P牙槽底宽W、W′W=W′=0.366P-0.536ac牙顶高ZZ=0.25P梯形螺纹各部分名称、代号及计算公式（2）梯形螺纹编程实例例在前置刀架式数控车床上，试用G76指令编写如图所示梯形螺纹的加工程序。程序梯形螺纹加工示例件3．使用螺纹复合循环指令（G76）时的注意事项（1）G76可以在MDI方式下使用。（2）在执行G76循环时，如按下循环暂停键，则刀具在螺纹切削后的程序段暂停。（3）G76指令为非模态指令，所以必须每次指定。（4）在执行G76时，如要进行手动操作，刀具应返回到循环操作停止的位置。五、外形加工综合实例例加工工件（毛坯直径为50mm，已钻直径为20mm的内孔），试编写FANUC系统数控车加工程序。程序第五节子程序

一、子程序的概念

1．子程序的定义在编制加工程序中，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现，或者在几个程序中都要使用它。这个典型的加工程序可以做成固定程序，并单独加以命名，这组程序段就称为子程序。2．子程序的嵌套为了进一步简化加工程序，可以允许其子程序再调用另一个子程序，这一功能称为子程序的嵌套。子程序的嵌套a）主程序b）一级嵌套c）二级嵌套d）三级嵌套e）四级嵌套二、子程序的调用

1．子程序的格式主程序用M02或M30表示其结束，而子程序在FANUC系统中则用M99表示子程序结束，并实现自动返回主程序功能。O0401；G01U-1.0W0；……G28U0W0；M99；对于子程序结束指令M99，不一定要单独书写一行，如上面子程序中最后两段可写成“G28U0W0M99”。2．子程序在FANUC系统中的调用常用的子程序调用格式有两种：格式一M98P××××L××××；例1M98P100L5；例2M98P100；其中，地址符P后面的四位数字为子程序号，地址L的数字表示重复调用的次数，子程序号及调用次数前的0可省略不写。如果只调用子程序一次，则地址L及其后的数字可省略。如上例1表示调用O100子程序5次，而例2表示调用子程序1次。格式二M98P××××××××；例3M98P50010；例4M98P510；地址P后面的八位数字中，前四位表示调用次数，后四位表示子程序号，采用这种调用格式时，调用次数前的0可以省略不写，但子程序号前的0不可省略。如例3表示调用O10子程序5次，而例4则表示调用O510子程序1次。O0402；子程序：N10……；O0100；N20M98P0100；……N30……；M99；……O0200；N60M98P0200L2；…………M99；N100M30；子程序的执行过程如下：

3．子程序调用的特殊用法（1）子程序返回到主程序中的某一程序段如果在子程序的返回指令中加上Pn指令，则子程序在返回主程序时，将返回到主程序中有程序段段号为n的那个程序段，而不直接返回主程序。其程序格式如下：M99Pn；M99P100；（返回到N100程序段）（2）自动返回到程序开始段如果在主程序中执行M99，则程序将返回到主程序的开始程序段并继续执行主程序。也可以在主程序中插入M99Pn；用于返回到指定的程序段。为了能够执行后面的程序，通常在该指令前加“/”，以便在不需要返回执行时，跳过该程序段。（3）强制改变子程序重复执行的次数用M99L××指令可强制改变子程序重复执行的次数，其中L××表示子程序调用的次数。例如，如果主程序用M98P××L99，而子程序采用M99L2返回，则子程序重复执行的次数为2次。

三、子程序调用编程实例例1试用子程序方式编写如图所示软管接头工件右端楔槽的加工程序。

1．选择加工用刀具

选择加工用刀具a）60°V形刀片右偏刀b）55°菱形刀片左偏刀c）成形刀具2．加工程序子程序调用示例件加工视频

程序例2试用子程序方式编写如图所示活塞杆外轮廓的加工程序。子程序调用示例件加工视频

程序

四、编写子程序时的注意事项1．在编写子程序的过程中，最好采用增量坐标方式进行编程，以避免失误。2．在刀尖圆弧半径补偿模式中的程序不能被分隔指令。O1；（MAIN）O2；(SUB)G91……；……；G41……；M99；M98P2；G40……；M30；

在有些系统中如出现该种刀尖圆弧半径补偿被分隔指令的程序，在程序运行过程中还可能出现系统报警。正确的书写格式如下：O1；（MAIN）O2；(SUB)G91……；G41……；……；……；M98P2；G40……；M30；M99；第六节B类用户宏程序

一组以子程序的形式存储并带有变量的程序称为用户宏程序，简称宏程序；调用宏程序的指令称为“用户宏程序指令”,或宏程序调用指令（简称宏指令）。用户宏程序分为A、B

两种。一般情况下,在一些较老的FANUC系统(如FANUC0TD)中采用A类宏程序,而在较为先进的系统(如FANUC0i)中则采用B类宏程序。一、B类宏程序编程1.宏程序中的变量（1）变量的种类1）局部变量。2）公共变量。3）系统变量。（2）变量的表示一个变量由符号#和变量序号组成，如：#I(I=1、2、3…)。例#100、#500、#5等此外，B类宏程序的变量还可以用表达式进行表示，但其表达式必须全部写入方括号“[]”中。程序中的圆括号“（

）”仅用于注释。例#[#1+#2+10]当#1=10,#2=100时,该变量表示#120。（3）变量的引用将跟随在地址符后的数值用变量来代替的过程称为变量引用。例G01X#100Y-#101F#102；当#100=100．0,#101=500.0，#102=80时,上式即表示为:G01X100．0Y-50．0F80；此外，B类宏程序的变量引用也可以采用表达式。例G01X[#100-30.0]Y-#101F[#101+#103]；当#100=100.0,#101=50．0,#103=80.0时,上式即表示为:G01X70.0Y-50.0F130;2.变量的赋值变量的赋值方法有两种,即直接赋值和引数赋值。（1）直接赋值变量可以在操作面板上用MDI方式直接赋值，也可在程序中以等式方式赋值，但等号左边不能用表达式。例#100=100.

0；#100=30.0+20.0；（2）引数赋值宏程序以子程序方式出现,所用的变量可在宏程序调用时赋值。例G65P1000X100

.0Y30.0Z20.

0F0.

1；该处的X、Y、Z不代表坐标字，F也不代表进给字，而是对应于宏程序中的变量号，变量的具体数值由引数后的数值决定。引数宏程序体中的变量对应关系有两种，这两种方法可以混用,其中G、L、N、O、P不能作为引数代替变量赋值。引数变量引数变量引数变量引数变量A＃1I3＃10I6＃19I9＃28B＃2J3＃11J6＃20J9＃29C＃3K3＃12K6＃21K9＃30I1＃4I4＃13I7＃22I10＃31J1＃5J4＃14J7＃23J10＃32K1＃6K4＃15K7＃24K10＃33I2＃7I5＃16I8＃25J2＃8J5＃17J8＃26K2＃9K5＃18K8＃27变量赋值方法Ⅰ引数变量引数变量引数变量引数变量A＃1H＃11R＃18X＃24B＃2I＃4S＃19Y＃25C＃3J＃5T＃20Z＃26D＃7K＃6U＃21E＃8M＃13V＃22F＃9Q＃17W＃23变量赋值方法Ⅱ例变量赋值方法ⅠG65P0030A50.

0I40.

0J100.

0K0I20.

0J10.

0K40.

0；经赋值后，#1=50.

0，#4=40.

0，#5=100.

0，#6=0，#7=20.

0，#8=10.

0，#9=40.

0。例变量赋值方法ⅡG65P0020A50.

0X40.

0F100.

0；经赋值后，#1=50.

0，#24=40.

0，#9=100.

0。例变量赋值方法Ⅰ和Ⅱ混合使用G65P0030A50.

0D40.

0I100.

0K0I20.

0；经赋值后，I20.

0与D40.

0同时分配给变量#7，则后一个#7有效，所以变量#7=20.

0,其余同上。例G65P0504A12.

5B25.

0C0.

0D126.

86F100.

0；赋值后，#1=12.5，#2=25.

0，#3=0.

0，#7=126.

86，#9=100.

0。3.变量的运算功

能格式备注与示例定义、转换＃i=#j＃100=＃1，＃100=30.0加法减法乘法除法＃i=#j+#k＃100=＃1+＃2＃100=100.0-＃2＃100=＃1＊＃2＃100=＃1/30＃i=#j-#k＃i=#j＊#k＃i=#j/#k正弦＃i=SIN[#j]＃100=SIN[＃1]#100=COS[36.3+＃2]#100=ATAN[＃1]/[＃2]反正弦＃i=ASIN[#j]余弦＃i=COS[#j]反余弦＃i=ACOS[#j]正切＃i=TAN[#j]反正切＃i=ATAN[#j]/[#k]续表功

能格式备注与示例平方根＃i=SQRT[#j]＃100=SQRT[＃1＊＃1-100]＃100=EXP[＃1]绝对值＃i=ABS[#j]舍入＃i=ROUND[#j]上取整＃i=FIX[#j]下取整＃i=FUP[#j]自然对数＃i=LN[#j]指数函数＃i=EXP[#j]或＃i=#jOR#k逻辑运算一位一位地按二进制执行异或＃i=#jXOR#k与＃i=#jAND#kBCD转BIN＃i=BIN[#j]用于与PMC的信号交换BIN转BCD＃i=BCD[#j]关于运算指令的说明如下:（1）

函数SIN、COS等的角度单位是度，分和秒要换算成带小数点的度。如90°30′表示为90.

5°，30°18′表示为30.

3°。（2）

宏程序数学计算的次序依次为：函数运算（SIN、COS、ATAN等），乘和除运算（＊、/、AND等），加和减运算（+、–、OR、XOR等)。例#1=#2+#3＊SIN[#4];运算次序为：1）函数SIN[#4]2）乘和除运算#3＊SIN[#4]3）加和减运算#2+#3＊SIN[#4]（3）函数中的括号用于改变运算次序，允许嵌套使用，但最多只允许嵌套5层。例#1=SIN[[[#2+#3]＊4+#5]/#6]；（4）CNC处理数值运算时，若操作产生的整数大于原数时为上取整，反之则为下取整。例设#1=1.

2，#2=-1.

2。执行#3=FUP[#1]时，2.

0赋给#3。执行#3=FIX[#1]时，1.

0赋给#3。执行#3=FUP[#2]时，-2.

0赋给#3。执行#3=FIX[#2]时，-1.

0赋给#3。4.控制指令控制指令起到控制程序流向的作用。（1）分支语句格式一GOTOn；例GOTO1000；该例为无条件转移。当执行该程序段时，将无条件转移到N1000程序段执行。格式二IF[条件表达式]GOTOn；例

IF[#1GT#100]GOTO1000；条件意

义示例＃iEQ＃j等于（=）IF[＃5EQ#6]GOTO100；＃iNE＃j不等于（≠）IF[＃5NE100]GOTO100；＃iGT＃j大于（>）IF[＃5GT#6]GOTO100；＃iGE＃j大于等于（≥）IF[＃5GE100]GOTO100；＃iLT＃j小于（<）IF[＃5LT#6]GOTO100；＃iLE＃j小于等于（≤）IF[＃5LE100]GOTO100；条件表达式的种类（2）循环指令WHILE[条件表达式]DOm（m=1、2、3…）；

…ENDm;当条件满足时，就循环执行WHILE与END之间的程序段m次；当条件不满足时，就执行ENDm的下一个程序段。5.B类宏程序编程实例例试用B类宏程序编写如图所示曲线轮廓的数控车加工程序。程序例试用B类宏程序编写图所示灯罩模具内曲面的粗、精加工程序。程序二、宏程序在坐标变换编程中的应用1.坐标平移指令指令格式:G52X_Z_；（设定局部坐标系）G52X0Z0；（取消局部坐标系）指令说明:X_Z_为局部坐标系的原点在原工件坐标系中的位置，该值用绝对坐标值加以指定，且此处的X值为直径量。坐标平移2.坐标平移指令编程实例例1试采用手工编程方式编写如图所示工件内凹外轮廓的数控车加工程序。程序例2加工如图所示工件的螺旋线，螺旋线的螺距为2mm，总切深为1.

3mm（直径量为2.

6mm），试编写其FANUC系统数控车加工程序。程序3.坐标平移指令使用注意事项（1）采用坐标平移指令时，指令中的X坐标是指直径量。另外，在数控车床上一般不进行Z向坐标平移。（2）采用坐标平移指令后，注意及时进行坐标平移指令的取消。坐标平移取消的实质就是将坐标原点平移至原工件坐标系原点。（3）采用坐标平移编程时，一定要准确预见刀具的行进轨迹，以防产生刀具干涉等事故。三、宏程序编程在加工异形螺旋槽中的运用1.圆弧表面或非圆曲线表面的螺旋槽例加工如图所示椭圆表面的三角形螺旋槽，其螺距为2mm，槽深为1.3mm（直径量为2.6mm），试编写其数控车加工程序。程序2.非标准牙型螺旋槽例加工如图所示螺旋槽，其螺距为6mm，试编写其数控车加工程序。程序第七节FANUC系统及其车床的操作FANUC0iTA数控系统面板图一、数控系统控制面板按钮及功能介绍1．机床控制面板功能介绍FANUC0i-TA机床控制面板功能介绍2．数控系统MDI功能键MDI按键功能3．CRT显示器中的软键功能在CRT显示器的下方，有一排软按键，这排软按键的功能是根据CRT中的对应提示来指定的。二、机床操作1．机床电源的开/关（1）电源开开机流程与开机后的画面（2）电源关1）检查操作面板上的循环启动灯是否关闭；2）检查CNC机床的移动部件是否都已经停止移动；3）如有外部输入/输出设备接到机床上，先关闭外部设备的电源；4）按下“急停”键后，按下“电源关”按钮，关闭机床总电源。2．手动操作（1）返回参考点操作返回参考点的操作流程与显示画面（2）手轮进给操作1）选择模式按钮“HANDLE”。2）在机床面板上选择移动刀具的坐标轴。3）选择增量步长。4）旋转手摇脉冲发生器向相应的方向移动刀具。（3）手动连续进给与手动快速进给手动/手轮进给的操作流程与显示画面3．程序的编辑操作（1）程序的操作1）建立一个新程序建立新程序的流程如图所示。建立新程序流程图2）调用内存中储存的程序选择模式按钮“EDIT”，按下MDI功能键[PROG]，输入地址符O，输入程序号（如O123），按下[CORSOR]向下移动键即可完成程序“O123”的调用。3）删除程序选择模式按钮“EDIT”，按下MDI功能键[PROG]，输入地址符O，输入程序号（如O123），按下[DELETE]键即可完成单个程序“O123”的删除。（2）程序段的操作1）删除程序段选择模式按钮“EDIT”，用[CORSOR]键检索或扫描到将要删除的程序段N××××处，按下[EOB]键，按下[DELETE]键即可将当光标所在的程序段删除。2）程序段的检索程序段的检索功能主要用于自动运行模式中。其检索过程如下：按下模式选择按钮[AUTO]，按下[PROG]键显示程序屏幕，输入地址N及要检索的程序段号，按下CRT下的软键[NSRH]，即可找到所要检索的程序段。（3）程序字的操作1）扫描程序字选择模式按钮“EDIT”，按下光标向左或向右移动键（如右图所示），光标将在屏幕上向左或向右移动一个地址字。按下光标向上或向下移动键，光标将移动到上一个或下一个程序段的开始段。按下[PAGEUP]键或[PAGEDOWN]键，光标将向前或向后翻页显示。光标移动键2）跳到程序开始段在“EDIT”模式下，按下[RESET]键即可使光标跳到程序开始段。3）插入一个程序字在“EDIT”模式下，扫描到要插入位置前的字，键入要插入的地址字和数据，按下[INSERT]键。

4）字的替换在“EDIT”模式下，扫描到将要替换的字，键入要替换的地址字和数据，按下[AITER]键。5）字的删除在“EDIT”模式下，扫描到将要删除的字，按下[DELETE]键。6）输入过程中字的取消在程序字符的输入过程中，如发现当前字符输入错误，则按下一次[CAN]键，则删除一个当前输入的字符。（4）程序输入与编辑实例例将下列加工程序输入到CNC系统中。O0030；G40G21G99；T0101；S600M03；G00X52.0Z52.0；G01X30.0F0.1；Z–20.0；X40.0Z-30.0；X52.0；G28U0W0；M30；程序的输入过程如下：选择“EDIT”模式按钮，按[PROG]，将“程序保护”置于“OFF”位置O0030EOBINSERT；G40G20EOBINSERT；T0101EOBINSERT；S600M03M04EOBINSERT；G00X52.0Z52.0EOBINSERT；G01X30.0F0.1EOBINSERT；Z-20.0EOBINSERT；X40