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1、第五章 FANUC系统数控车床实训操作第一节 FANUC 0TD系统介绍一、FANUC 0TD系统功能数控机床加工中的动作在加工程序中用指令的方式事先予以规定，这类指令有准备功能G、辅助功能M、刀具功能T、主轴转速功能S和进给功能F等。由于目前数控机床的形式和数控系统的种类较多，同一G指令或同一M指令其含义不完全相同，甚至完全不同（例如在FANUC 0TD中G90代表单一形状固定循环指令，而在FANUC 0MD中G90代表绝对值输入指令）。因此，编程人员在编程前必须对所使用的数控系统功能进行仔细研究，掌握每个指令的确切含义，以免发生错误。（一）准备功能G指令表51列出了FANUC 0TD数控车
2、床系统常用的准备功能指令。表51 FANUC 0TD系统常用准备功能G指令及功能G 指 令组 号功 能G 指 令组 号功 能G0001快速点定位G7000精车循环G01直线插补G71外圆粗车复合循环G02顺时针圆弧插补G72端面粗车复合循环G03逆时针圆弧插补G73固定形状粗加工复合循环G0400暂停G75切槽循环G2002英制尺寸G76螺纹切削复合循环G21米制尺寸G9001单一形状固定循环G3201螺纹切削G92螺纹切削循环G4007取消刀具半径补偿G94端面切削循环G41刀尖圆弧半径左补偿G9602恒速切削控制有效G42刀尖圆弧半径右补偿G97恒速切削控制取消G5000设定坐标系，设定主
3、轴最高转速G9805进给速度按每分钟设定G54G5914工件坐标系选择G99进给速度按每转设定注：带号的G指令表示接通电源时，即为该G指令的状态。00组的G指令为非模态G指令，其它均为模态G指令。在编程时，G指令中前面的0可省略，G00、G01、G02、G03、G04可简写为G0、G1、G2、G3、G4。（二）辅助功能M指令表52列出了FANUC 0TD数控车床系统常用的辅助功能指令。表52 FANUC 0TD系统常用辅助功能M指令及功能M 指 令功 能M 指 令功 能M00程序暂停M09切削液（冷却液）关M01选择停止M13主轴正转，切削液（冷却液）开M03主轴正转M14主轴反转，切削液（冷
4、却液）开M04主轴反转M30程序结束M05主轴停止M98调用子程序M08切削液（冷却液）开M99子程序结束，返回主程序注：在编程时，M指令中前面的0可省略，如M00、M03可简写为M0、M3。（三）F、T、S功能1.F功能指定进给速度。每转进给（G99）：系统开机状态为G99状态，只有输入G98指令后，G99才被取消。在含有G99的程序段后面，在遇到F指令时，则认为F所指定的进给速度单位为mm/r。每分进给（G98）：在含有G98的程序段后面，在遇到F指令时，则认为F所指定的进给速度单位为mm/min。G98被执行一次后，系统将保持G98状态，直到被G99取消为止。2.T功能指令数控系统进行换
5、刀。在FANUC 0TD系统中，采用T22的形式。例如T0101表示采用1号刀具和1号刀补。注意在SIEMENS系统中由于同一把刀具有许多个刀补，所以可采用如T1D1、T1D2、T2D1、T2D2等；但在FANUC系统中，由于刀补存储是公用的，所以往往采用如T0101、T0202、T0303等。3.S功能指定主轴转速或速度。恒线速度控制（G96）：G96是恒速切削控制有效指令。系统执行G96指令后，S后面的数值表示切削速度。例如：G96 S100表示切削速度是100m/min。主轴转速控制（G97）：G97是恒速切削控制取消指令。系统执行G97后，S后面的数值表示主轴每分钟的转数。例如：G97
6、 S800表示主轴转速为800r/min。系统开机状态为G97状态。主轴最高速度限定（G50）：G50除具有坐标系设定功能外，还有主轴最高转速设定功能，即用S指定的数值设定主轴每分钟的最高转速。例如：G50 S2000表示主轴转速最高为2000r/min。用恒线速度控制加工端面、锥度和圆弧时，由于X坐标值不断变化，当刀具逐渐接近工件的旋转中心时，主轴转速会越来越高，工件有从卡盘飞出的危险，所以为防止事故的发生，有时必须限定主轴的最高转速。F功能、T功能、S功能均为模态指令。二、FANUC 0TD系统程序结构1.加工程序的组成数控加工中零件加工程序的组成形式，与采用的数控系统形式不同而略有不同。
7、现在的数控系统中，其加工程序可分为主程序和子程序。但不论是主程序还是子程序，每一个程序都是由若干个程序段组成。程序段是由一个或若干个字（字是由表示地址的字母和数字、符合等组成，它是控制数控机床完成一定功能的具体指令）组成，它表示数控机床为完成某一特定动作而需要的全部指令。例如：O1001N5 G54 G98 G21；N10 M3 S600；N15 T0101；N20 G00 X42 Z2；N80 M05；上面每一行称为一个程序段，N10、G54、M3、S600都是一个字。2.加工程序的格式每个加工程序都有加工程序号、程序段、程序结束符等几部分组成。（1）加工程序号 格式为：O为加工程序号，可以
8、从00009999。存入数控系统中的各零件加工程序号不能相同。（2）程序段 格式为：N G X（U） Z（W） F S M T ； 程序段号 准备功能 坐标运动尺寸 工艺性指令 结束代码 FANUC系统默认的程序段号从5开始，以5为递增级数。（3）程序结束符 FANUC数控系统的程序结束符为“”。三、工件坐标系设定在数控车床中确定工件坐标系，一般采用试切法。在图51所示中，通过刀具试切测得37.38、89.68。图51 工件坐标系设定1.用G50设定假定起刀点在工件坐标系中处于X80、Z60的位置，那么用基准刀具（一般为1号外圆刀），试切完端面及外圆后，刀具停留在图中虚线所画的位置，此时把数控
9、系统的坐标系选择为相对坐标系，并把相对坐标U、W设置为0。测出试切外圆的直径（37.38），利用手动方式，使其沿坐标系正向移动，移动量分别为U42.62、W60（直径编程），刀具到达起刀点。在程序中，第一个程序段就执行G50 X80 Z60，那么系统就建立了图中右端面与轴线相交点为原点的工件坐标系。其它刀具分别使刀尖（或刀位点）与外圆或端面相接触，读得相对坐标U与W值，在“工具补正/形状”页面中，进行刀具偏置量设置。例如螺纹刀为2号刀，那么把螺纹刀的相对坐标U与W值（包括正负）设置在G02对应的X与Z下（1号刀G01对应的X与Z都设置为0）。用这种方法建立的工件坐标系，必须注意以下几个问题：（
10、1）装夹的工件必须是定长的，即在重新装夹工件后，工件右端面到卡盘的距离必须是89.68。如果不定长，那么必须车端面及外圆，在相对坐标系下手动移动到起刀点位置。（2）在加工过程中起刀点与终刀点必须重合，否则在加工下一个零件时坐标系会发生改变。（3）如果1号基准刀更换，那么必须重新车端面及外圆，在相对坐标系下手动移动到起刀点位置。而且要重新确定其它所有刀具相对基准刀具的偏置量。（4）其它非基准刀具更换后，先要用基准刀具在工件上利用已有的或需重新车削的外圆及端面作为相对坐标点，然后确定其与基准刀具的相对坐标，重新设置偏置量。2.用G54G59设定通过试切对刀，确定每把刀具的相对位置，然后根据工件的伸
11、出长度，在G54G57中设定Z偏移值，然后在程序中通过G54等进行调用，确定工件坐标系，具体参见第五节。下面所举示例都采用G54等设定。第二节 FANUC 0TD系统车床基本编程指令一、绝对值编程和增量值编程在FANUC 0TD系统中，绝对值编程采用地址X、Z进行编程（X为直径值）；而在增量值编程时，用U、W代替X、Z进行编程。U、W的正负由行程方向确定，行程方向与机床坐标方向相同时取正，反之取负。在编程时一般采用绝对编程。二、快速点定位指令G00图52 G00指令举例G00指令是命令刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到目标位置，它是快速定位，没有运动轨迹要求。G00指令是模态指令。G0
12、0程序段格式为：G00 X（U）_ Z（W）_在执行G00时，刀具实际的运动路线不是两点一线，而是折线（在图52中，从A点到B点采用G00编程，其走刀轨迹为：AMB；从D点到A点也采用G00编程，其走刀轨迹为：DNA）。所以在使用G00指令时要注意刀具是否和工件及夹具发生干涉，以免发生意外。三、插补功能指令（一）直线插补指令G01G01指令是命令刀具在两坐标间以插补联动方式按指定的F进给速度作任意斜率的直线运动。G01指令是模态指令。G01程序段格式为：G01 X（U）_ Z（W）_ F 例51 在图52中，对轮廓进行精加工。O1002程序名N5 G54 G98 G21；用G54指定工件坐标系
13、、分进给、米制编程N10 M3 S1200；主轴正转，转速为1200r/minN15 T0101；换1号外圆刀，导入刀具刀补N20 G0 X80 Z60；绝对编程，快速到达起刀点AN25 X24 Z2；（或N25 U56 W58；）绝对编程，快速到达B点（增量编程，快速到达B点）N30 G1 Z20 F80；（或N30 W22 F80；）绝对编程，从B点以80mm/min直线插补到C点（增量编程，从B点以80mm/min直线插补到C点）N35 X40 Z30；（或N35 U16 W10；）绝对编程，从C点以80mm/min直线插补到D点（增量编程，从C点以80mm/min直线插补到D点）N40
14、 G0 X80 Z60；（或N40 U40 W90；）绝对编程，快速到达A点（增量编程，快速到达A点）N45 M30；程序结束程序结束符图53 圆弧顺逆与刀架关系（二）圆弧插补指令G02/G031.圆弧顺逆的判断数控车床是两坐标的机床，只有X轴和Z轴。圆弧顺逆的判断，主要与刀架所处的位置有关，具体见图53。2.程序段格式为： X Z R F 3.圆弧的车法图54 圆弧车锥法 图55 圆弧车圆法 图56 车圆弧举例（1）车锥法 在车圆弧时，不可能用一刀就把圆弧车好，因为这样吃刀量太大，容易打刀。可以先车圆锥，再车圆弧，图54中粗线部分。（2）车圆法 车圆法就是用不同半径的圆来车削，最终将所需圆弧车出来，图55中粗线部分。例52 在图56中，对端部进行精加工。O1003程序名N5 G54 G98 G21；用G54指定工件坐标系、分进给、米制编程N10 M3 S1200；主轴正转，转速为1200r/minN15 T0101；换1号外圆刀，导入刀具刀补
