1、数控车床实训（数控车床实训（FANUC数控系统）数控系统）天津大学仁爱学院天津大学仁爱学院机械工程系机械工程系学习目的：学习目的：掌握FANUC系统数控加工编程的方法 掌握数控程序的一般结构 理解数控编程的一般步骤 掌握FANUCS系统数控车床编程指令的含义 能够编制中等复杂零件的数控车床加工程序1.程序的结构程序的结构 FANUC数控系统的基本功能数控系统的基本功能加工程序结构说明意义O0001;程序开始程序检索和调用的唯一标识N0001 G00 G40 G97 G99 S800 M03;程序主体由若干个程序段组成，表示数控车床在零件加工的过程中要完成的所有动作N0002 T0101 F0.
2、2;N0003 X32.Z1.;N0004 G01 X0.;N0005 X25.;N0020 M05;N0021 M30;程序结束表示加工程序结束2.程序段的格式程序段的格式 概念：程序段由指令字组成，程序段的格式是指令字在程序段中的排列顺序。FANUC数控系统的基本功能数控系统的基本功能1）程序段号，作为程序段的标识，主要用于程序段的检索和调用，由地址符N和四位数字组成，取值范围为N00019999。程序执行不按程序段号顺序大小而按程序段的实际位置。程序执行不按程序段号顺序大小而按程序段的实际位置。N0001可写成可写成N01、N1、N001等简化形式。等简化形式。2）准备功能G代码 指定刀
3、具的运动方式（如快进、直线和圆弧插补等），由地址符G和两位数字组成如G00、G01、G02等。3）坐标移动指令 由X(U)/Z(W)和带符号的数字组成，其中正号可省略，如X(U)23.5、Z(W)-35.8等。小数点以前不能超过4位数，小数点以后不能超过3位数。FANUC数控系统的基本功能数控系统的基本功能4）其他常用指令地址符的意义：FANUC数控系统的基本功能数控系统的基本功能功能名称指令地址符号意义说明主轴功能S指定主轴回转速度辅助功能M指定机床各种辅助动作及其状态工具功能T指定刀具号和刀具补偿号进给功能F指定切削进给速度或螺纹切削时的导程指定程序号P子程序调用时，指定调用程序的编号指定
4、程序段号P、Q固定循环指令中，指定循环开始和结束的程序段尺寸字R圆弧半径或倒圆角尺寸字C倒角量3.FANUC系统数控车床的编程原则系统数控车床的编程原则 1）小数点的使用 坐标字后的数字如：X100.0或X100.表示100mm；X100表示100个脉冲当量 （一般机床脉冲当量为（一般机床脉冲当量为0.001mm）2）直径编程与半径编程 直径编程（A-B）：G01 X25.；半径编程（A-B）：G01 X12.5；FANUC数控车床统一用直径方式直径方式编制程序。FANUC数控系统的基本功能数控系统的基本功能 3）绝对坐标编程与相对坐标编程 FANUC系统数控车床编程时，以地址符X、Z表示绝对
5、坐标编程方式，U、W表示相对坐标编程方式。绝对方式（A-B）：G01 X25.Z-20.;相对方式（A-B）：G01 U10.W-20.;混合方式（A-B）：G01 X25.W-20.;FANUC数控系统的基本功能数控系统的基本功能 4）前置刀架车床与后置刀架车床 前置刀架：刀架位于主轴与操作人员之间；后置刀架：主轴位于刀架和操作人员之间；本节统一按照后置刀架后置刀架数控车床，主轴正转主轴正转时的情况介绍数控程序的编制，所编制的程序同样适用于前置刀架的数控车床。FANUC数控系统的基本功能数控系统的基本功能1.1.快速定位快速定位：G00 X(U)_ Z(W)_；绝对坐标编程：G00 X15.
6、Z5.；相对坐标编程：G00 U-45.W-45.;FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令2.2.直线插补：直线插补：G01 X(U)_ Z(W)_ F_；O101；（绝对坐标编程）N60 G01 X20.Z-25.F0.2；N70 X35.；/Z轴移动量为0可省略N80 M05；N90 M30；FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令O102；（相对坐标编程）N60 G01 U0 W-25.F0.2；N70 U15.W0.；N80 M05；N90 M30；O103；（混合坐标编程）N60 G01 U0 Z-2
7、5.F0.2；N70 X35.W0.；N80 M05；N90 M30；FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令 1）G01（圆角自动过渡）格式1：G01 X(U)_ R_ F_；格式2：G01 Z(W)_ R_ F_；N20 G01 XO.F0.3 N30 Z0 F0.3；N40 X20.R-5.；N50 Z-25.R4.；FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令 2）G01（倒角）格式1：G01 X(U)_ C_ F_；格式2：G01 Z(W)_ C_ F_；N20 X0；N30 G01 Z0 F0.3；N40 G01 X20.C-3.；N50 Z-25.C4.；
8、3.顺时针圆弧插补顺时针圆弧插补G02 格式1：终点坐标+半径 G02 X(U)_ Z(W)_ R_ F_；G00 X10.Z0；G03 X20.Z-9.R30.F0.3；或G00 X10.Z0.；G03 U10.W-9.R30.F0.3；FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令 格式2：终点坐标+分矢量 G02 X(U)_ Z(W)_ I_ K_ F_；I、K为圆弧起点起点到圆心的方向矢量方向矢量在X、Z轴方向上的投影投影，与坐标轴同向为“正正”，反向为“负负”。G00 X10.Z0.；G02 X20.Z-9.I28.K11.F0.3；或G00 X10.Z0.；G02 U10.
9、W-9.I28.K11.F0.3 FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令4.逆时针圆弧插补逆时针圆弧插补G03 格式1：终点坐标+半径 G03 X(U)_ Z(W)_ R_ F_；G00 X10.Z0；G03 X20.Z-14.R25.F0.3；或G00 X10.Z0.；G03 U10.W-14.R25.F0.3；FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令 格式2：终点坐标+分矢量 G03 X(U)_ Z(W)_ I_K _ F_；I、K为圆弧起点起点到圆心的方向矢量方向矢量在X、Z轴方向上的投影投影，与坐标轴同向为“正正”，反向为“负负”。G00 X10.Z0.；
10、G03 X20.Z-14.I-20.K-15.F0.3；或G00 X10.Z0.；G03 U10.W-14.I-20.K-15.F0.3；FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令5.进给功能指令（进给功能指令（F）和进给控制指令（）和进给控制指令（G98、G99）1）每转进给量G99 格式：G99(G01/G02/G03)F_；进给量以主轴每转一周刀具的移动距离来计量，F后面数字的单位为mm/r。2）每分钟进给量 格式：G98(G01/G02/G03)F_；进给量以每分钟刀具的移动距离来计量，F后面数字的单位为mm/min。FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令6
11、.G04 暂停指令暂停指令 格式：(G99)G04 X(U)_；/刀具暂停时间以主轴回转转数计量；(G98)G04 X(U)_；或(G98)G04 P_；/刀具暂停是将以时间计量；X(U)后面的数字为带小数点后面的数字为带小数点 的数，单位为的数，单位为s，P后面的数后面的数 字为整数单位为字为整数单位为ms。FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令 钻头 在孔底暂停 在槽底暂停 切槽或切断刀具 7.主轴功能指令（主轴功能指令（S）和主轴转数控制指令（）和主轴转数控制指令（G96、G97、G50）1）主轴最高转数设定指令G50 格式：G50 S_；2）以每分钟转数设定主轴速度G9
12、7 格式：G97 S_；S后面数字的单位为r/min，如要求主轴最高转数不超过1500r/min，指定当前主轴转数为750r/min的程序段为：G50 S1500；G97 S750；FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令 3）以恒定线速度设定主轴转数G96 格式：G96 S_；S后面数字的单位为m/min，如要求主轴最高转数不超过2000r/min，设定当前主轴线速度恒定为100m/min的程序段为：G50 S2000；G96 S100；这里需要注意的是主轴转速和线速度有如下关系：可见当可见当D 趋于趋于0时，时，n趋于无穷大，必须使用趋于无穷大，必须使用G50限定最高限定最高
13、转数转数FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令/1000vDn8.辅助功能指令（辅助功能指令（M指令）指令）M03；（主轴顺时针转）M05；（主轴停转）M04；（主轴逆时针转）M30；（程序停止）M08（打开冷却液）M09（关闭冷却液）M01（程序选择停止）M00（程序选择停止）FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令9.刀具功能指令刀具功能指令T 10.刀尖圆弧半径补偿功能（刀尖圆弧半径补偿功能（G41、G42、G40）FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令 假想刀尖位置 X 轴方向刀尖位置 Z 轴方向刀尖位置(a)(b)P 由于刀尖圆弧半径R的
14、存在，以假想刀尖P为刀位点进行编程加工时，虽然不影响端面和内、外圆柱面的车削。但车削锥面和圆弧面车削锥面和圆弧面时，会产生欠切或过切欠切或过切现象，影响加工精度。FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令 为了消除刀尖圆弧半径的影响，利用数控系统的刀尖圆弧半径补偿功能，将刀尖圆弧半径值圆弧半径值输入到补偿寄存器寄存器中，便可按照零件的实际轮廓尺寸实际轮廓尺寸编程，由数控系统自动自动完成偏置轨迹的计算。FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令刀尖圆弧半径输入到刀尖圆弧半径输入到R项，项，而而T项中输入假想刀尖位置序号项中输入假想刀尖位置序号FANUC数控系统的基本编程指
15、令数控系统的基本编程指令T项中输入的假想刀尖位置序号：项中输入的假想刀尖位置序号：FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令1）刀尖圆弧半径左补偿G41 沿着车刀切削进给方向看，刀具在车削表面的左侧。2）刀尖圆弧半径右补偿G42 沿着车刀切削进给方向看，刀具在车削表面的右侧。3）取消刀尖圆弧半径补偿G40 在程序中应与G41或G42成对出现，即切削开始加上补偿，切削结束后利用G40取消补偿。4）刀尖圆弧半径补偿使用注意事项（见教材例7.3）。FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令例7.1：利用刀具半径补偿G42编制如图所示车削程序。11.固定循环指令固定循环指令 刀
16、具不可能一次车削把所有的余量都切除掉，按照一定的规律分层规律分层切除固定循环固定循环。FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令 1）单一固定循环指令 单独地对一个几何要素（如柱面、锥面、端面、螺纹等）进行循环车削。（1）内外圆柱、圆锥面车削单一固定循环指令G90 车削圆柱面格式：G90 X(U)_ Z(W)_ F_；FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令 车削圆锥面格式：G90 X(U)_ Z(W)_ R_ F_；R为径向锥度参数锥度参数-锥面车削起点的直径与终点直径差值的一半。（见教材例7.7）FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令（2）端面车削
17、单一固定循环指令G94车削端面格式：G94 X(U)_ Z(W)_ F_；（见教材例7.8）FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令（3）圆柱及圆锥螺纹车削单一固定循环指令G92车削圆柱螺纹格式：G92X(U)_ Z(W)_ F_；FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令 O114；（G92车削圆柱螺纹）G00 G40 G97 G99 S500 M03 T0404；X40.Z5.；G92 X19.1 Z-32.F2.；X18.5；X17.9；X17.54；G00 X100.Z20.；G28 U0 W0 T00；M05；M30；FANUC数控系统的基本编程指令数控系统
18、的基本编程指令 2）复合固定循环指令 单一固定循环-对一个几何要素。复合固定循环多个几何要素组合的零件。FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令 （1）内、外径粗车复合固定循环指令G71 FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令 （1）内、外径粗车复合固定循环指令G71 FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令 （1）内、外径粗车复合固定循环指令G71 FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令使用G71指令时，还需要注意以下问题：精车形状起始程序段（顺序号ns）中，只能用G00或G01
19、指定X轴的移动，而不能指定Z轴的移动；只能在精车形状程序段组之外指定刀尖半径补偿G41/G42和取消刀尖半径补偿G40；G71指令通常用于具有较大长径比的轴类零件的粗车循环。G71切削的形状有四种模式，如（教材图7.32）所示。X轴和Z轴均须单调增加或单调减少的形状。在U(+)的情况下，不可加工比循环起点A更高位置的形状。在U(-)的情况下，不可加工比循环起点A更低的形状。FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令 （2）端面粗车复合固定循环指令G72 FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令 （2）端面粗车复合固定循环指令G72 FANUC数控系统的基本编程指令数控
20、系统的基本编程指令 （2）端面粗车复合固定循环指令G72 FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令使用G72指令时，还需要注意以下问题：精车形状起始程序段（顺序号ns）中，只能用G00或G01指定Z轴的移动，而不能指定X轴的移动；只能在精车形状程序段组之外指定刀尖半径补偿G41/G42和取消刀尖半径补偿G40；G72指令通常用于具有较小长径比的盘类零件的粗车循环。G72切削的形状有四种模式，如（教材图7.34）所示。X轴和Z轴均须单调增加或单调减少的形状。在W(+)的情况下，不可加工比循环起点A更高位置的形状。在W(-)的情况
21、下，不可加工比循环起点A更低位置的形状。FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令（3）闭合车削固定循环指令G73 FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令（3）闭合车削固定循环指令G73 FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令（3）闭合车削固定循环指令G73 FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令使用G73指令时，还需要注意以下问题：精车形状起始程序段（顺序号ns）中，只能用G00或G01指定；只能在精车形状程序段组之外指定刀尖圆弧半径补偿G41/G42和取消刀尖圆弧半径补偿G40；G73指令通常用于毛坯为铸件或锻件为的零件即已具备与
22、零件相似的基本轮廓；G73指令对工件轮廓的单调性没有要求；（4）精车固定循环指令G70FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令格式：G70 P(ns)Q(nf)；该指令与G71、G72、G73指令配合使用，用于去除粗车循环留下的加工余量完成精加工。通常放在粗车循环完成后的程序段，调用ns到nf所描述的精车形状，使刀具沿着精车形状走刀。（见教材例7.14）（5）切槽固定循环指令G75FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令格式：G75 R(e)；G75 X(U)_ Z(W)_ P(i)Q(k)R(d)F_；12.子程序的调用 FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的
23、基本编程指令12.子程序的调用子程序的调用 子程序调用指令格式：M98 P_ L_；返回主程序指令：M99；子程序由M99指令结束，在主程序中用M98调用子程序，P用来指定调用的子程序号，L用来指定调用次数，FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令12.子程序的调用子程序的调用 FANUC数控系统的基本编程指令数控系统的基本编程指令1.编程实例（一）编程实例（一）:零件毛坯为58的长棒料，材料为铝 编程实例编程实例1.编程实例（一）编程实例（一）零件号001 程序号O100编制日期零件名称编制工步号程序段号工步内容使用刀具名称切削参数刀具号补偿号Sr/minFmm/rapmm1N
24、1粗车轮廓90外圆车刀5000.21.5T01012N2精车轮廓35外圆车刀8000.10.2T02023N3切槽4mm切断刀4000.150.5T03034N4车螺纹60螺纹车刀500LT04045N5切断4mm切断刀4000.151T03032编程实例（二）编程实例（二）2编程实例（二）编程实例（二）零件号002程序号O200编制日期零件名称编制工步号程序段号工步内容使用刀具名称切削参数刀具号补偿号Sr/minFmm/rapmm1N1粗车右侧轮廓90外圆车刀5000.21.5T01012N2精车右侧轮廓75外圆精车刀8000.10.2T02023N3粗镗阶梯孔粗镗孔刀3000.21T03034N4精镗阶梯孔精镗孔刀4000.10.2T04045N5粗车左侧轮廓90外圆车刀5000.21.5T01016N6精车左侧轮廓75外圆精车刀8000.10.2
