第4章FANUC系统加工中心编程与操作实训资料课件.ppt
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1、底4章 FANUC系统加工中心 编程与操作实训,4.1 加工中心概述4.2 加工中心的基本操作4.3 加工中心的加工过程监控4.4 典型零件加工实例4.5 实训练习题,4.1.1 加工中心功能与结构特点4.1.2 FANUC-18MC系统加工中心操作面板、控制面板及软 键功能4.1.3 FANUC-18MC系统编程指令概述,4.1 加工中心概述,4.1.1 加工中心功能与结构特点,VMC850型加工中心的床身等主要构件均采用米汉纳铸铁铸造,并经时效处理以消除应力,机床导轨表面经高周波热处理,硬度达HRC483,经高精度表面研磨处理,全行程直线度及平行度均确保在3m以内。机床配有气动斗笠式无臂换
2、刀机构,刀库容量达24把,最大刀具直径100mm,最大刀具长度320mm,最大刀具重量10kg。主传动采用FANUC AC主轴伺服马达通过同步齿形带直接传动,效率高,传动平稳,无振动及热传递到主轴,确保了主轴回转精度。三轴进给系统采用FANUC伺服马达驱动,通过挠性联轴器带动滚珠丝杠,可消除传动间隙,确保高的传动精度。机床主要技术规格见表4.1。,表4.1 机床主要技术规格,40、,40、,钻孔(,4.1.2 FANUC-18MC系统加工中心操作面板、控制面板及软键功能,由于加工中心配置上的差异,操作面板和控制面板的布局也不相同,现以VMC850型加工中心(FANUC-18MC数控系统)配置为
3、例,介绍机床操作面板、控制面板及软键功能。,4.1.3 FANUC-18MC系统编程指令概述,FANUC-18MC数控系统的基本功能和常用指令的编程格式与第3章的数控铣床基本相同;加工中心的程序编制也与数控铣床相差不大(具体见第3章),只是多了一个自动换刀功能。另外,FANUC-18MC数控系统还具备一些特殊功能,如先行控制功能,避免了由于加/减速延时引起的加工形状误差。1换刀指令加工中心可以通过程序自动完成换刀。在加工中心换刀时,要用到选刀指令(T代码)及换刀指令(M06)。当控制系统得到选刀指令T代码时,自动按照刀号选刀,被选中的刀具处于刀库的换刀位置上。接到换刀指令M06后,执行换刀动作
4、。目前,许多厂家已经将换刀程序编成了子程序存在了系统里,用户只要使用下面的程序格式即可实现换刀。N10T;或 N10TM06;2AI先行控制程序格式:G05.1 Q;,(2)通过复位可取消AI先行控制方式。在AI先行控制方式中如下功能有效:插补前直线型加/减速预读处理(最多20个程序段)。自动拐角减速。按加速度钳制进给速度。按圆弧半径钳制进给速度。程序段重叠(最多5个程序段)。提前前馈。在指定每分钟进给方式后,可执行20个程序段的预读控制。插补前加/减速是对插补前的进给速度实施加/减速,因此,插补数据不会因加/减速而变化。因此,插补数据总是与指定的直线或曲线相吻合,从而避免了由于加/减速延时引
5、起的任何加工形状误差,同时还可以使机床运行更加平稳。,4.2 加工中心的基本操作,4.2.1 加工中心的手动操作4.2.2 程序输入与编辑4.2.3 工件坐标系的建立、对刀及刀具补偿4.2.4 加工中心刀具装夹4.2.5 图形模拟功能和空运行4.2.6 首件试切,4.2.1 加工中心的手动操作,加工中心操作面板及控制面板如图4.1和图4.2所示。下面将以VMC850为例具体介绍加工中心的操作方法。图4.1 VMC850型加工中心的操作面板图4.2 VMC850型加工中心的控制面板1数控系统启动和关闭(1)数控系统启动应按以下顺序进行:打开气源。打开总电源。打开系统电源。开启数控系统。释放急停开
6、关,如图4.3所示。 原点回归。,图4.1 VMC850型加工中心的操作面板,图4.2 VMC850型加工中心的控制面板,图4.3 数控系统启动和关闭,(2)数控系统关闭时应按以下顺序进行:将机床各坐标轴移至合适位置,使各轴离开机床原点大于100mm。按下急停开关。关闭数控系统。关闭电源开关。关闭气源。2原点回归方法首先选择原点回归模式,如图4.4(a)所示,然后按下循环开始键,如图4.4(c)所示,机床将按照Z、X、YA的顺序自动回到原点。选择原点回归模式后,还可以通过按下某个轴的点动按键使相应的轴单独回到原点,如图4.4(b)所示。执行原点回归过程中,指示灯会持续闪烁。回归完成时,则指示灯
7、亮着不再闪烁。,图4.4 原点回归,3手轮进给将模式选择旋钮旋至手动进给状态,如图4.5(a)所示,再在手轮上选择进给坐标方向及倍率(1状态为0.001/格;10状态为0.01/格;100状态为0.1/格),根据进给方向摇动手轮手柄,如图4.5(b)所示。4手动进给将模式选择旋钮旋至手动进给状态,以选定的坐标轴及方向按动相应的按键,即执行相应的运动,放开按键随即停止。进给速度由进给倍率调整旋钮调整(外圈04000mm/min),如图4.6(b)和图4.6(c)所示。5快速进给将模式选择旋钮旋至快速进给状态,调整快速进给倍率,如图4.6(a)和图4.6(d)所示,LOW的速度为500mm/min
8、),以选定的坐标轴及方向按动相应的按键,放开按键随即停止。,图4.5 手轮进给,图4.6 手动进给,6主轴(1)主轴正反转手动主轴正反转时,应将模式选择旋钮置于手动模式下进行,按图4.7(b)中的正转或反转按键;即可启动主轴速度由预先输入的指令控制(MDI方式输入,如输入S1000M03,按循环开始键)确定,由主轴倍率旋钮进行微调,如图4.7(c)所示。(2)主轴负载表提示目前主轴马达切削时的输出状态,正常情况下应保持在100%以下,如图4.7(a)所示。,7切削液控制如图4.8所示为切削液的3种状态。,图4.8 切削液控制,图4.7 主轴控制,8自动门控制“控制门互锁装置”在程序停止及主轴和
9、切削液停止的状态下可正常启闭,按一下门开,按键灯亮,再按一下门关,按键灯灭,开关如图4.9所示。9超行程解除当工作台行程正常时按键灯亮,当行程超过极限开关的设定则工作台停止,按键灯灭。超行程解除键如图4.10所示。屏幕显示NOT READY。超行程解除可按以下步骤 进行。将模式旋钮置手摇位置。按住超行程解除键不放,灯亮。按下系统启动按键,重新启动系统。使用手轮将过行程的轴移回正确的位置。执行原点回归。10刀号显示如图4.11所示为刀具号显示选择开关及显示,开关扳至右位显示目前刀库待命刀的刀号,开关扳至左位显示目前主轴上的刀号。,图4.9 自动门控制,图4.10 超行程解除,图4.11 刀具号显
10、示开关及显示,11自动运行选择好要执行的程序后,将模式选择旋钮及程序保护钥匙置于图4.12所示状态。按下“循环开始”按键,程序将自动执行,程序执行过程中按“进给保持”按键程序将暂停(攻丝时,待攻丝动作完成后才会执行“进给保持”动作),再次按下“循环开始”按键,程序将继续往下执行。,图4.12 自动运行,12DNC方式下运行(在线加工)将模式选择旋钮及程序保护钥匙置于图4.12所示的状态,按下“循环开始”按键,外部连接的计算机将已经准备好的程序自动传入数控系统,并且一边传入一边执行程序。执行过程中按“进给保持”按键程序将暂停(攻丝时,待攻丝动作完成后才会执行“进给保持”动作),再次按下“循环开始
11、”按键,程序将继续往下执行。这种方式特别适合较大的程序。13手动数据输入(MDI)将模式选择旋钮置于手动数据输入状态(MDI)(如图4.13所示),按下PROG键,屏幕将显示图4.14所示的画面。将程序数据输入,按下“循环开始”按键并执行MDI的程序,当程序结尾为M30或M20时,程序执行完毕即消失。当程序结尾为M99时,则返回程序开头。,图4.13 手动数据输入,14单节运行又称单段运行,一般在调试程序或在单件生产时,为了避免因为程序错误而导致事故发生时使用。在运行计算机自动生成的程序时,通常在程序运行的开始阶段容易出现错误,所以,在运行进入稳定切削之前,往往使用单节运行。按下单节按键(如图
12、4.15所示),使指示灯亮,单节有效。再按一次该键,灯灭单节无效。在单节运行状态下,按下“循环开始”键,程序将在执行一个程序段之后停止,等待下一次按“循环开始”键时再执行下一程序段。进给率”(如图4.6(c)所示的进给倍率旋钮)控制。15试运行按下“试运转”按键(如图4.15所示),灯亮,试运行有效,再按一次无效。在试运行状态下运行程序时,快速进给及程序给定的进给速度均无效,运行的进给速度均由“手动,图4.14 手动数据输入显示页面,16单节忽略单节忽略又称跳段功能,按下“单节忽略”按键(如图4.15所示),灯亮,单节忽略有效,再按一次无效。在单节忽略状态下运行程序时,前面加“/”的程序段均忽
13、略不执行,而直接执行下面的程序。17选择停止按下“选择停止”按键(如图4.15所示),灯亮,选择停止有效,再按一次无效。在选择停止状态下运行程序时,程序执行至M01时,程序会暂停,循环开始灯会闪烁,等待按“循环开始”键之后继续执行。18机械锁定按下“机械锁定”按键(如图4.15所示),灯亮,机械锁定有效,再按一次无效。在机械锁定状态下运行程序时,X、Y、Z将被锁定无法移动,但屏幕上的坐标会随程序行移动而变化,可用来做程序检查。 注意:在机械锁定状态下运行之后,必须再执行原点回归,否则会产生错误,图4.15 机床的部分控制按键,19Z轴功能锁定按下“Z轴锁定”按键(如图4.15所示),灯亮,Z轴
14、功能锁定有效,再按一次无效。在Z轴功能锁定状态下运行程序时,Z将被锁定无法移动,但屏幕上的坐标会随程序行移动而变化,可用来模拟程序避免危险。 注意:在Z轴功能锁定状态下运行之后,必须再执行原点回归,否则会产生错误。20辅助功能锁定按下“M.S.T锁定”按键(如图4.15所示),灯亮,辅助功能锁定有效,再按一次无效。在辅助功能锁定状态下运行程序时,程序中的M、S、T指令均被忽略,此功能常与机械锁定一起使用从检查程序。,21指示灯如图4.16所示为机床功能指示灯。,图4.16 机床功能指示灯,22机床复位按键RESET为机床复位键,在机床产生报警时,解除报警后,可按复位键使机床恢复原始状态,也可按
15、复位键使程序回到开头位置。在运行程序时,按复位键会使程序中断并返回开头,在正常加工时,不要按复位键。,4.2.2 程序输入与编辑,1. 程序输入(1)手工键盘(如图4.1所示)输入选择编辑模式(如图4.2所示)。按下PROG键,出现程序画面。将程序保护钥匙置于“”状态。输入程序号及程序段,按INSERT键读入。输入程序段。例如,输入以下程序:程序 输入程序0001 0001EOBINSERT(注:E0B=“;”)N1G90G00G54X0Y0S10M03; N1G90G00G54X0Y0S10M03EOBINSERTN2G43Z100.0H01; N2G43Z100.0H01EOBINSERT
16、. .N6M30; N6M30EOBINSERT,(2)计算机传送在计算机里以文档形式存储的程序,通过专用软件(常用的有DNC)及网线可以传送到数控装置里存储起来。传输方法如下。确定待传程序,计算机进入传输状态(略)。数控面板上的模式选择旋钮置于编辑位置。程序保护钥匙置于开。按下PROG键。依次选择软键“操作”、DIR、RAED、输入程序号、EXEC。传输完毕后,屏幕上闪烁着的“输入”两字消失。2. 程序编辑(1)单节变更将光标移至要修改的程序段的开头,输入新的程序段,按下ALTER键,新程序段将替代原程序段。,(2)单节插入将光标移至要插入的程序段的开头,输入新的程序段,按下INSERT键,
17、新程序段将插入到该程序段前面。(3)单节删除将光标移至要删除的程序段的开头,按下DELETE键,程序段将被删除。(4)程序清除清除一个程序:选择编辑状态。按下PROG键。输入程序号。按下DELETE键。清除全部程序:选择编辑状态。按下PROG键。输入-9999。按DELETE键。,(5)程序复制利用此功能,可留下原来程序,而制作完全相同的或相近的程序。程序部分复写:选择编辑状态;按下PROG键;按下“操作”;按下“继续选单键”;按下“EX编辑”;按下“复写”; 按下“游标”;“游标”或“最后”;程序号(程序号为新命名的,只输入数字如:);“执行”。全部程序复写:选择编辑状态;按下PROG;按下
18、“操作”;按下“继续选单键”;按下“EX编辑”;按下“复写”;按下“全部”;程序号; INPUT;“执行”。,4.2.3 工件坐标系的建立、对刀及刀具补偿,1工件坐标系的建立工件坐标系用于工件的加工,工件坐标系以下列两种方法之一建立。使用G92方法建立工件坐标系,参见3.2节;使用G54G59方法建立工件坐标系,参见3.2节。FANUC-18MC数控系统G54G59的设定按以下方法进行:按下OFFSET/SETTING键;按“坐标系”软键,显示如图4.17所示。,图4.17 工件坐标系设定页面,移动光标至要输入数值的位置。输入机床坐标值,小数点输入。按INPUT键或软键“输入”。特别值得提出的
19、一点是,加工中心在批量生产时,同一个程序往往使用多把刀具进行加工,并且刀具的长度往往都不相同,每把刀的Z向都要对过,而同一坐标系只能存储一把刀的数值(如G54)。在这种情况下,应将坐标系中的Z向的机床坐标值设成0.000,将每把刀对刀时得到的Z向机床坐标值输入到刀具补偿页面当中去(如图4.18所示),在程序中利用刀具长度补偿解决刀具长度不一致的问题。程序格式如程序0001,如采用0002的格式,则当运行到Z100.0时将产生Z轴超行程报警。,图4.18 刀具补偿参数页面,0001; 0002;G21 G40 G49 G80 G17; G21 G40 G49 G80 G17;G90 G00 G5
20、4 XO YO; G90 G00 G54 XO YO;T01 M06; Z100.0;S1000 M03; T01 M06; G43 Z0 H21; S1000 M03;. G43 Z0 H21;. . .T02 M06; T02 M06;S1200 M03; S1200 M03;G34Z0 H22; G34 Z0 H22;,2对刀方法参见3.2节。3刀具补偿设定操作 刀具补偿量的设定方法有补偿值直接输入法和对以前的补偿量输入增减的方法两种。(1)直接输入法的方法如下:按下OFFSET/SETTING键。按软键“(操作)”,如图4.18所示。移动光标至欲输入补偿值的位置。输入补偿值,小数点输入
21、。按INPUT键或软键“输入”。(2)增量值输入增量值输入时,与直接输入法前4步相同,只是输入增减值后,按软键“+输入”。使用时,为了便于管理常常在001020存储单元上存储半径补偿值,在021032存储单元上存储刀具长度补偿值。,4.2.4 加工中心刀具装夹,加工中心的刀具一般通过刀柄自带的夹头进行装夹。装夹时,在保证加工过程中不与工件及夹具干涉的前提下,应尽量使刀具伸出长度短一些,以保证加工时的刚度。在一个程序中,要使用多把刀进行加工时,应禁止将刀具直接放入刀库,以防止新放入刀库的刀号与主轴上的忘记卸掉的刀号发生重号现象。在这种情况下,如果发出换刀指令,在换刀的过程中就可能造成撞刀事故。正
22、确上刀的方法是:先将刀具按工艺顺序排好,然后通过MDI方式按顺序执行换刀动作,并依次通过主轴将刀具送入刀库。例如,在MDI方式下执行以下操作:执行“T01 M06;”指令。手动将主轴上的刀具卸掉,并将01号刀装到主轴上。执行“T02 M06;”指令。手动将02号刀装到主轴上。,4.2.5 图形模拟功能和空运行,1图形模拟功能在加工前,为了验证程序的刀具路径是否正确,可通过图形模拟功能加以确认,FANUC-18MC系统具备这一功能。该系统可在6个坐标系中进行扫描。图形模拟时,描图参数可根据具体情况进行设定。描图参数的设定顺序为:按GRAPH键,则显示画面如图4.19、图4.20和图4.21所示,
23、如未出现如 图4.19所示的画面,可按软键“参数”切换。,图4.19 图形模拟页面1,按、键,将光标移至目标位置。输入数值资料后,按INPUT键,参数即被设定。图形模拟的操作方法是:,图4.20 图形模拟页面2,图4.21 图形模拟页面3,调出程序。模式选择旋钮置于自动运行模式,但不必使用机械锁定功能。按GRAPH键,如画面为如图4.19、图4.20和图4.21所示,可按EXEC键,则出现如图4.22所示的画面。按软键“自动”或START,后者为单步。2空运行为了检查程序是否正确,可通过空运行功能进行验证。具体操作时,要根据实际加工时Z轴最大移动量,将主轴提起或将Z轴锁定,以免发生撞车事故。然
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