FANUC0i系统数控车床的编程与操作
二、FANUC 0i系统数控车床的编程与操作
2.1 FANUC 0i系统面板的操作
一、FANUC 0i系统面板的结构
FANUC 0i系统面板的结构如图1-19所示。主要分三部分：位于下方的机床控制和操作面板区、位于右上方MDI编辑键盘区、位于左上方的CRT屏幕显示区。
图2.1-1 FANUC 0i车床标准面板
1、机床控制、操作面板按钮
机床控制、操作面板按钮说明见表2.1-1。
钮运行暂停。按“循环启动”恢复运行。
2、MDI编辑键盘区
MDI键盘上各个键的功能见表2.1-2。
软键实现左侧中显示内容的向上翻页；软键实现左
软键实现光标的向上移动；软键
实现光标的向下移动；软键实现光标的向左移动；软键实
实现字符的输入，点击键后再点击字符键，将输入右下角的
点击将在
点击软键后再点击将在光标所处位置处输入
键中的“
点击软键将在光标所在位置输入
点击软键后再点击将在光标所在位置处输入
3、CRT屏幕显示区
CRT屏幕显示区显示了机床位置界面、程序管理界面、设置参数界面等。
⑴机床位置界面
在手动或手轮方式下，点击进入坐标位置界面。点击菜单软键[绝对]、菜单软键[相对]、菜单软键[综合]，对应CRT界面将对应相对坐标（如图2.1-2-a）、绝对坐标（如图2.1-2-b）、和综合坐标（如图2.1-2-c ）。
a相对坐标界面b绝对坐标界面c综合坐标界面
图2.1-2机床位置界面
⑵程序管理界面
a 显示程序列表
b 显示当前程序
图2.1-3 程序管理界面
在编辑方式下点击进入程序管理界面，点击菜单软键[LIB]，将列出系统中
所有的程序(如图2.1-3-a所示)，在所列出的程序列表中选择某一程序名，点击将显示该程序（如图2.1-3-b所示）。
⑶设置参数
车床刀具补偿参数
车床的刀具补偿包括刀具的磨损量补偿参数和形状补偿参数，两者之和构成车刀偏置量补偿参数。
输入刀具摩耗量补偿参数：
刀具使用一段时间后磨损，会使产品尺寸产生误差，因此需要对刀具设定磨损量补偿。步骤如下：
在MDI键盘上点击键，进入摩耗补偿参数设定界面。如图2.1-4-a所示。
a 摩耗补偿
b 形状补偿
图2.1-4 车床的刀具补偿
用方位键选择所需的番号，并用确定所需补偿的值。
点击数字键，输入补偿值到输入域。
按菜单软键[输入]或按，参数输入到指定区域。按键逐字删除输入域中的字符。
输入刀具形状补偿参数：
在MDI键盘上点击键，点击下方软键按钮[形状]进入形状补偿参数设定界面。如图2.1-4-b所示。
方位键选择所需的番号，并用确定所需补偿的值。
点击数字键，输入补偿值到输入域。
按菜单软键[输入]或按，参数输入到指定区域。按键逐字删除输入域中的字符。或者点击[测量]键。
输入刀尖半径和方位号：
分别把光标移到R和T，按数字键输入半径或方位号，按菜单软键[输入]。
二、简单轴零件的编程与仿真加工
例1-8 把图2.1-5所示轴零件进行编程并仿真加工出来。
图2.1-5 轴
材料45
1、图纸分析
零件结构较简单，需要加工的有外圆面、沟槽、端面及倒角，其中φ20、φ28外圆处
精度要求较高。
2、工艺分析
⑴确定加工方法：本零件结构较简单，尺寸较小，毛坯选用φ40圆钢，用三爪卡盘装夹，伸出卡盘80mm，从大到小先粗车各外圆，切槽，再从小到大精车各外圆到尺寸要求，最后切下工件，保证总长。
⑵选择刀具：外圆刀、切槽刀。
⑶选择切削用量：粗加工时切削深度2mm，进给量0.3mm/r，切削速度100m/min；精加工时切削深度0.5mm，进给量0.1mm/r，切削速度150m/min
3、编程序
建立工件坐标系：右端面中心。
程序单如下：
O0010
……
4输入程序：手动键盘输入和导入
⑴手动键盘输入
新建一个数控程序：
点击操作面板上的编辑键，编辑状态指示灯变亮，此时已进入编辑状态。点击MDI 键盘上的程序键，CRT界面转入编辑页面。利用MDI键盘输入“O0010”（程序号不能与已有程序号的重复）按插入键，CRT界面上将显示一个空程序，可以通过MDI键盘开始程序输入。输入一行指令后，按键则数据输入域中的内容将显示在CRT界面上，用回车换行键结束一行的输入后换行。
程序行顺序号可通过界面中的[SETTING]键进行更改。
编辑程序：
选定了一个数控程序后，此程序显示在CRT界面上，可对数控程序进行编辑操作。
移动光标：按和用于翻页，按方位键移动光标。
插入字符：先将光标移到所需位置，点击MDI键盘上的数字/字母键，将代码输入到输入域中，按键，把输入域的内容插入到光标所在代码后面。
删除输入域中的数据：按键用于删除输入域中的数据。
删除字符：先将光标移到所需删除字符的位置，按键，删除光标所在的代码。
查找：输入需要搜索的字母或代码；按开始在当前数控程序中光标所在位置后搜索。（代码可以是：一个字母或一个完整的代码。例如：“N0010”，“M”等。）如果此数控程序中有所搜索的代码，则光标停留在找到的代码处；如果此数控程序中光标所在位置后没有所搜索的代码，则光标停留在原处。
替换：先将光标移到所需替换字符的位置，将替换成的字符通过MDI键盘输入到输入域中，按键，把输入域的内容替代光标所在处的代码。
删除一个数控程序：在编辑方式下，点击MDI键盘上的程序键，利用MDI键盘输入“Ox”(x为要删除的数控程序在目录中显示的程序号)，按键，程序即被删除。
删除全部数控程序：在编辑方式下，点击MDI键盘上的程序键，利用MDI键盘输
入“O-9999”，按键，全部数控程序即被删除。
⑵导入
数控程序可以通过记事本或写字板等编辑软件输入并保存为文本格式（*.txt格式）文件。
点击操作面板上的编辑键，编辑状态指示灯变亮，此时已进入编辑状态。点击MDI 键盘上的，CRT界面转入编辑页面。再按菜单软键[操作]，在出现的下级子菜单中按软键，按菜单软键[READ]，点击MDI键盘上的数字/字母键，输入“Ox”(x为任意不超
过四位的数字)，按软键[EXEC]；点击菜单“机床/DNC传送”，在弹出的对话框（如图2.1-6）中选择所需的NC程序，按“打开”确认，则数控程序被导入并显示在CRT界面上。
图2.1-6 选择要传输的程序
5、车床准备
⑴激活车床
点击“启动”按钮，此时车床电机和伺服控制的指示灯变亮。
检查“急停”按钮是否松开至状态，若未松开，点击“急停”按钮，将其松开。
⑵车床回参考点
检查操作面板上回原点指示灯是否亮，若指示灯亮，则已进入回原点模式；若指示灯不亮，则点击“回原点”按钮，转入回原点模式。
在回原点模式下，先将X轴回原点，点击操作面板上的“X轴选择”按钮，使X轴方向
移动指示灯变亮，点击“正方向移动”按钮，此时X轴将回原点，X轴回原点灯变亮
，CRT上的X坐标变为“600.00”。同样，再点击“Z轴选择”按钮，使指示灯变亮，
点击，Z轴将回原点，Z轴回原点灯变亮，，此时CRT界面如图2.1-7所示。实际上不同厂家机床因为参数设置不同，回参考点时的X坐标、Z坐标值而有所区别，有的显示“X0、Z0”。
图2.1-7 机床回参考点
⑶激活主轴转速
在MDI手动数据输入方式下，点击MDI键盘上的程序键，CRT界面转入编辑页面，输入M03 S500（转速值大小），然后按机床键，主轴旋转，转速为500r/min，再
按机床复位键，主轴停止转动。
⑷图形仿真在自动方式下，按键，锁住机床和辅助功能，启动程序，进行加工图形轨迹模拟。模拟结束后，撤销机床和辅助功能锁住。
⑸对刀
数控程序一般按工件坐标系编程，对刀的过程就是建立工件坐标系与机床坐标系之间关系的过程。下面具体说明车床对刀的方法。其中将工件右端面中心点设为工件坐标系原点。将工件上其它点设为工件坐标系原点的方法与对刀方法类似。
试切法对刀
①切削外径：点击操作面板上的“手动”按钮，手动状态指示灯变亮，机床进入手动操作模式，点击控制面板上的按钮，使X轴方向移动指示灯变亮，点击或
，使机床在X轴方向移动；同样使机床在Z轴方向移动。通过手动将机床移到如图2.1-8-a
所示的大致位置，使主轴正转，用手动或手轮方式微调X、Z方向的距离，使刀具切削工件外圆如图2.1-8-b所示的，不要切入太深，使切过的外圆光滑不留毛坯痕迹就可以，否则会影响加工尺寸，特别是毛坯余量较少的工件。然后Z轴正方向退出工件，X方向保持不动。（也可用手轮方式调整刀具切削工件）
②测量切削位置的直径：主轴停止转动，点击菜单“测量/剖面图测量”如图2.1-10所示，点击试切外圆时所切线段，选中的线段由红色变为黄色。记下下半部对话框中对应的X 的值（即直径）。
③设置X方向刀具补偿值：按下控制箱键盘上的键，弹出刀具补偿界面，点击下方的[形状]软键，切换到刀具形状补偿界面，把光标定位在需要设定的刀号上，光标移到X，输入“Xa”（a测量的直径值），按菜单软键[测量]，实现了刀具在X方向的补偿，见图
2.1-11。（通过按软键[操作] ，可以进入相应的菜单）。
④切削端面：通过手动或手轮方式将机床移到如图2.1-9-a所示的大致位置，使主轴正转，用手动或手轮方式微调X、Z方向的距离，使刀具切削工件端面稍微超过中心如图2.1-9-b 所示的，不要切入太深，使切过的端面光滑不留毛坯痕迹就可以，否则会影响加工尺寸，特别是毛坯端面余量较少的工件。然后X轴正方向退出工件，Z方向保持不动。使主轴停止转动。因工件原点在右端面中心，此时刀具位置为Z0，不需要测量Z方向尺寸。
⑤设置Z方向刀具补偿值：按下控制箱键盘上的键，弹出刀具补偿界面，点击下方的[形状]软键，切换到刀具形状补偿界面，把光标定位在需要设定的刀号上，光标移到Z，输入“Z0”，按菜单软键[测量]，实现了刀具在Z方向的补偿，见图2.1-11。
a b a b
图2.1-8 X方向刀具补偿图2.1-9 Z方向刀具补偿
图2.1-10 测量图2.1-11刀具补偿
刀具补偿界面中的R、T用来对刀尖进行补偿，R是刀尖圆弧半径，T是刀尖方位，这些知识点在以后章节进行讲解。
⑹首件切削
在自动方式下，选择单段功能，运行程序，每行结束都需要启动程序，直到粗加工结束，测量工件尺寸精度是否符合要求，如果符合要求，继续完成加工；如果有误差，调整程序或者刀具摩耗值后再完成加工。
测量工具：熟悉使用游标卡尺、千分尺的结构和使用方法，并测量工件。
2.2 简单阶梯轴的加工
练习简单阶梯轴零件工艺制订和循环指令G90的应用。
图2.2-1 轴材料：45钢
一、加工步骤
1、输入程序：在编辑方式下输入程序。
2、检查程序：空运行、作图，检查刀路轨迹；模拟运行，观察加工路线。
3、安装工件：装夹工件，注意毛坯伸出长度要合适，过长刚性太低，过短车刀和卡盘距离太近，甚至会碰撞卡盘而产生危险。
4、安装车刀：注意车刀伸出长度要合适，并使刀具中心与主轴中心垂直，夹紧牢固。
5、对刀：建立工件坐标系。
6、自动运行加工：先使用单段方式加工运行程序，当确认程序无误，切削参数合理后，方可使用连续自动方式加工零件。
二、安全操作和注意事项
1、按要求穿戴工装。
2、严格遵守数控车床安全操作规程，严禁过载使用机床。
3、开机前必须注意检查车床是否运转正常。
4、当程序输入完后，一定认真检查，并检查运行轨迹是否正确。
5、对刀时程序中刀具号与刀补号一定正确对应。
6、刚开始运行程序时，一定打单段方式，确认无误后放开连续运行程序。
7、加工过程中车床防护门一定关好，防止切屑飞出以免伤人。
三. 阶梯轴的检验
1、各公差配合的基本概念要明确，重点掌握好有关极限尺寸、极限偏差、尺寸公差、基本偏差的概念，能熟练计算。
2、尺寸测量方法
（1）计量器具的选择原则
选择计量器具应与被测工件的外形、位置、尺寸的大小及被测参数特性相适应，使所选计量器具的测量范围能满足工件的要求。
选择计量器具应考虑工件的尺寸公差，使所选计量器具的不确定度值既要保证测量精度要求，又要符合经济性要求。
（2）尺寸的测量方法
在实际生产中，尺寸的测量方法和使用的计量器具种类很多，游标类量具是常用的计量器具。
游标类量具是利用游标读数原理制成的一种常用量具，它具有结构简单、使用方便、测量范围大等特点。
2.3 较复杂结构轴的编程与加工
轴材料：45钢
1、加工步骤
⑴输入程序：在编辑方式下输入两个程序。
⑵检查程序：空运行、作图，检查刀路轨迹；模拟运行，观察加工路线。
⑶安装工件：装夹工件，注意夹头是否加牢带动工件旋转，并调整尾座距离合适后紧固，顶尖的松紧程度以没有轴向窜动为宜。
⑷安装车刀：注意车刀伸出长度要合适，并使刀具中心与主轴中心垂直，夹紧牢固，并注意不要碰到尾座。
⑸对刀：建立工件坐标系，建议切槽刀对刀是选择左刀尖为刀位点。
⑹自动运行加工：先使用单段方式加工运行程序，当确认程序无误，切削参数合理后，方可使用连续自动方式加工零件。
2、安全操作和注意事项
⑴按要求穿戴工装。
⑵严格遵守数控车床安全操作规程，严禁过载使用机床。
⑶切削前，检查刀架在Z向移动有无干涉。
⑷切削过程中随时检查后顶尖的松紧程度，并注意前后顶尖孔的清洁和润滑。
⑸装夹工件时不要碰伤已加工表面。
⑹注意刀具与顶尖和尾座之间不要干涉。
3、轴的检验
尺寸公差
形位公差
表面粗糙度
2.4 定位套的加工
轴套材料40Cr
1、加工步骤
⑴输入程序：在编辑方式下输入两个程序。
⑵检查程序：空运行、作图，检查刀路轨迹；模拟运行，观察加工路线。
⑶安装工件：装夹工件，注意夹头是否加牢带动工件旋转，并调整尾座距离合适后紧固，顶尖的松紧程度以没有轴向窜动为宜。
⑷安装车刀：车刀伸出长度要合适，注意内孔刀的中心高，不要在加工时产生干涉，并使刀具中心与主轴中心垂直，夹紧牢固，并注意不要碰到尾座。
⑸对刀：建立工件坐标系，建议切槽刀对刀是选择左刀尖为刀位点。
⑹自动运行加工：先使用单段方式加工运行程序，当确认程序无误，切削参数合理后，方可使用连续自动方式加工零件。
2、安全操作和注意事项
⑴按要求穿戴工装。
⑵严格遵守数控车床安全操作规程，严禁过载使用机床。
⑶切削前，检查刀架在Z向移动有无干涉。
⑷切削过程中随时检查后顶尖的松紧程度，并注意前后顶尖孔的清洁和润滑。
⑸装夹工件时不要碰伤已加工表面。
⑹注意刀具与顶尖和尾座之间不要干涉。
3、轴的检验
尺寸公差，形位公差，表面粗糙度。
2.5 手柄的编程与加工
全部
手柄材料45
1、加工步骤
⑴输入程序：在编辑方式下输入两个程序。
⑵检查程序：空运行、作图，检查刀路轨迹；模拟运行，观察加工路线。
⑶安装工件：装夹工件，注意工件的伸出长度。
⑷安装车刀：车刀伸出长度要合适，夹紧牢固。加工手柄时，由于存在内凹轮廓，注意刀具的副偏角大小，不要与已加工表面发生干涉所以选择35°菱形刀片加工曲面轮廓。
⑸对刀：建立工件坐标系。
⑹自动运行加工：先使用单段方式加工运行程序，当确认程序无误，切削参数合理后，方可使用连续自动方式加工零件。
2、安全操作和注意事项
⑴按要求穿戴工装。
⑵严格遵守数控车床安全操作规程，严禁过载使用机床。
⑶加工圆弧的刀具副偏角不要太小，以免产生干涉。
⑷装夹刀具时注意刀尖与工件中心等高。
⑸设定循环起点位置恰当。
⑹使用G42刀尖半径补偿以消除加工误差。
3、轴的检验
尺寸公差，表面粗糙度，圆弧的测量用圆弧样板进行测量。
2.6 非圆曲面零件的编程与加工
椭圆面材料45钢
1、加工步骤
⑴输入程序：在编辑方式下输入两个程序。
⑵检查程序：空运行、作图，检查刀路轨迹；模拟运行，观察加工路线。
⑶安装工件：装夹工件，注意工件的伸出长度。
⑷安装车刀：车刀伸出长度要合适，夹紧牢固。
⑸对刀：建立工件坐标系（车平端面不要输Z0，而是Z30.）。
⑹自动运行加工：先使用单段方式加工运行程序，当确认程序无误，切削参数合理后，方可使用连续自动方式加工零件。
2、安全操作和注意事项
⑴按要求穿戴工装。
⑵严格遵守数控车床安全操作规程，严禁过载使用机床。
⑶加工圆弧的刀具副偏角不要太小，以免产生干涉。
⑷装夹刀具时注意刀尖与工件中心等高。
⑸设定循环起点位置恰当。
⑹使用G42刀尖半径补偿以消除加工误差。
3、检验
尺寸公差，表面粗糙度，椭圆弧的测量用样板进行测量。