加工中心程序的编制及操作

加工中心程序的编制及操作

FANUC Series oi Mate-MD

一、加工中心的结构特点和编程特点

VMC系列机床是由CNC（计算机数控装置）控制切削加工的立式加工中心，可进行钻孔、铣削和攻丝等。

VMC680e数控加工中心是配备FANUC系统的三坐标轴CNC数控镗铣床，该加工中心符合ISO标准，适用于中小板材、盘件、壳体零件、模具等复杂零件的加工。本加工中心

可控轴数X\Y\Z三轴；位移脉冲当量0.001mm或0.0001in；最大位移量±999.99mm或999.9999in；数据输入方式为增量方式或绝对方式；准备功能指令GOO~G04、G17~G19、

G28、G40~G44、G54~G59、G80~G89、G90、G91，其中G28位自动返回参考点指令，换

刀程序段必须用词指令。辅助功能指令有M00~M09、M17~M19、M30。

1、结构特点

VMC系列加工中心机床在结构设计上比一般数控机床设计得更完美，制造得更精密。它除了有数控机床的特点，如机构刚度高、抗振性好，采用无间隙传动齿轮副、精密滚珠丝杠螺母副、摩擦系数很小的滚动导轨副和采用性能良好的主轴驱动电动机及进给伺服电机外，它还具有以下一些机构特点：

（1）直线加工和弧线加工

除了钻孔刚性攻丝外，在铣削操作中它还可以从不同的角度进行高精度的直线加

工和弧线加工

（2）配备齐全的NC功能

钻机上配备了丰富的NC功能，能够与钻孔、攻丝等的部件加工乃至铣削。

（3）安全功能

本机床的安全功能，基本符合欧洲安全标准EN954-1的类别3

2、编程特点

由于加工中心具有上述功能，故在数控加工程序编制中，从加工工序的确定、刀具的选择、加工路线的安排到数控加工程序的编制，都比其他数控机床要复杂。

(1)有利于提高加工精度和提高生产效率

(2)编好加工程序后，在加工前必须对加工程序进行认真检查并进行试加工

(3)应尽量把不同工序内容的程序，集中在一个整程序中。

(4)程序编制实例

编称坐标系如下图（1）所示设定O（0,0）点为建立的工件坐标系原点和相对对刀点，起点和终点为P1（-50，-50）。刀具从P1点切入工件，然后沿点划线箭头方向进行进给加工，最后回到P1点。

图（1）

切削用量参照有关资料选择，主轴转速S=350r/min，进给速度F=120r/min

% *程序开始

O0000 *程序名（程序名不能与机床存储的程序名冲突）

N100G21 *使用公制单位

N102G0G17G40G49G80G90 *取消刀具半径、长度补偿\固定循环，绝对值编程

N104T1M6 *选择1号刀具（VMC系列机床没有换刀，故这段程

序可删除）

N106G0G90G54X-50.Y-50.S350M3 *快速点定位，建立坐标系，主轴350r/min正转（计算

机生成的程序没有G54，因此必须在G90后添加G54，

并且删除A0.）

N108G43H1Z50.M8 *刀具长度补偿，自动开启冷却液

N110Z10. *Z轴离工作表面10mm

N112G1Z0.F100. *直线插补,进给速度100mm/min

N114Y0.F120. *直线插补P1→P2

N116G2X50.R50. *圆弧顺时针插补P2→P3

N118R50.*圆弧插补至P3

N120G1Y-50. *直线插补P3→P4

N122X-50.*直线插补P4→P1

N124G0Z50.*刀具快速提至安全高度

N126M5*主轴停

N128G91G28Z0.M9*增量值编程，Z轴返回参考点，关闭冷却液

N130G28X0.Y0.*X、Y轴返回参考点（由于没有第四轴这里必须删除A0.）

N132M30 *程序结束

% *下一程序开始

二、加工中心的面板及操作

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功能键 （1）按此按键显示位置画面。

（2）按此键显示程序画面。

（3）按此键显示刀偏／设定（SETTING ）画面

（4）按此键显示系统画面。

（5）按此键显示信息画面。

（6）按此键显示用户宏画面（会话式宏画面）或显示图形画

（7）“E-STOP ”急停按钮

按下后切断主轴及伺服系统电源，控制系统复位。故障排除后旋转该开关，使其释放。 (50)

(52)

(59)

(51)

（8）“TOUCH PROBE"刀具测量及工件测量

（9）“DOOR" 安全门按键

此按键可以对安全门锁进行开启和关闭操作。

加工程序正在执行时，按下此按键，会进入进给保持状态，主轴停止旋转，冷却停止，然后，安全门锁打开，可以打开安全门。关闭安全门后，按下此按键，安全门锁关闭，冷却自动开启，需要手动按主轴旋转按键式主轴旋转，然后按循环启动按键继续加工。

安全门打开时，只能手动旋转主轴，主轴的转速被限制

在很低的值（50r/min左右）。

（10）“RESET"MACHINE RESET机床复位按钮

机床通电后，释放急停按钮，如机床正常运行的条均以具备，按下此按钮，强电复位并接通伺服。

（11）“LIGHT”，机床照明键

（12）“CYCLE START”程序执行按钮（带灯）

在自动动操作方式时，选择所要执行的程序，按下此按钮自动操作开始，执行自动操作执行期间，按钮内指示灯亮。

（13）“FEED HOLD”进给保持按钮（带灯）

在自动执行期间，按下此按钮，机床运动轴即减速停止。（即暂停）

MODE SELECT方式选择开关，选择机床的工作方式：

（14）“AUTO”（自动方式）

进入此状态，系统自动控制加工程序的执行。

（15）“HANDLE”（手动脉冲发生器进给方式）

进入此状态，摇手脉，相应的伺服轴运动。

（16）“MDI”（手动数据输入方式）

（17）“JOG”（点动进给方式）

进入此状态操作者可手动控制换刀，主轴变速、主轴正反转、主轴停，进给量升降及X/Y/Z 三轴进给

（18）“DNC”（在线加工方式）

由于外部接口设备输入程序至数控机床，而又因子控机床本身记忆容量有限，需要执行边读边做（即同时执行收取程序和执行程序指令动作），称为DNC操作。当完成DNC操作后，数控机床记忆是不存在的，由DNC输入程序。

（19）“RAPID"（手动快速进给方式）

（20）“EDIT"（编辑方式）

进入此状态，操作者可进行加工程序的输入、编辑与修改

（21）“REF"（手动返回机床参考点方式）控制面板沿X＼Y＼Z三方向分别运动至机床零点。系统每次通电启动或加工中急停中断后，必须先执行此功能，然后才能正确进入

自动加工与对刀控制状态。

（22）“FEEDRATE OVRRIDE”进给速率修调开关

以给定的F指令进给时，可在0-120%范围内修改进给率。JOG方式时，亦可用其改变JOG速率。

（23）在JOG方式下，按此按钮可实现Y负向进给。

（24）在JOG方式下，按此按钮可实现Y正向进给，

在机床上电后在REF方式下，按此键可实现Y正向回零。

（25）在JOG方式下，按此按钮可实现X正向进给。

（26）在JOG方式下，按此按钮可实现X负向进给，

在机床上电后在REF方式下，按此键可实现X负向回零。

（27）在JOG方式下，按此按钮可实现Z正向进给。

（28）在JOG方式下，按此按钮可实现Z负向进给，

在机床上电后在REF方式下，按此键可实现Z负向回零。

（29）在JOG方式下，按此按钮可实现四轴正向进

（30）在JOG方式下，按此按钮可实现四轴负向进

在机床上电后在REF方式下，按此键可实现四轴负向回

（31）在JOG和RAPID两种方式共同按下的情况下，实现100%的速度

（32）在JOG和RAPID两种方式共同按下的情况下，按此键可实现250%的速度（33）在JOG和RAPID两种方式共同按下的情况下，按此键可实现50%速度（34）在JOG和RAPID两种方式共同按下的情况下，实现lOO%的速度

（35）进给倍率旋钮顺时针F进给升速逆时针F进给降速

以给定的F指令进给时，可在0-120%的范围内修改进给率。JOG方式时，亦可用其改变JOG速率。

（36）“BLOCK SKIP”程序段跳步功能按钮

自动操作时此按钮接通，程序有“\”的程序段将不执行。

(37)“SINGLE BLOCK"单程序段执行按钮

自动操作执行程序时，每按一下CYCLESTART按钮，只执行一个程序段。

（38）“DRY RUN’’空运行功能按钮

自动或MDI方式时，此按钮接通，机床按空运行方式执行程序

（39）“MACHINE LOCK”机床锁定按钮

AOT0,MDI或JOG操作时，此按钮接通，即禁止所有轴向运动（进给的轴将减速停止），但位置显示仍将更新，M/S/T功能不受影响。

（40）“ACTIVATE M01"程序段选择停功能按钮

此按钮接通，所执行的程序在遇有M01指令处，自动停止执行。

（41）“M．S．T．LOCK”程序检查按钮

检查加工程序，此时程序中的M、S代码无效，T代码有效，伺服轴以空行程速度移动。

（42）“HANDLE INTERRUPT"手轮中断按键

使用手轮中断功能，必须使机床处于进给保持状态，然后按操作面板上的手轮中断按键，拿起手轮，移动机床坐标轴。

执行过手轮中断的加工程序，在程序执行结束后，必须执行一次手动返回参考点，否则，再执行加工程序时，有撞刀甚至毁坏机床或对操作者造成人身伤害的危险。

（43）“PGM RST”刀库功能按钮。

（44）“ATC ROT”机械手旋转按钮

JOG或修调方式下，按此按钮，机械手臂旋转。

（45）“TOOLH/MBWD"刀套水平／刀库后退

在JOG或修调方式下，按此按钮，机械手刀库刀套水平／或斗笠刀库刀库后退。

（46）“TOOLV∕MFWD"刀套水平／刀库后退

在JOG或修调方式下，按此按钮，机械手刀库刀套垂直／斗笠刀库刀库前进。

（47）“MAG CW”刀盘正转

在JOG或修调方式下，按此按钮，机械手／斗笠刀库刀库正转。

（48）“MAG CCW”刀盘正转

在JOG或修调方式下，按此按钮，机械手／斗笠刀库刀库反转

（49）“CLAMP”主轴松开\夹紧按钮

手动方式下，按此按钮可卸下/装上主轴上的刀柄。

（50）“LUBRICATE”手动润滑按钮

在JOG方式下，当此按钮被按下时，润滑泵自动对机床进行润滑直到按钮被松开。（51）“BLOW"主轴中心吹气

（52）“COOLANT’’冷却液按钮。

按下冷却液开关，释放冷却液。

（53）“OIL GATHER”油污收集

（54）“HYON”液压站启动

（55）“CLAMP”工件夹紧

（56）“CHIP FWD”排屑电机正转。

（57）“CHIP REV”排屑电机反转。

（58）“CHIP FLUSH”冲屑。

(59)主轴速度倍率旋钮顺时针S主轴升速，逆时针S主轴降速。

(60)“SPRINDLE CCW”主轴反转

在JOG方式下，按此键可实现主轴反转。

(61)“SPRINDLE STOP"主轴停止

在JOG方式下，按此键可实现主轴停止。

（62）“SPRIND LE CCW"主轴正转

在JOG方式下，按此键可实现主轴反转。

（63）“PROGRAM PROTECT"程序保护开关

此开关处于“O”的位置可保护内存程序及参数不被修改，需要执行存入或修改操作时，此开关应置“l”

（64）主电源开关

二、手动操作步骤

1. 接通主电源开关

将主电源开关从OFF拨到ON状态，然后打开控制器电源（面板右下角），关机床门。

2. 接通压缩气源

将空气压缩机输入气源的气压调整到≤6kgf/cm2。

3. 机床参考点手动复位

点亮[REF]键,接着长按[+Z]、[+Y]、[-X]键直至各轴回到机床回到参考点处停止。

4.手动换刀

在手动状态下，（点亮手动键或者[HANDLE]键），将所需要安装的刀具放在主轴刀架处，配合按下主轴上得绿色按键（刀夹按键），将所选择的刀具安装到主轴上。

5. 主轴旋转

首先要确定机床已经参考点复位。按[MDI]按键，进入手动数据输入编程模式，按下[PROG]按键，屏幕将出现如下图（1）所示的编辑信息窗口，这时可直接输入启动主轴的程序，即输入[M03 S××××]—[INSERT]，输入[EOB]—[INSERT]，按下操作面板左下角的绿色按钮（黄色按钮隔壁），主轴旋转。

图1

6. 确定工件坐标系与程序原点

工件坐标系是编程人员在编写程序时，在工件上建立的基准点，程序原点即编程零点是编程人员在计算坐标值时的起点，编程人员在编制程序的时候，不考虑工件在机床上的安装位置，它只是根据零件的特点及尺寸来编程，因此，对于一般的零件加工来说，工件坐标系的原点即为工件原点，工件原点即为程序原点（编程零点）。

（1）基本规则编程时，选择程序原点的位置应按以下基本规则进行：

1）工件原点应在零件图的尺寸上，对于对称的零件，应设在对称中心上，便于坐标值的计算。

2）对于一般的零件，工件原点应设在工件外轮廓的某一角上，并尽量选择在精度较高的工件表面上。

3）Z轴方向上的零点，一般设在工件表面上。即刀具接触工件表面的位置就是Z轴零点。（2）实现方法首先将各坐标轴进行机床零点复位（REF+Z\-X\+Y ），然后将工件装夹在工作台上，用分中棒获取工件加工原点（建议该原点设在工件的对称中心上）。按[HANDLE]按键，选择手动操作方式。如果系统配有工件测量头，用手轮进给，将所选择的刀具分别靠上加工毛坯的X、Y两个相邻端面，所得值相加除2，即得到该零件的X和Y值的中心点。在获取X和Y值中心点后，按下[SET OFS]按键，按下软功能按键选择坐标系，可看到如图（2）所示页面。

在操作面板上用↑↓键选择G54刀补坐标，移到X坐标位置，并输入X0，按下软功能键[测量],此时X坐标刀补设置完成（如图3），以同样方法修改Y和Z的刀补。这一组坐标值X、Y、Z实际上是机床原点相对于程序原点的偏置坐标值（绝对值）。一旦确定了工件坐标系，相应的程序原点也就确定了。如果系统没有工件测量头的情况下，程序原点位置的测量只有靠碰刀的方式进行。

图2 图3

7. 程序的输入和执行

按下[EDIT]按键进入编辑模式，按下[PRGRM]按键，使用软功能键选择-[列表]-[操作]，并翻到下一页，使用软功能键选择[F输入]（如图），并输入程序头[O00××]（与计算机待输入的程序头相一致），按下执行，并在计算机上发送程序，如下图所示。当接收到程序后，屏幕上将显示此程序界面，检查程序并将进给倍率旋钮调至零，按下[AUTO]键，然后按下操作面板绿色程序启动按钮，将自动执行程序，此时可将进给倍率旋钮逐渐增大，观察程序执行是否正确。