試談FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)的基本編程指令

1、2021-12-271普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材數(shù)控加工技術(shù)數(shù)控加工技術(shù)吳明友吳明友 編編第第 二二 十十 三三 講講（90 Min、2節(jié)課）節(jié)課）2021-12-272第六章第六章 數(shù)控銑床（數(shù)控銑床（FANUC 0iFANUC 0i）編程與操作）編程與操作( (二二) )第二節(jié)第二節(jié) FANUC 0iFANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)的基本編程指令（二）數(shù)控系統(tǒng)的基本編程指令（二） 四、快速移動(dòng)指令四、快速移動(dòng)指令G00G00 （5Min5Min） G00指令。刀具以快速移動(dòng)速度移動(dòng)到用絕對(duì)值指令或增量值指令指定的工件坐標(biāo)系中的位置。以絕對(duì)值指令，編程時(shí)編制

2、終點(diǎn)的坐標(biāo)值。以增量值指令，編程時(shí)編制刀具移動(dòng)的距離。 指令格式。G00 X Y Z ；X Y Z ：絕對(duì)值指令時(shí)，是終點(diǎn)的坐標(biāo)值。增量值指令時(shí)，是刀具移動(dòng)的距離。2021-12-273 說(shuō)明。用參數(shù)No.1401的第1位（LRP），可以選擇下面兩種刀具軌跡之一： 1）非直線插補(bǔ)定位。刀具分別以每軸的快速移動(dòng)速度定位。刀具軌跡一般不是直線。 2）直線插補(bǔ)定位。刀具軌跡與直線插補(bǔ)（G01）相同，刀具以不超過(guò)每軸的快速移動(dòng)速度，在最短的時(shí)間內(nèi)定位。 直線插補(bǔ)定位和非直線插補(bǔ)定位如圖6-8所示。2021-12-274圖6-8 直線插補(bǔ)定位和非直線插補(bǔ)定位2021-12-275 G00指令中的快速移動(dòng)

3、速度由機(jī)床制造廠對(duì)每個(gè)軸單獨(dú)設(shè)定到參數(shù)No.1420 中。由G00指令的定位方式，在程序段的開(kāi)始刀具加速到預(yù)定的速度，而在程序的終點(diǎn)減速。在確認(rèn)到位之后，執(zhí)行下個(gè)程序段?！暗轿弧笔侵高M(jìn)給電機(jī)將工作臺(tái)拖至了指定的位置范圍內(nèi) 。這個(gè)范圍由機(jī)床制造廠決定并設(shè)置到參數(shù)No.1826中。通過(guò)設(shè)定參數(shù)No.1601#5（NCI），可以不進(jìn)行對(duì)各程序段的到位檢測(cè)。2021-12-276 快速移動(dòng)速度不能在地址F中指定。即使指定了直線插補(bǔ)定位，然而在下面的情況下，仍然使用非直線插補(bǔ)定位。因此，小心確保刀具不損壞工件。 1）G28指定在參考點(diǎn)和中間位置之間的定位。 2）G53。在機(jī)床坐標(biāo)系中定位。 五、直線插補(bǔ)

4、指令五、直線插補(bǔ)指令G01G01 （15Min15Min） 功能。刀具沿直線移動(dòng)。 格式。G01 X Y Z F ；X Y Z ：絕對(duì)值指令時(shí)，是終點(diǎn)的坐標(biāo)值；增量值指令時(shí)，是刀具移動(dòng)的距離。F ：刀具的進(jìn)給速度（進(jìn)給量）。2021-12-277 說(shuō)明。刀具以F指定的進(jìn)給速度沿直線移動(dòng)到指定的位置。直到新的值被指定之前，F(xiàn)指定的進(jìn)給速度一直有效。因此，無(wú)需對(duì)每個(gè)程序段都指定F值。用F代碼指令的進(jìn)給速度是沿著直線軌跡測(cè)量的，如果不指令F代碼，則認(rèn)為進(jìn)給速度為零。各個(gè)軸方向的進(jìn)給速度如圖6-9所示。旋轉(zhuǎn)軸的進(jìn)給速度，以度/分為指令單位（單位是小數(shù)點(diǎn)的位置）。2021-12-278 當(dāng)直線軸（例如X

5、、Y或Z）和旋轉(zhuǎn)軸（例如A、B或C）進(jìn)行直線插補(bǔ)時(shí)，由F（mm/min）指令的速度是和直角坐標(biāo)系中的切線進(jìn)給速度。軸進(jìn)給速度的計(jì)算：首先，使用圖6-9的公式計(jì)算分配需要的時(shí)間，然后，軸進(jìn)給速度單位變換為度/分。計(jì)算舉例如下：G91 G01 X20.0 B40.0 F300.0；B軸的單位從40.0度變換為公制輸入的40mm。分配需要的時(shí)間計(jì)算如圖6-10所示。在同時(shí)3軸控制中，進(jìn)給速度的計(jì)算與2軸控制相同。2021-12-279圖6-9 各個(gè)軸方向的進(jìn)給速度 圖6-10 分配需要的時(shí)間計(jì)算2021-12-2710 舉例說(shuō)明。 1）直線插補(bǔ)。如圖6-11所示。圖6-11 直線插補(bǔ)2021-12-

6、2711 2）旋轉(zhuǎn)軸的進(jìn)給速度。如圖6-12所示。圖6-12 旋轉(zhuǎn)軸的進(jìn)給速度2021-12-2712六、圓弧插補(bǔ)指令六、圓弧插補(bǔ)指令G02/G03 G02/G03 （25Min25Min） 功能。 指令G02、G03使刀具沿圓弧運(yùn)動(dòng)。 格式。圓弧插補(bǔ)（G02，G03）指令格式如圖6-13所示。指令格式說(shuō)明如表6-3所示。 表6-3 指令格式說(shuō)明2021-12-27132021-12-2714圖6-13 圓弧插補(bǔ)（G02，G03）指令格式2021-12-2715 說(shuō)明 1）圓弧插補(bǔ)的方向。 在直角坐標(biāo)系中，當(dāng)從ZP軸、YP軸或XP軸的由正到負(fù)的方向看XPYP平面時(shí)，決定XPYP平面（ZPYP平

7、面或YPZP平面）的順時(shí)針（G02）和逆時(shí)針（G03）的方向如圖6-14所示。2021-12-2716圖6-14 決定順時(shí)針（G02）和逆時(shí)針（G03）的方向2021-12-2717 2）圓弧上的移動(dòng)距離。用地址XP、YP或ZP指定圓弧的終點(diǎn)，并且根據(jù)G90或G91用絕對(duì)值或增量值表示。若為增量值指定，則該值為從圓弧起點(diǎn)向終點(diǎn)看的距離。 3）從起點(diǎn)到圓弧中心的距離。用地址I、J和K指令XP、YP和ZP軸向的圓弧中心位置。I、J或K后的數(shù)值是從起點(diǎn)向圓弧中心看的矢量分量，并且，不管指定G90還是指定G91總是增量值。表示如圖6-15所示。I、J和K必須根據(jù)方向指定其符號(hào)正或負(fù)。2021-12-2

8、718圖6-15 I、J或K后的數(shù)值2021-12-2719I0、J0和K0可以省略。當(dāng)XP、YP和ZP省略（終點(diǎn)與起點(diǎn)相同）并且中心用I、J和K指定時(shí)，是360的圓弧（整圓）。G02 I ；指令一個(gè)整圓。如果在起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的半徑差在終點(diǎn)超過(guò)了參數(shù)（No.3410）中的允許值時(shí)，則產(chǎn)生P/S報(bào)警（No.020）。4）圓弧半徑。 在圓弧和包含該圓弧的圓的中心之間的距離能用圓的半徑R指定，以代替I、J和K。在這種情況下，可以認(rèn)為，一個(gè)圓弧小于180，而另一個(gè)大于180。當(dāng)指定超過(guò)180的圓弧時(shí)，半徑必須用負(fù)值指定。如果Xp、Yp和Zp全都省略，即終點(diǎn)和起點(diǎn)位于相同位置，并且用R指定時(shí)，程序編程出

9、的圓弧為0。如圖6-16所示。G02R；（刀具不移動(dòng)）。2021-12-2720圖6-16 圓弧半徑2021-12-2721 5）進(jìn)給速度。圓弧插補(bǔ)的進(jìn)給速度等于F代碼指定的進(jìn)給速度，并且沿圓弧的進(jìn)給速度（圓弧的切向進(jìn)給速度）被控制為指定的進(jìn)給速度。指定的進(jìn)給速度和實(shí)際刀具的進(jìn)給速度之間的誤差在2%以內(nèi)。但是，這個(gè)進(jìn)給速度是加上刀具半徑補(bǔ)償之后沿圓弧的進(jìn)給速度。2021-12-2722 限制。如果同時(shí)指定地址I、J、K和R，用地址R指定的圓弧優(yōu)先，其他被忽略。如果指令了不在指定平面的軸時(shí)，顯示報(bào)警。例如，在指定XY平面時(shí)，如果指定U軸為X軸的平行軸，顯示報(bào)警（No.028）。當(dāng)指定接近180圓

10、心角的圓弧時(shí)，計(jì)算出的圓心坐標(biāo)可能有誤差。在這種情況下，請(qǐng)用I、J和K指定圓弧的中心。2021-12-2723 舉例說(shuō)明。 編制如圖6-17所示圖形的刀具軌跡程序。 圖6-17 編制刀具軌跡程序2021-12-2724 圖6-17所示的刀具軌跡編程如下： 1）絕對(duì)值編程。 G92 X200.0 Y40.0 Z0； G90 G03 X140.0 Y100.0 R60.0 F300.； G02 X120.0 Y60.0 R50.0； 或 G92 X200.0 Y40.0Z0； G90 G03 X140.0 Y100.0 I60.0 F300.； G02 X120.0 Y60.0 I50.0；202

11、1-12-2725 2）增量值編程 G91 G03 X60.0 Y60.0 R60.0 F3000.； G02 X20.0 Y40.0 R50.0； 或 G91 G03 X60.0 Y60.0 I60.0 F300.； G02 X20.0 Y40.0 I50.0；2021-12-2726 七、刀具補(bǔ)償功能七、刀具補(bǔ)償功能 （45Min45Min） 1刀具長(zhǎng)度偏置指令G43/G44/G49 將編程時(shí)的刀具長(zhǎng)度和實(shí)際使用的刀具長(zhǎng)度之差設(shè)定于刀偏置存儲(chǔ)器中。用該功能補(bǔ)償這個(gè)差值而不用修改程序。用G43或G44指定偏置方向。由輸入的相應(yīng)地址號(hào)（H代碼）從偏置存儲(chǔ)器中選擇刀具長(zhǎng)度偏置值。如圖6-18所示

12、2021-12-2727圖6-18 刀具長(zhǎng)度偏置2021-12-2728 概述。 1）功能。根據(jù)刀具長(zhǎng)度的偏置軸，可以使用下面三種刀具偏置方法： 刀具長(zhǎng)度偏置A。沿Z軸補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度的差值。 刀具長(zhǎng)度偏置B。沿X、Y或Z軸補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度的差值。 刀具長(zhǎng)度偏置C。沿指定軸補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度的差值。2021-12-2729 2）指令格式。 刀具長(zhǎng)度偏置A：G43 Z_H_；G44 Z_H_； 刀具長(zhǎng)度偏置B：G17 G43 Z_H_；G17 G44 Z_H_；G18 G43 Y_H_；G18 G44 Y_H_；G19 G43 X_H_；G19 G44 X_H_； 刀具長(zhǎng)度偏置C：G43 _H_；G44 _H

13、_； 刀具長(zhǎng)度偏置取消：G49；或H0； 各地址的說(shuō)明。G43：正向偏置；G44：負(fù)向偏置；G17：XY平面選擇；G18：ZX平面選擇；G19：YZ平面選擇；：被選擇軸的地址；H：指定刀具長(zhǎng)度偏置值的地址。2021-12-2730 3）說(shuō)明。 刀具長(zhǎng)度偏置的選擇。用參數(shù)No.5001#0和#1（TLC和TLB）選擇刀具長(zhǎng)度偏置A、B或C。 偏置的方向。當(dāng)指定G43時(shí)，用H代碼指定的刀具長(zhǎng)度偏置值（貯存在偏置存儲(chǔ)器中）加到在程序中由指令指定的終點(diǎn)位置坐標(biāo)值上。當(dāng)指定G44時(shí)，從終點(diǎn)位置減去補(bǔ)償值。補(bǔ)償后的坐標(biāo)值表示補(bǔ)償后的終點(diǎn)位置，而不管選擇的是絕對(duì)值還是增量值。 如果不指定軸的移動(dòng)，系統(tǒng)假定指

14、定了不引起移動(dòng)的移動(dòng)指令。2021-12-2731當(dāng)用G43對(duì)刀具長(zhǎng)度偏置指定一個(gè)正值時(shí)，刀具按照正向移動(dòng)。當(dāng)用G44指定正值時(shí)，刀具按照負(fù)向移動(dòng)。當(dāng)指定負(fù)值時(shí)，刀具在相反方向移動(dòng)。G43和G44是模態(tài)G指令。它們一直有效，直到指定同組的G指令為止。刀具長(zhǎng)度偏置值的指定。從刀偏存儲(chǔ)器中取出由H代碼指定（偏置號(hào)）的刀具長(zhǎng)度偏置值并與程序的移動(dòng)指令相加（或減）。a刀具長(zhǎng)度偏置A/B。當(dāng)指定或修改刀具長(zhǎng)度偏置A/B的偏置號(hào)時(shí)，偏置號(hào)的有效順序，取決于下述條件。a）當(dāng)OFH（參數(shù)No.5001#2）0時(shí)。如圖6-19所示。b）當(dāng)OFH（參數(shù)No.5001#2）1時(shí)。如圖6-20所示。2021-12-2

15、732圖6-19 當(dāng)OFH（參數(shù)No.5001#2）0時(shí)（A/B）圖6-20 當(dāng)OFH（參數(shù)No.5001#2）1時(shí)（A/B）2021-12-2733 b刀具長(zhǎng)度偏置C。當(dāng)指定和修改刀具長(zhǎng)度偏置C的偏置號(hào)時(shí)，偏置號(hào)的有效順序，取決于下述條件。 a）當(dāng)OFH（參數(shù)No.5001#2）0時(shí)。如圖6-21所示。 b）當(dāng)OFH（參數(shù)No.5001#2）1時(shí)。如圖6-22所示。2021-12-2734圖6-21 當(dāng)OFH（參數(shù)No.5001#2）0時(shí)（C）圖6-22 當(dāng)OFH（參數(shù)No.5001#2）1時(shí)（C）2021-12-2735 通過(guò)CRT/MDI面板，將刀具長(zhǎng)度偏置值設(shè)置在偏置存儲(chǔ)器中。刀具長(zhǎng)度

16、偏置值的范圍為：公制輸入：0999.999mm；英制輸入：099.9999inch。當(dāng)由于偏置號(hào)改變使刀具偏置值改變時(shí)，偏置值變?yōu)樾碌牡毒唛L(zhǎng)度偏置值，新的刀具長(zhǎng)度偏置值不加到舊的刀具偏置值上。 H1：刀具長(zhǎng)度偏置值20.0；H2：刀具長(zhǎng)度偏置值30.0。 G90 G43 Z100.0 H1； Z將移動(dòng)到120.0。 G90 G43 Z100.0 H2； Z將移動(dòng)到130.0。2021-12-2736注意：注意：當(dāng)使用刀具長(zhǎng)度偏置和設(shè)置參數(shù)OFH（No.5001#2）為0時(shí)，用H代碼指定刀具長(zhǎng)度偏置，用D代碼指定刀具半徑補(bǔ)償。對(duì)應(yīng)于偏置號(hào)0即H0的刀具長(zhǎng)度偏置值為0。不能對(duì)H0設(shè)置任何其他的刀具

17、長(zhǎng)度偏置值。沿兩個(gè)或更多的軸執(zhí)行刀具長(zhǎng)度偏置。當(dāng)這些軸在兩個(gè)或更多段指定時(shí)，刀具長(zhǎng)度偏置B能沿兩個(gè)或更多的軸執(zhí)行。G19 G43 H_；沿X軸偏置。G18 G43 H_；沿Y軸偏置。如果TAL位（參數(shù)No.5001#3）設(shè)為1，即使刀具偏置C同時(shí)沿兩個(gè)或更多的軸執(zhí)行時(shí)，也不出現(xiàn)報(bào)警。取消刀具長(zhǎng)度偏置。指定G49或H0可以取消刀具長(zhǎng)度偏置。在G49或H0指定之后，系統(tǒng)立即取消偏置方式。在刀具長(zhǎng)度偏置B沿兩個(gè)或更多軸執(zhí)行之后，用指定G49取消沿所有軸的偏置。如果指定H0，僅取消沿垂直于指定平面的軸的偏置。2021-12-2737例6-10。刀具長(zhǎng)度偏置編程如圖6-23所示。用刀具長(zhǎng)度偏置編程鏜圖6

18、-23中1#、2#、3#孔，H14.0（刀具長(zhǎng)度偏置值）。程序如下：N1 G91 G00 X120.0 Y80.0； N2 G43 Z-32.0 H1； N3 G01 Z-21.0 F1000；N4 G04 P2000； N5 G00 Z21.0； N6 X30.0 Y-50.0；2021-12-2738圖6-23 刀具長(zhǎng)度偏置編程2021-12-2739 N7 G01 Z-41.0； N8 G00 Z41.0; N9 X50.0 Y30.0； N10 G01 Z-25.0； N11 G04 P2000； N12 G00 Z57.0 H0； N13 X-200.0 Y-60.0； N14 M2

19、；2021-12-2740 2刀具半徑補(bǔ)償C（G40G42） 功能。當(dāng)?shù)毒咭苿?dòng)時(shí)，刀具軌跡可以偏移一個(gè)刀具半徑（如圖6-24所示）。為了偏移一個(gè)刀具半徑，CNC首先建立長(zhǎng)度等于刀具半徑的偏置矢量（起刀點(diǎn)）。偏置矢量垂直于刀具軌跡。矢量的尾部在工件上而頭部指向刀具中心。如果在起刀之后指定直線插補(bǔ)或圓弧插補(bǔ)，在加工期間，刀具軌跡可以用偏置矢量的長(zhǎng)度偏移。在加工結(jié)束時(shí)，為使刀具返回到開(kāi)始位置，須取消刀具半徑補(bǔ)償方式。2021-12-2741指令格式。1）起刀（刀具補(bǔ)償開(kāi)始）。G00（或G01）G41（G42）IP D ；G41：左側(cè)刀具半徑補(bǔ)償（07組）。G42：右側(cè)刀具半徑補(bǔ)償（07組）。IP ：

20、指令坐標(biāo)軸移動(dòng)。D ：指定刀具半徑補(bǔ)償值的代碼（13位）（D代碼）。2）刀具半徑補(bǔ)償取消（偏置方式取消）。G00（或G01）G40 IP ；G40：刀具半徑補(bǔ)償取消（07組）。IP ：指令坐標(biāo)軸移動(dòng)。平面選擇指令與IP 選擇的關(guān)系如表6-4所示。2021-12-2742 圖6-24 刀具半徑補(bǔ)償C2021-12-2743 表6-4 平面選擇指令與IP 選擇的關(guān)系2021-12-2744 說(shuō)明。 1）偏置取消方式。當(dāng)電源接通時(shí)，CNC系統(tǒng)處于刀偏取消方式。在取消方式中，矢量總是0，并且刀具中心軌跡和編程軌跡一致。 2）起刀。當(dāng)在偏置取消方式指定刀具半徑補(bǔ)償指令（G41或G42，在偏置平面內(nèi)，非零

21、尺寸字和除D0以外的D代碼）時(shí)，CNC進(jìn)入偏置方式。 用這個(gè)指令移動(dòng)刀具稱為起刀。起刀時(shí)應(yīng)指令定位（G00）或直線插補(bǔ)（G01）。如果指令圓弧插補(bǔ)（G02、G03），出現(xiàn)P/S報(bào)警034。處理起刀程序段和以后的程序段時(shí)，CNC預(yù)讀2個(gè)程序段。2021-12-2745 3）偏置方式。在偏置方式中，由定位（G00），直線插補(bǔ)（G01）或圓弧插補(bǔ)（G02、G03）實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。如果在偏置方式中，處理2個(gè)或更多刀具不移動(dòng)的程序段（輔助功能、暫停等等），刀具將產(chǎn)生過(guò)切或欠切現(xiàn)象。如果在偏置方式中切換偏置平面，則出現(xiàn)P/S報(bào)警037，并且刀具停止移動(dòng)。 4）偏置方式取消。在偏置方式中，當(dāng)滿足下面條件的任何一個(gè)

22、的程序段被執(zhí)行時(shí)，CNC進(jìn)入偏置取消方式，并且這個(gè)程序段的動(dòng)作稱為偏置取消。 G40的程序段。2021-12-2746指令了刀具半徑補(bǔ)償偏置號(hào)為0的程序段。當(dāng)執(zhí)行偏置取消時(shí)，圓弧指令（G02和G03）無(wú)效。如果指令圓弧指令，產(chǎn)生P/S報(bào)警（No.034）并且刀具停止移動(dòng)。在偏置取消中，控制執(zhí)行偏置取消指令所在的那個(gè)程序段和在刀具半徑補(bǔ)償緩存區(qū)中的程序段的指令。在單程序段方式下讀完一個(gè)程序段之后，控制執(zhí)行這個(gè)程序段后并停止。每按一次循環(huán)起動(dòng)按扭，執(zhí)行一個(gè)程序段，且不閱讀下個(gè)程序段。然后，在正常情況下的取消方式中，下個(gè)要執(zhí)行的程序段將貯存在緩沖寄存器中并且下個(gè)程序段不被讀進(jìn)刀具半徑補(bǔ)償緩存區(qū)。如圖6-25所示。2021-12-2747圖6-25 改變偏置方式2021-12-27485）刀具半徑補(bǔ)償值的改變。 通常，刀具半徑補(bǔ)償值應(yīng)在取消方式即換刀時(shí)改變。如果在偏置方式中改變刀具半徑補(bǔ)償值，在程序段的終點(diǎn)的矢量將被計(jì)算作為新刀具半徑補(bǔ)償值。如圖6-26所示。6）正/ /負(fù)刀具半徑補(bǔ)償值和刀具中心軌跡。如果偏置量是負(fù)值（），則G41和G42互換。即如果正的刀具補(bǔ)償值為刀具中心圍繞工件的外輪廓移動(dòng)，那么負(fù)的刀具補(bǔ)償值將為刀具中心繞著內(nèi)側(cè)移動(dòng)，或者相反。以圖6-27為例。一般情況下，偏置量被編程是正值（）。當(dāng)?shù)毒哕壽E編程像圖6-27中的（1）那樣，如果偏置量