數(shù)控加工工藝編程 作業(yè)習(xí)題及答案 朱秀榮 第4、5章 FANUC系統(tǒng)數(shù)控銑床與加工中心編程-FANUC系統(tǒng)宏程序編程

第4章FANUC系統(tǒng)數(shù)控銑床與加工中心編程4-1什么是模態(tài)，非模態(tài)指令？舉例說明一種叫做模態(tài)代碼，它是一種一旦被執(zhí)行，則一直到同一組代碼出現(xiàn)或被取消為止都有效的代碼。例如：G60非模態(tài):它只在所在的程序段有效,例如：T代碼4-2試述數(shù)控銑削加工的主要對象。數(shù)控銑削是機(jī)械加工中最常用和最主要的數(shù)控加工方法之一，其既可以在數(shù)控銑床上進(jìn)行，也可以在加工中心上進(jìn)行。數(shù)控銑削主要包括平面銑削、輪廓銑削以及對工件進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、锪、螺紋加工等。數(shù)控銑削主要適合于下列幾類工件的加工:

（1）平面類工作

平面曲線輪廓類工件指內(nèi)或外復(fù)雜曲線輪廓加工要求的工件，特別是由數(shù)學(xué)表達(dá)式給出的，輪廓為非圓曲線或列表曲線的工作，其加工面平行或垂直于水平面，其特點是各個加工面是平面或可以展開成平面。

（3）曲面（立體）類工作

加工面為空間曲面的加工稱為曲面類工件，工件的特點是加工面不能展開為平面，加工面與銑刀始終為點接觸。此類工件的加工一般采用3坐標(biāo)以上數(shù)控銑床。

（4）加工精度較高的中小批量工件針對加工中心的加工精度，尺寸穩(wěn)定的特點，對加工精度要求較高的中小批量工件，選擇加工中心加工，容易獲得所要求的尺寸的尺寸的精度和形狀位置精度，并可得到良好的互換性。4-3對刀的目的是什么？如何利用尋邊器和Z軸設(shè)定器進(jìn)行對刀？進(jìn)行編程時，要確定一個工件坐標(biāo)系，而必須通過對刀確定工件坐標(biāo)系原點的機(jī)床坐標(biāo)值，確定工件坐標(biāo)系原點在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，從而設(shè)定刀具偏置值。用尋邊器對X、Y坐標(biāo)在主軸上安裝尋邊器;移動尋邊器到合適的位置，記下此時X、Y的機(jī)床坐標(biāo)值;卸下尋邊器。(2)用Z軸設(shè)定器對Z向坐標(biāo)在主軸.上安裝所使用的刀具;在工件上表面放置Z軸設(shè)定器;移走Z軸設(shè)定器。

(3)對刀后的數(shù)值計算和工件坐標(biāo)系G54-G59的設(shè)定通常情況，工件坐標(biāo)系的原點與毛坯的對稱中心相重合，此時其工件坐標(biāo)系原點的機(jī)床坐標(biāo)值按下式計算:

X工機(jī)=（X機(jī)1+X機(jī)2）÷2

X工機(jī)=（Y機(jī)1+Y機(jī)2）÷2

Z工機(jī)=Z機(jī)+H器4-4數(shù)控銑床與加工中心區(qū)別是什么？固定循環(huán)的步驟有那些？1)數(shù)控銑床可以進(jìn)行平面銑削和輪廓銑削，可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動。編程盡量使用子程序。

2)數(shù)控銑床編程時要充分利用其各項功能，如刀具半徑補(bǔ)償、刀具長度補(bǔ)償、固定循環(huán)、對稱加工等功能。

3)用數(shù)控銑床進(jìn)行非圓曲線、空間曲線、空間曲面的輪廓銑削加工時，編程時的數(shù)學(xué)處理比較復(fù)雜，-

般應(yīng)采用計算機(jī)輔助計算和自動編程。

4)加工中心是在數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上增加了刀庫，能夠自動選擇和更換刀具，對工件能在一

定范圍內(nèi)進(jìn)行多種加工操作。

編程時要合理安排各工序加工順序，才能做到工序集中，一機(jī)多用。動作1:

G17平面X、Y軸快速定位。

動作2:

Z向快速定位到R點。

動作3:

Z向切削進(jìn)給，進(jìn)行孔加工。

動作4:孔底動作(如進(jìn)給暫停、主軸停、主軸準(zhǔn)停、主軸反轉(zhuǎn)、刀具偏移等)。

動作5:

Z向退刀到R點。

動作6:

Z向快速返回到起始位置。4-5G73與G83指令的區(qū)別是什么？G73深孔鉆固定循環(huán)的動作，該指令與G83指令不同在于每次進(jìn)給深度為Q，退刀量為d

(由

系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定)，而非退回R平面，最后一次進(jìn)給深度sQ。退刀距離短，加工效率比G83指令高。4-6G74與G84指令的區(qū)別是什么？G74指令用于加工左旋螺紋，執(zhí)行該循環(huán)時，主軸反轉(zhuǎn)，與G84指令的區(qū)別是進(jìn)給時主軸反轉(zhuǎn),至孔底后主軸正轉(zhuǎn)刀具退出，主軸恢復(fù)反轉(zhuǎn)，完成攻螺紋動作。其各數(shù)含義同G84。4-7數(shù)控銑床與加工中心編程實例:

編制如題圖4-1所示螺紋孔加工程序，設(shè)刀具起刀點在距工件表面100為10mm。螺紋孔為通孔。TO1為鉆頭T02為螺紋車刀。題圖4-1O4001;(鉆孔)G90G54G00X0Y0M03S800;Z100;G99G83X40Y40Z-10R2Q2F100;G91X40L3;Y50;X-40L3;G90G00Z100;G80X0Y0;M30;O4002;(攻螺紋)G90G54G00X0Y0M03S1000;Z100;G99G84X40Y40Z-10R2F100;G91X40L3;Y50;X-40L3;G90G00Z100;G80X0Y0;M30;4-8數(shù)控銑床與加工中心編程實例:如題圖4-2所示，已知刀具處于X、Y所在的平面內(nèi)，工件切深為5mm，試用鏡像、旋轉(zhuǎn)指令編程。(a)O4003;(a)G90G54G00X0Y0M03S1000;Z100;M98P100;G51.1X0;M98P100;G50.1X0;G51.1X0Y0;M98P100;G50.1X0Y0;G51.1Y0;M98P100;G50.1Y0;M05;M30;O100;Z2;X5Y0;G01Z-5F150;G41X10Y10D01;Y25;X38Y10;X10Y10;G00Z100;G40X0Y0;M99;O4004;(b)G90G54G00X0Y0M03S1000;Z100;M98P200;G68X0Y0R45;M98P200;G69;G68X0Y0R90;M98P200;G69;M05;M30;O200;Z2;X10Y-10;G01Z-5F150;G41X20Y0D01;G02X40Y0R10;G02X30Y0R5;G03X20Y0R5;G01X10;G40Y-10;G00Z100;M99;4-9數(shù)控銑床與加工中心編程實例

(初級工題):如題圖4-3所示，鋁合金材料尺寸60mm

x60mm

x20mm,上下表面和四周已加工完，四邊已磨，進(jìn)行編程。O4005;G90G54G00X0Y0M03S1000;Z100;X0Y10;G01Z-5F150;G41X0Y25D01;X-7;G03X-13Y19R6;G01X-13Y0;X-21Y-4;G03X21Y-4R21;G03X-21Y-4R21;G01X13Y-4;X13Y19;G03X7Y25R6;G01X0Y25;G40Y10;G00Z100;M30;OO4006;(外輪廓)G90G54G00X0Y0M03S1000;Z100;Z2;X-35Y-40;G01Z-5F200;G41X-25Y0D01;X-25Y25,R10;X25Y25,R10;X25Y-25,R10;X-25Y-25,R10;Y0;X-35;G40Y-40;G00Z100;M30;O4007;(內(nèi)輪廓)G90G54G00X0Y0M03S1000;Z100;Z2;X10Y0;G01Z-8F150;G41X0Y10D01;X-5Y10;G03X-5Y-10R10;G01X5Y-10;G03X5Y10R10;G01X0;Y0;G40X10;G00Z100;M30;4-10數(shù)控銑床與加工中心編程實例(中級工題):如題圖4-4所示，

鋁合金材料,上下表面和四周已加工完，四邊已磨，進(jìn)行編程。O4008;(外輪廓)G90G54G00X0Y0M03S1000;Z100;Z2;X-50Y-60;G01Z-10F100;G41X-40Y-30D01;X-40Y40,R12;X40Y40,R12;Y-30;X-30Y-40;X-30Y-40;X-40Y-30;X-50;G40Y-60;G00Z100;M30;O4009;(內(nèi)輪廓)10的刀具G90G54G00X0Y0M03S1000;Z100;Z2;X5Y0;G01Z-20F150;G41X30Y0D01;G03X30Y0I-30J0;G01X15Y0;G03X15Y0I-15J0;G01X5Y0;G03X5Y0I-5J0;G00Z100;G40X0Y0;M30;FANUC系統(tǒng)宏程序編程5-1什么是宏程序？通常把含有宏語句的程序稱之為宏程序，也有系統(tǒng)把參數(shù)化編程稱之為編寫宏程序。宏編程就是一種手工編寫工件加工程序的方法，它附加于標(biāo)準(zhǔn)CNC程序，使數(shù)控編程功能更強(qiáng)大、更靈活。從編程特點上說，具有計算機(jī)高級語言（例如：BASIC）編程的特征。用戶宏程序是用戶知識、技巧、經(jīng)驗的積累和總結(jié)。5-2宏程序和普通程序的區(qū)別普通手工編程指令的加工代碼的作用是固定的，完全由數(shù)控編程系統(tǒng)廠家進(jìn)行開發(fā)，在進(jìn)行編程時，編程人員只能使用規(guī)定編程指令編制加工程序。宏程序和普通程序的區(qū)別見表5-1所示。普通手工編程時只能用數(shù)值編程，由于是固定數(shù)值，所以編程時不能進(jìn)行數(shù)學(xué)計算，數(shù)控機(jī)床在讀取程序時不能跳轉(zhuǎn)到其他程序段，只能自上而下逐行讀取。使用宏指令編制數(shù)控加工程序時，使用變量賦值的方法進(jìn)行賦值，宏變量之間可以進(jìn)行數(shù)學(xué)運算與邏輯運算，數(shù)控機(jī)床讀取程序時可根據(jù)要求跳轉(zhuǎn)到所需要的程序段，程序靈活。5-3FANUC數(shù)控加工系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移和循環(huán)功能1.轉(zhuǎn)移和循環(huán)：在程序中，使用GOTO語句和IF語句可以改變控制的流向。由三種轉(zhuǎn)移和循環(huán)操作可供使用；如圖5-1所示程序流向改變方向。（1）GOTO語句（無條件轉(zhuǎn)移）（2）IF語句（條件轉(zhuǎn)移：IF…THEN…）或IF[條件表達(dá)式]GOTOn（3）WHILE語句（當(dāng)…時循環(huán)）5-4FANUC數(shù)控加工系統(tǒng)的宏程序經(jīng)常用到的三角函數(shù)有哪些？宏程序中經(jīng)常用到的三角函數(shù)有六個，它們是：SIN，COS，TAN和ASIN，ACOS，ATAN三角函數(shù)輸入的角度必須用十進(jìn)制表示，對于用“度分秒”表示的角度數(shù)值，首先要轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)后，才能進(jìn)行角度函數(shù)的計算。反三角函數(shù)輸出的度數(shù)也用十進(jìn)制表示。5-5宏程序變量種類有哪些？各變量的含義是什么？FANUC0i系統(tǒng)的變量分為：空變量、局部變量、全局變量和系統(tǒng)變量。理解這些變量非常重要，特別是它們的不同之處。（1）空變量#0被定義成空變量，空變量意味著對應(yīng)的存儲器是空的，而不是0。#0不能被賦值，而僅僅用于清除其他變量的值。在程序的坐標(biāo)語句中如果引用了一個空變量，那么引用該變量的坐標(biāo)軸運動將被忽略。（2）局部變量局部變量只在當(dāng)前程序有效。變量在主程序中定義，那就只在主程序中有效；如果在子程序中定義，那就只在子程序中有效。在主程序中定義的局部變量不能被帶到子程序中，同樣在子程序中定義的局部變量也不能被帶入到主程序中或其他的子程序中。在FANUC系統(tǒng)中只定義33個局部變量，分別是#1，#2，#3～#33。當(dāng)程序執(zhí)行結(jié)束（M30，M02），或遇到復(fù)位操作時，局部變量將被清空（3）全局變量全局變量一旦定義，將以模態(tài)的形式存在，即使程序執(zhí)行完畢，全局變量依然有效。當(dāng)然復(fù)位操作后，全局變量也有效。全局變量分為兩個范圍段：#100～#199，#500～#599。當(dāng)數(shù)控機(jī)床斷電后，變量#100～#199中的數(shù)值就會丟失（清空），而變量#500～#599中存儲的數(shù)值則不會丟失。當(dāng)我們需要長期保存一些數(shù)據(jù)時，我們可以把這些數(shù)據(jù)存放到變量#500～#599中。系統(tǒng)變量系統(tǒng)變量不同于其他的變量，它們在宏程序中非常重要，而且自成體系。系統(tǒng)變量區(qū)別于其他變量的特征有兩點：一是系統(tǒng)變量的編號從#1000開始，直到5位數(shù)(例＃12000)，數(shù)量和細(xì)分種類非常多；二是系統(tǒng)變量不能顯示在屏幕上。5-6宏程序中EQ、NE、GT、LT、GE、LE表示什么含義？EQ：等于NE：不等于GT：大于LT：小于GE：大于或等于LE：小于或等于5-7銑削橢圓凸臺的宏程序設(shè)計:毛坯為100mm

x

80mm

×35mm方料,材料為45鋼,用圓柱立銑刀加工如題圖所示的橢圓凸臺,高度為5mm。銑削加工橢圓形狀與在數(shù)控車床上用參數(shù)方程加工橢圓方法相同。設(shè)角度為自變量,起始角度為0°,終止角度為360°,角度增量為0.5°。選用直徑為?16mm的立銑刀,以R20mm的圓弧軌跡切離工件，刀補(bǔ)存入D02中,分粗、精兩次銑削,

D02中刀補(bǔ)第一次設(shè)為8.5mm,進(jìn)行粗加工,粗銑完成后停機(jī),將D02中刀補(bǔ)設(shè)為8.0mm,再啟動程序精加工一次,進(jìn)給速度用倍率旋鈕調(diào)節(jié)。O5001;G90G54G00X0Y0M03S1000;Z100;X85Y0;G01Z-10F150;G41X65Y-20D01;G02X45Y0R20;#1=0;#2=360;WHILE[#1LE#2]DO1;G01X[45*COS[#1]]Y[35*SIN[#1]]F100;#1=#1+0.5;END1;G02X65Y20R20;G01X85;G40Y0;G00Z100;X0Y0;M30;5-8如題圖所示,應(yīng)用宏程序編制外輪廓和內(nèi)輪廓程序。毛坯為60mm

×60mm

x20mm的鋁料，四邊與上下面已加工完。O5002;(外輪廓)G90G54G40G80G17;G00X0Y0M03S1000;Z100;Z2;#1=0;#2=-10;WHILE[#1GE#2]DO1;X-50Y-50;G01Z[-#1]F200;G41X-40Y0D01;Y30;G02X-30Y40R10;G01X30Y40;G02X40Y30R10;G01X40Y-30;G02X30Y-40R10;G01X-30Y-40;G02X-40Y-30R10;G01Y0;G01X-50;G40Y-50;#1=#1-2;END1;G00Z100;M30;O5003;(內(nèi)輪廓)G90G54G00X0Y0M03S1000;Z100;Z2;#1=0;#2=-12;WHILE[#1GE#2]DO1;X10Y0;G01Z[-#1]