FANUC i 系统加工中心操作

FANUC 0i 系统加工中心操作

第一节 加工中心机床结构简介 一、加工中心的结构

加工中心按主轴加工时的空间位置的不同，分为卧式、立式和万能加工中心。这里只介绍立式加工中心，即主轴的轴线为垂直设置，其结构多为固定立柱式，工作台为十字滑台，如图9-1-1所示。 主轴 刀库 控制柜 图9-1-1加工中心

1、基础部件 由床身、立柱和工作台等大件组成，它们是加工中心结构中的基础部件。它们要承受加工中心的静载荷以及在加工时的切削负荷，因此要求具备更高的静动刚度，也是加工中心中质量和体积最大的部件。汉川机床XH715D的工作台面尺寸为520*1100毫米。

2、主轴部件 有主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承等零件组成。主轴部件是切削加工的功率输出部件，是加工中心的关键部件。 3、数控系统 由CNC装置、伺服驱动装置以及伺服电机等部分组成，是加工中心执

行顺序控制动作和控制加工过程的核心装置。汉川机床XH715D采用FANUC 0i MA数控系统。

4、自动换刀装置（ATC） 加工中心执行选刀和换刀的装置，主要组成部分是刀库、机械手和驱动机构等。图9-1-2是汉川XH715D自动换刀装

置示意图，其刀库容量为24、刀具型式为BT40。 图9-1-2刀库

二、加工中心的结构、性能

加工中心主要用于箱体类零件和复杂曲面零件的加工，能把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和车螺纹等功能集中在一台设备上。因为它具有多种换刀或选刀功能，可自动完成或接近完成工件个面的所有加工工序，从而使生产效率和自动化程度大大提高。

1、高度自动化 加工中心按照数控系统的指令自动的读进给速度、切削深度、主轴回转速度、选刀、换刀以及其他辅助功能进行控制，无需操作者进行中间操作，实现了加工自动化。

2、大功率和高精度 加工中心在加工时能在一次装夹中进行粗、精加工。即能保证高效率进行大切削的粗加工，又能进行半精加工和精加工，并把批量生产工件的质量分散度控制在一定范围内。通常，加工中心的主传动电机功率比普通机床高50-100%，而主要部件和基础件的精度也比普通机床高。如我校购买的汉川机床XH715D加工中心，主轴功率高达11KW，主轴最大扭矩68N.m，机床定位精度±0.005mm/300mm，重复定位精度±0.002mm。

3、高速度和高可靠性 加工中心的主轴转速和进给速度也远高于普通机床，能在高负荷下长时间工作。汉川机床XH715D最高转速8000r/min，快速移动速度20m/min。 三、加工中心常用刀具

工序集中的特点决定了加工中心在一次装夹中要经过多次换刀完成

多工序加工，所以加工中心对零件个各加工部位要选用不同的刀具。加工中心使用的刀具按加工方式不同可分为钻削刀具、镗削刀具、铣削刀具、螺纹加工刀具、铰削刀具等。表9-1为常用刀具种类及典型应用。 加工中心使用的刀具繁多，而每种刀具与加工中心的连接由工具系统实现。它主要由工作头、刀柄、拉钉、接长杆等组成，起到固定刀具及传动切削动力的作用，如图9-1-3所示。 图9-1-3 工具系统 四、切削用量的选择

加工中心切削用量的选择原则与普通机床相同，可根据机床性能参数，在刀具使用寿命许可范围内根据刀具厂商推荐切削量选用，并通过实践检验来确定。表9-2可供参考。

切除粗加工全部加工余量，以减小进给次数，提高切削加工效率。粗加工时轴向切削深度一般为刀具直径的1到1.5倍，同时留有足够的精加工余量，在精加工时应在一次行程中切除全部加工余量，切削深度可等于切削刃的长度。

进给速度的选择Ｖf（mm/min）：应依据被加工工件的加工精度和表面粗糙度要求，以及刀具材料、工件材料选取。在内轮廓加工中，拐角处应适当降低进给量，以免切削量过大导致刀具损坏和切坏工件。 计算公式 Ｖf = fz * z * n ( fz每齿进给量 z齿数 n转速 )

切削速度的选择Ｖc（m/min）：切削速度应当根据刀具经济使用寿命，对应最低加工成本适当选择。为提高刀具寿命在切削过程中合理使用切削

液是必要的，同时可提高加工表面质量和加工精度。

转速的确定n（r/min）：n =（Ｖc * 1000）/（d * ∏） 五、加工程序的编制 1、刀具长度偏置指令

加工中心运行时要经常交换刀具，而每把刀具长度的不同，为了使加工同一个面是不造成过切需要对每把刀的长度进行补偿。为此需要在机床中设定刀具长度补偿量，使每把刀的刀尖正好在工件表面上，如图9-1-4所示。

图9-1-4刀具长度补偿原理 刀具补偿指令及格式：

G43正向偏置，即把刀具向上抬起 G44负向偏置，即把刀具向下补偿

G49取消刀具补偿（回参考点后使用较安全） H及其后的数字为刀具长度补偿值所存放的地址，在加工前将测量每把刀的补偿值预先存在数控系统中。进行刀具长度补偿时，刀具要有Z向移动。 2、换刀指令

在加工中心换刀时，要用到选刀指令（T代码）和换刀指令（M06）。多数加工中心都给定了换刀位置，主轴只有运动到换刀点，机械手才能执行换刀动作。换刀时应有回参考点的准备功能G28指令，当系统遇到选刀指令T代码时，自动按照刀号选刀，被选中的刀具处于刀库中的换刀位置上。接到换刀指令M06后，机械手执行换刀动作。 换刀程序格式： 。。。。。；

M05 M09； G80； G91 G28 Z0； T ； G49 M06； 。。。。。。； 3、固定循环

在数控加工中，有些典型的加工工序，是由刀具固定的动作完成的，这样用单一程序段的指令即可完成加工，此种指令称为固定循环指令。 固定循环指令格式：

其中 G98——返回平面为初始平面； G99——返回平面为安全平面（R 平面）； L ——固定循环的重复次数。 G ——固定循环指令； X、Y ——孔位置； R ——安全平面高度； Z ——孔深；

P ——在孔底停留时间，ms； Q ——每次进刀深度； F ——进给速度； 固定循环指令分类： 钻孔循环：G73，G81，G83；