生產(chǎn)實習用宏程序

1、數(shù)控車床用戶宏程序目錄一、概述二、宏程序基礎理論三、用戶宏程序應用實例學習目標和重點目標：學習和了解用戶宏程序的編程思路和程序結(jié)構(gòu)。掌握宏程序的調(diào)用規(guī)定及其特點。能運用宏程序編制中等難度零件的加工程序。重點：宏程序各種控制指令的靈活應用及技巧。編制宏程序時數(shù)學模型的建立、數(shù)學關系的表達思路。1.宏程序的定義 用變量及變量運算，系統(tǒng)變量輸入、輸出，邏輯判斷語句組成的程序叫宏程序。2.宏程序與普通程序的對比用戶宏程序與普通程序存在一定的區(qū)別，簡要對比如下： 宏程序普通程序可以使用變量，可以對變量賦值只能夠使用常量變量之間可以運算常量之間不可以運算程序運行可以跳轉(zhuǎn)程序只能順序執(zhí)行，不能跳轉(zhuǎn)一、概述3

2、.宏程序編程的特點（1）能將有規(guī)律的形狀或尺寸用最短的程序段表示出來。（2）具有極好的易讀性和易修改性。（3）編寫出的程序非常簡潔，邏輯性嚴密，通用性極強。（4）機床在執(zhí)行宏程序時，較執(zhí)行CAD/CAM軟件生成的程序更加快捷，反應更迅速。4.宏程序與CAD/CAM軟件生成程序的加工性能對比（1）宏程序：在執(zhí)行宏程序時，數(shù)控系統(tǒng)的計算機可以直接進行插補運算，且運算速度極快，在加上伺服電動機和機床的迅速響應，使得加工效率極高。（2）CAD/CAM軟件生成的程序：程序比較龐大，絕大部分都不得不以DNC方式進行在線加工。那么機床與電腦之間的傳輸速度成了影響加工速度的第一個“瓶頸”因素。再加上RS-23

3、2口通信抗干擾能力有限，DNC在線加工方式下的加工效率便大打折扣。程序執(zhí)行時，相鄰的每兩個逼近點之間數(shù)控系統(tǒng)都要進行直線插補運算。系統(tǒng)計算機的工作量巨大，反映到機床上，必然表現(xiàn)為運動遲鈍，不連貫。（一）FANUC 0i系統(tǒng)提供兩種用戶宏程序：1、用戶宏程序功能A： 用戶宏程序功能A是FANUC 系統(tǒng)標準配置功能，但需要用“G65Hm”（m：0199）格式來表達各種數(shù)學運算和邏輯運算，極不直觀，可讀性差，現(xiàn)在已經(jīng)很少使用它。2、用戶宏程序功能B： 用戶宏程序功能B雖然不算是FANUC 系統(tǒng)的標準配置功能，但絕大部分的FANUC系統(tǒng)也都支持它。 我們學習的是用戶宏程序功能B及應用技巧。 二、宏程序

4、基礎理論（FANUC Oi系統(tǒng)）用戶宏程序作用： 對由直線、圓弧組成的零件，數(shù)控系統(tǒng)有標準的指令編程G01/G02/G03。對于一些非圓曲線或形狀復雜的零件（如橢圓、拋物線等二次曲線），G01/G02/G03等標準指令無能為力了，為了處理這些要素的編程，數(shù)控系統(tǒng)提供了用戶宏程序的功能。用戶宏程序的功能是對數(shù)控系統(tǒng)功能的擴展，為用戶利用數(shù)控系統(tǒng)提供了工具，是數(shù)控系統(tǒng)對用戶的部分開放。（二） 變量普通加工程序直接用數(shù)值指定G代碼和移動距離。例如：G01和X100.0 ，這些直接指定的數(shù)值，在程序運行過程中其值不能被改變，這些數(shù)值稱為常量。使用用戶宏程序時，數(shù)值可以直接指定或用變量指定。在程序運行過

5、程中，其值可以改變的量，稱為變量。當用變量時，變量值可以用程序或由MDI設定或修改。 1 、變量的表示 計算機允許使用變量名，用戶宏程序則不行。用戶宏程序中的變量需用變量符號“#”和后面的變量號指定。表達式可以用來指定變量號，這時表達式必須封閉在中括號中。#i #變量符號； i變量號 #i （變量號i=0,1,2,3） 例：#8、#110、#1100 #表達式 表達式必須用括號括起來 例：#1#212變量名變量類型功能#0空變量該變量值總為空#1#33局部變量在宏程序中局部使用，存儲數(shù)據(jù)（運算結(jié)果），斷電后初始化為空；在程序中可以對其賦值#100#199#500#999公共變量在不同的宏程序中

6、意義相同，斷電后#100#199初始化為空；#500#999斷電前后數(shù)值維持不變。#1000以上系統(tǒng)變量系統(tǒng)內(nèi)置的固定用途的變量。用于讀寫CNC系統(tǒng)運行時的數(shù)據(jù)，如刀具當前位置和補償值等2、 變量的類型和功能 說明：局部變量、公共變量、系統(tǒng)變量局部變量（ #1#33 ）是在宏程序中局部使用的變量，當宏程序P調(diào)用宏程序Q而且都有變量#1時，由于變量#1服務于不同的的局部，所以P中的#1與Q中的#1不是同一個變量，因此可以賦予不同的值，且互不影響。公共變量（#100#199、#500#999）貫穿于整個程序過程，當宏程序M調(diào)用宏程序N而且都有變量#100時， 由于#100是公共變量，所以P中的#1

7、00與Q中的#100是同一個變量。系統(tǒng)變量（ #1000以上 ）決定系統(tǒng)的狀態(tài)，禁止一般用戶使用。3、變量值的范圍 局部變量和公共變量可以是0值或以下范圍的值：-1047-10-29或10-29 1047,如果計算結(jié)果超出有效范圍，則觸發(fā)程序錯誤P/S報警NO.1114、小數(shù)點的省略 當在程序中定義變量值時，整數(shù)值的小數(shù)點可以省略。 例如：當定義#11=123； 變量#11的實際值是123.0005、變量的引用 （1）在程序中使用變量值時，應指定后跟變量號的地址，當用表達式指定變量號時，必須把表達式放在括號中。 例如：G01 X#11+#123 F#3； （2）被引用變量值根據(jù)地址的最小設定單

8、位自動的舍入（四舍五入）。 例如：X#150當#150=12.3456時， 如系統(tǒng)最小設定單位為0.001時， 則X12.346被指定（3）改變引用變量的值的符號，要把負號（-）放在#號前面，例如：G01X-#11。（4）當引用未定義的變量時，變量及地址都被忽略。例如：變量#11的值是0，并且變量#22的值是空時，G01 X#11 Z#22；執(zhí)行結(jié)果為G01 X0。注意：“變量的值是0”與“變量值是空”是兩個完全不同的概念。（5）不能用變量代表的地址符有：程序號O，順序號N，任選程序段跳轉(zhuǎn)號/。（6）使用ISO代碼編程時，可用“#”代碼表示變量。使用EIA代碼，則應用“”代碼代替“#”代碼，因

9、EIA代碼中無“#”代碼。1、算術運算運算格式運算格式加法#i#j + #k反正切#iATAN#j/#k減法#i#j - #k平方根#iSQRT#j乘法#i#j * #k絕對值#iABS#j除法#i#j / #k舍入#iROUND#j正弦#iSIN#j對數(shù)#iLN#j反正弦#iASIN#j指數(shù)函數(shù)#iEXP#j余弦#iCOS#j上取整#iFIX#j反余弦#iACOS#j下取整#iFUP#j正切#iTAN#j（三）算術和邏輯運算混合運算時運算順序 上述運算和函數(shù)運算可以進行混合，這樣就涉及到運算的優(yōu)先級。其運算順序與一般數(shù)學上的定義基本一致，優(yōu)先級順序從高到低依次為：運算的優(yōu)先順序：函數(shù)；乘除、

10、邏輯與；加減、邏輯或、邏輯異或?？梢杂?來改變順序。例如：#1 = #2 + #3*COS#4 賦值就是將一個數(shù)據(jù)賦予一個變量。 例如： #110，則表示#11的值是0，其中#11代表變量，“”是賦值符號，起語句定義作用，0就是給變量#11賦的值。說明：1、賦值符號“”兩邊的內(nèi)容不能夠隨意互換，左邊只能夠是變量，右邊可以是表達式、數(shù)值或者常量。2、一個賦值語句只能夠給一個變量賦值。3、可以多次給一個變量賦值，新變量值將取代原變量值。（四） 賦值與變量4、賦值語句具有運算功能。 一般形式：變量表達式 表達式：可以是變量自身與其它數(shù)據(jù)的運算結(jié)果，如#11 #111，則表示#11的值為#111。 #

11、11= #111 可以說是宏程序的原動力，任何宏程序都離不開這種類型的賦值運算。5、賦值表達式的運算順序同數(shù)學運算。運算符號如下表：格式作用格式作用#j EQ #k#j 等于 #k#j NE #k#j 不等于 #k#j GE #k#j 大于等于 #k#j GT #k#j 大于 #k#j LE #k#j 小于等于 #k#j LT #k#j 小于 #k（五） 表達式中的運算符號 宏程序的控制指令主要有轉(zhuǎn)移和循環(huán)兩種。轉(zhuǎn)移又分為無條件轉(zhuǎn)移和條件轉(zhuǎn)移。用控制指令可以改變程序的運行順序。 1、無條件轉(zhuǎn)移（GOTO語句）格式：GOTO n；式中：n順序號（199999），可用變量表示。舉例：GOTO 1；

12、 GOTO #10；（六）控制指令2、條件轉(zhuǎn)移（IF語句）格式：IF 條件表達式 GOTO n；式中：條件表達式轉(zhuǎn)移的條件 n轉(zhuǎn)移的目標程序段號語義：表示如果條件表達式滿足時，則轉(zhuǎn)移 （跳轉(zhuǎn)）到標有順序號n的程序段，如果不滿 足指定的條件表達式，則順序執(zhí)行下一個程序 段。舉例：求1到10之和。O7100；#1=0； 存儲和的變量初值#2=1； 被加數(shù)變量初值N1IF#2GT10GOTO 2；#2大于10轉(zhuǎn)到N2程序段#1=#1+#2； 計算和#2=#2+1； 下一個被加數(shù)GOTO 1； 無條件轉(zhuǎn)到N1程序段N2 M30；格式：IF 條件表達式 THEN； 舉例：IF #1GT#2 THEN #

13、3=10; 如果#1#2那么#310說明：1）條件表達式必須包括運算符，且運算符插在變量中間或變量與常量之間，用中括號 封閉。2）運算符有兩個字母組成，用于兩個值的比較。由于誤差一般不要使用不等號和等號，以免出現(xiàn)判斷錯誤。3、循環(huán)（WHILE語句）格式：WHILE 條件表達式 DO m； END m；式中：條件表達式循環(huán)條件 m循環(huán)執(zhí)行范圍的識別號， 只能是1、 2和3，否則系統(tǒng)報警語義：循環(huán)和嵌套的格式說明2. DO范圍不能交叉WHILEDO1；程序WHILEDO2； 錯END1；程序END21.標號1-3可根據(jù)需要多次使用 WHILEDO1； 程序 END1; : WHILEDO1； 程序

14、 END1; :4.（條件）轉(zhuǎn)移可以跳 出循環(huán)的外邊WHILEDO1；IFGOTOn； END1； Nn；5.（條件）轉(zhuǎn)移不能進 入循環(huán)區(qū)內(nèi)IFGOTOn；WHILEDO1； 錯Nn END1；3.DO循環(huán)可以3重嵌套 WHILEDO1; : WHILEDO2; : WHILEDO3; 程序 END3; : END2; : END1;舉例：求1到10之和。O7200；#1=0；存儲和的變量初值#2=1；被加數(shù)變量初值WHILE #2 LE 10 DO 1；當被加數(shù)小于等于10時， 執(zhí)行DO1到END1之間的程序段#1 =#1+#2；計算和#2=#2+1；下一個被加數(shù)END 1；循環(huán)1結(jié)束M30

15、；說明：1、 DOm和ENDm必須成對使用，而且DOm一定要在ENDm指令之前。2、當指定DO而沒有指定WHILE語句時，為一個無限循環(huán)。3、在使用EQ或者NE的條件表達式中,值為空和值為零將會有不同的效果.其它形式的表達式中,空被當作零。4、IF語句和WHILE語句，從邏輯關系上說，二者不過是從正反兩個方面描述一件事情，從實現(xiàn)的功能上說，具有相當?shù)目商娲浴?IF語句使用更多、更靈活。三、用戶宏程序應用實例（一）、橢圓宏程序的編制橢 圓 標 準 方 程標準方程圖 象范 圍對 稱 性頂點坐標焦點坐標半 軸 長焦 距a,b,c關系離 心 率|x| a,|y| b|x| b,|y| a關于x軸、y

16、軸成軸對稱；關于原點成中心對稱。（ a ,0 ）,(0, b)（ b ,0 ）,(0, a)( c,0)(0, c)長半軸長為a,短半軸長為b.焦距為2c;a2=b2+c2用戶宏程序應用實例橢圓方程的數(shù)學變形橢圓標準方程XZ橢圓宏程序的編制此即為橢圓的參數(shù)方程,其中的幾何意義為離心角(極角)， 橢圓幾何角度。ZOXAMNB橢圓參數(shù)方程橢圓宏程序的編制 G01 X#24 Z#26 F#9;橢圓宏程序的編制【例1】編制如圖所示橢圓的精加工程序。1、橢圓本體宏程序編制自變量賦值說明1（A）橢圓長半軸（40）#2=（B）橢圓短半軸（23）#24=（X）橢圓X坐標（因變量）#26=（Z）橢圓Z坐標（自變

17、量）橢圓起點坐標(38.4 0) O0001;M03 S600;T0101;G00 X40. Z2.;#1=40;#2=23;#7=0.5；Z坐標每次變化量#23=-22；橢圓中心在工件坐標系Z向坐標26=22；自變量Z的起始坐標N20 IF 26 LT -22 GOTO 50；24 = #2*SQRT#1*#1 - #26*#26 /#1 ；G01 X2*#24 Z#26 +#23 F0.1；#26 = #26 #7；GOTO 20；N50 G00 U10. Z2.；X100. Z100.;M30；2、實際加工中宏程序的靈活運用【例2】零件材料45鋼，毛坯為50mm100mm，按圖要求完成零

18、件右端外圓部分數(shù)控加工程序。使用G73與宏程序的嵌套編程O0001;M03 S600;T0101 M08;G40 G00 X55. Z2.;G73 U8.5 W0. R9;G73 P20 Q50 U1.5 W0. F0.2;N20 G00 X46； #26=9;N30 #24=24*SQRT 40*40 - #26*#26 /40 ；G01 X2*#24 Z#26 -8 F0.1；#26=#26-0.3;IF 26 GT -30 GOTO 30；G01 X31.749 Z-38.; 至曲線終點W-11.702;X48. W-1.433;N50 X50;G00 X100. Z100.;M00;N

19、80 M03 S1200;T0101;G00 X55. Z2.;G70 P20 Q50;G40 G00 X100. Z100.;M30;3、小結(jié)用戶宏程序編程的一般步驟：1）建立所要加工零件輪廓的數(shù)學模型方程。2）確定自變量及其取值范圍（起始點和終止點坐標），這時所對應的坐標為曲線自身對稱軸下的坐標。260（020）3）確定其它需要的變量并對其賦值或確定其取值范圍。1204）確定自變量的步距，列出自變量自身賦值的表達式：2626-0.55）列出因變量與自變量的數(shù)學表達式：完成因變量與自變量的變量表達關系式：24 = 13*SQRT20*20 - #26*#26 /20 ；6）坐標變換：將自（因

20、）變量坐標轉(zhuǎn)換成工件坐標系坐標。24U 26W7）直線插補：G01 X#24 Z#26 F#9;8）循環(huán)判斷：變量每增加一個增量，插補一段直線，并通過IF 26 LT 1 GOTO 60 語句判斷循環(huán)是否繼續(xù)。9)如果自變量的取值不能被步距整除（如#26=16-0.3），那么就需要用IF THEN ;或者直接用G01 X_ Z_ F_ ;定位到曲線終點。113202222=+XZ（二）拋物線宏程序的編制拋物線標準方程yxoyxoyxoyxo 圖 形 焦 點 準 線 標準方程【例3】零件材料45鋼，毛坯為50mm100mm，試編制零件右端加工程序。N10 G00 X0.;#6=0; z向自變量初

21、值N50 4SQRT-10*#6;G01 X2*#4 Z#6 F0.1;#6=#6-0.5;IF#6GT-10 GOTO 50;G01 Z-26.5. ;X26.85 C1.5;Z-49.5;X36.012 R2.;Z-64.5;X46. C1.5;N20 Z-75.;G00 X100. Z100.;T0100;M00;O0001加工右輪廓M03 S600;T0101; 粗車刀G00 X55. Z2.;G73 U25.5 W0. R14;G73 P10 Q20 U1. W0.2 F0.2;N30 M03 S1200;T0202; 精車刀G00 X55. Z2.;G70 P10 Q20; G00

22、 X100. Z100.;T0200;M30;（三）雙曲線宏程序的編制雙曲線標準方程標準方程x2/a2-y2/b2=1(a0,b0)y2/a2-x2/b2=1(a0、b0) 幾何 圖形 范圍 x a 或 x -a y a 或 y -a 對稱性 中心對稱，軸對稱中心對稱，軸對稱 頂 點A1(-a,0 ) , A2(a,0) A1(0,-a ) , A2(0,a)a、b、c的含義a （實半軸長） c（半焦距）b （虛半軸長） a2=c2-b2a（實半軸長） c（半焦距長） b（虛半軸長） a2=c2-b2 離心率e焦距與實軸長的比 e=c/a e1焦距與實軸長的比 e=c/a e1yF2B1A2A1B2 0 xF1X=aX=-a yx oA2A1 B1B2F1 F2 【例3】零件材料45鋼，毛坯為75mm棒料，試編制零件右端加工程序。O0001M03 S500;T0101;G00 X80. Z2.;G73 U17. W0. R18;G73 P10 Q50 U1. W0. F0.2;N10 G00 X40. G01 Z-25.302 F0.1;#26