數(shù)控加工中宏程序的編制方法21和數(shù)控機(jī)床編程及加工

數(shù)控加工中宏程序的編制方法首都航天機(jī)械公司商學(xué)謙?FANUC宏程序簡(jiǎn)介在數(shù)控編程中，宏程序編程靈活、高效、快捷。宏程序不僅可以實(shí)現(xiàn)象子程序那樣，對(duì)編制相同加工操作的程序非常有用，還可以完成子程序無(wú)法實(shí)現(xiàn)的特殊功能，例如，型腔加工宏程序、固定加工循環(huán)宏程序、球面加工宏程序、錐面加工宏程序等。?FANUC宏程序特殊用法宏程序還可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的控制，如，坐標(biāo)系的讀寫(xiě)、刀具偏置的讀寫(xiě)、時(shí)間信息的讀寫(xiě)、倍率開(kāi)關(guān)的控制等。? SIEMENS參數(shù)編程與FANUC類似，但功能要弱一些。變量以“R”開(kāi)始，如：R0、R1、R99。不包含系統(tǒng)變量，系統(tǒng)變量以“$”開(kāi)頭。? FANUC宏程序的構(gòu)成

1） 包含變量2） 包含算術(shù)或邏輯運(yùn)算（=）的程序段3） 包含控制語(yǔ)句（例如：GOTO，DO，END）的程序段4） 包含宏程序調(diào)用指令（G65，G66，G67或其他G代碼，M代碼調(diào)用宏程序）的程序段? FANUC宏程序的變量Ⅰ

FANUC數(shù)控系統(tǒng)變量表示形式為#后跟1～4位數(shù)字，變量種類有四種：變量號(hào)變量類型功能#0空變量該變量總是空，沒(méi)有任何值能賦給該變量? FANUC宏程序的變量Ⅱ

變量號(hào)變量類型功能#1——#33局部變量局部變量只能用在宏程序中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，例如運(yùn)算結(jié)果。當(dāng)斷電時(shí)局部變量被初始化為空，調(diào)用宏程序時(shí)自變量對(duì)局部變量賦值。? FANUC宏程序的變量Ⅲ

變量號(hào)變量類型功能#100—#199#500—#999公共變量公共變量在不同的宏程序中的意義相同當(dāng)斷電時(shí)變量#100#199初始化為空變量#500#999的數(shù)據(jù)保存即使斷電也不丟失? FANUC宏程序的變量Ⅳ

變量號(hào)變量類型功能#1000——系統(tǒng)變量系統(tǒng)變量用于讀和寫(xiě)CNC運(yùn)行時(shí)各種數(shù)據(jù)的變化例如刀具的當(dāng)前位置和補(bǔ)償值等? 刀具補(bǔ)償存儲(chǔ)器C的系統(tǒng)變量當(dāng)偏置組數(shù)小于等于200時(shí)，也可以用#2023——#2400補(bǔ)償號(hào)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償（H）刀具半徑補(bǔ)償（D）幾何補(bǔ)償磨損補(bǔ)償幾何補(bǔ)償磨損補(bǔ)償123:200:400#11001(#2201)#11002(#2202)#11003(#2203):#11200(#2400):#11400#10001(#2023)#10002(#2023)#10003(#2023):#10200(#2200):#11400#13001#13002#13003:#13200:#13400#12023#12023#12023:#12200:#12400?刀具補(bǔ)償存儲(chǔ)器C用G10指令進(jìn)行設(shè)定P：刀具補(bǔ)償號(hào)R：絕對(duì)值指令（G90）方式時(shí)的刀具補(bǔ)償值。增量值指令（G91）方式時(shí)的刀具補(bǔ)償值為該值與指定的刀具補(bǔ)償號(hào)的值相加。H代碼的幾何補(bǔ)償值G10L10P

R

;D代碼的幾何補(bǔ)償值G10L12P

R

;H代碼的磨損補(bǔ)償值G10L11P

R

;D代碼的磨損補(bǔ)償值G10L13P

R

;?自動(dòng)運(yùn)行控制的系統(tǒng)變量#3003單程序段輔助功能的完成0有效等待1無(wú)效等待2有效不等待3無(wú)效不等待?自動(dòng)運(yùn)行控制的系統(tǒng)變量#3004進(jìn)給暫停進(jìn)給速度倍率準(zhǔn)確停止0有效有效有效1無(wú)效有效有效2有效無(wú)效有效3無(wú)效無(wú)效有效4有效有效無(wú)效5無(wú)效有效無(wú)效6有效無(wú)效無(wú)效7無(wú)效無(wú)效無(wú)效?攻絲加工循環(huán)?工件原點(diǎn)偏移值的系統(tǒng)變量Ⅰ#5201：#5204第1軸外部工件零點(diǎn)偏移值：第4軸外部工件零點(diǎn)偏移值#5221：#5224第1軸G54工件零點(diǎn)偏移值：第4軸G54工件零點(diǎn)偏移值#5241：#5244第1軸G55工件零點(diǎn)偏移值：第4軸G55工件零點(diǎn)偏移值?工件原點(diǎn)偏移值的系統(tǒng)變量Ⅱ#5261：#5264第1軸G56工件零點(diǎn)偏移值：第4軸G56工件零點(diǎn)偏移值#5281：#5284第1軸G57工件零點(diǎn)偏移值：第4軸G57工件零點(diǎn)偏移值#5301：#5304第1軸G58工件零點(diǎn)偏移值：第4軸G58工件零點(diǎn)偏移值?工件原點(diǎn)偏移值的系統(tǒng)變量Ⅲ#5321：#5324第1軸G59工件零點(diǎn)偏移值：第4軸G59工件零點(diǎn)偏移值#7001：#7004第1軸工件零點(diǎn)偏移值（G54.1P1）：第4軸工件零點(diǎn)偏移值（G54.1P1）#7021：#7024第1軸工件零點(diǎn)偏移值（G54.1P2）：第4軸工件零點(diǎn)偏移值（G54.1P2）?工件原點(diǎn)偏移值的系統(tǒng)變量Ⅳ#7041：#7044第1軸工件零點(diǎn)偏移值（G54.1P3）：第4軸工件零點(diǎn)偏移值（G54.1P3）#7061：#7064第1軸工件零點(diǎn)偏移值（G54.1P4）：第4軸工件零點(diǎn)偏移值（G54.1P4）#7941：#7944第1軸工件零點(diǎn)偏移值（G54.1P48）：第4軸工件零點(diǎn)偏移值（G54.1P48）?工件原點(diǎn)偏移值的系統(tǒng)變量Ⅴ軸功能變量號(hào)第一軸外部工件零點(diǎn)偏移#2500#5201G54工件零點(diǎn)偏移#2501#5221G55工件零點(diǎn)偏移#2502#5241G56工件零點(diǎn)偏移#2503#5261G57工件零點(diǎn)偏移#2504#5281G58工件零點(diǎn)偏移#2505#5301G59工件零點(diǎn)偏移

#2506#5321?工件原點(diǎn)偏移值的系統(tǒng)變量Ⅵ軸功能變量號(hào)第二軸外部工件零點(diǎn)偏移#2600#5202G54工件零點(diǎn)偏移#2601#5222G55工件零點(diǎn)偏移#2602#5242G56工件零點(diǎn)偏移#2603#5262G57工件零點(diǎn)偏移#2604#5282G58工件零點(diǎn)偏移#2605#5302G59工件零點(diǎn)偏移

#2606#5322?工件原點(diǎn)偏移值的系統(tǒng)變量Ⅶ軸功能變量號(hào)第三軸外部工件零點(diǎn)偏移#2700#5203G54工件零點(diǎn)偏移#2701#5223G55工件零點(diǎn)偏移#2702#5243G56工件零點(diǎn)偏移#2703#5263G57工件零點(diǎn)偏移#2704#5283G58工件零點(diǎn)偏移#2705#5303G59工件零點(diǎn)偏移

#2706#5323?工件原點(diǎn)偏移值的系統(tǒng)變量Ⅷ軸功能變量號(hào)第四軸外部工件零點(diǎn)偏移#2800#5204G54工件零點(diǎn)偏移#2801#5224G55工件零點(diǎn)偏移#2802#5244G56工件零點(diǎn)偏移#2803#5264G57工件零點(diǎn)偏移#2804#5284G58工件零點(diǎn)偏移#2805#5304G59工件零點(diǎn)偏移

#2806#5324?用G10改變工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏移值

格式：G10L2PpIP

；P=0：外部工件零點(diǎn)偏移值P=1：工件坐標(biāo)系G54的零點(diǎn)偏移值P=2：工件坐標(biāo)系G55的零點(diǎn)偏移值P=3：工件坐標(biāo)系G56的零點(diǎn)偏移值P=4：工件坐標(biāo)系G57的零點(diǎn)偏移值P=5：工件坐標(biāo)系G58的零點(diǎn)偏移值P=5：工件坐標(biāo)系G59的零點(diǎn)偏移值IP：對(duì)于絕對(duì)值指令（G90），為每個(gè)軸的工件零點(diǎn)偏移值。對(duì)于增量值指令（G91），為每個(gè)軸加到設(shè)定的工件零點(diǎn)偏移值。?FANUC宏程序運(yùn)算符Ⅰ功能格式備注定義#i=#j加法#i=#j+#k減法#i=#j-#k乘法#i=#j*#k除法#i=#j/#k?FANUC宏程序運(yùn)算符Ⅱ功能格式備注正弦#i=SIN[#j]角度以度指定，如90o30’表示為90.5度反正弦#i=ASIN[#j]余弦#i=COS[#j]反余弦#i=ACOS[#j]正切#i=TAN[#j]反正切#i=ATAN[#j]?FANUC宏程序運(yùn)算符Ⅲ功能格式備注平方根#i=SQRT[#j]絕對(duì)值#i=ABS[#j]舍入#i=ROUND[#j]上取整#i=FIX[#j]下取整#i=FUP[#j]自然對(duì)數(shù)#i=LN[#j]指數(shù)函數(shù)#i=EXP[#j]?FANUC宏程序運(yùn)算符Ⅳ功能格式備注或#i=#jOR#k邏輯運(yùn)算一位一位的按二進(jìn)制數(shù)執(zhí)行異或#i=#jXOR#k與#i=#jAND#k

從BCD轉(zhuǎn)為BIN#i=BIN[#j]用于與PMC的信號(hào)交換從BIN轉(zhuǎn)為BCD#i=BCD[#j]

?FANUC宏程序的轉(zhuǎn)移和循環(huán)Ⅰ無(wú)條件轉(zhuǎn)移：GOTOn（n為順序號(hào)，1——99999）例：GOTO10為轉(zhuǎn)移到N10程序段?FANUC宏程序的轉(zhuǎn)移和循環(huán)Ⅱ條件轉(zhuǎn)移：（IF語(yǔ)句）IF[條件表達(dá)式]GOTOn當(dāng)指定的條件表達(dá)式滿足時(shí)，轉(zhuǎn)移到標(biāo)有順序號(hào)n的程序段，如果指定的條件表達(dá)式不滿足時(shí)，執(zhí)行下個(gè)程序段?FANUC宏程序的轉(zhuǎn)移和循環(huán)Ⅲ條件轉(zhuǎn)移：（IF語(yǔ)句）IF[條件表達(dá)式]GOTOn

?FANUC宏程序的轉(zhuǎn)移和循環(huán)ⅣIF[條件表達(dá)式]THEN當(dāng)指定的條件表達(dá)式滿足時(shí)，執(zhí)行預(yù)先決定的宏程序語(yǔ)句。例：IF[#1EQ#2]THEN#3=0；?FANUC宏程序循環(huán)ⅠWHILE[條件表達(dá)式]Dom；（m=1，2，3）

注：循環(huán)允許嵌套，最多3層，但不允許交叉；條件不滿足條件滿足ENDm?FANUC宏程序循環(huán)Ⅱ?FANUC宏程序循環(huán)Ⅲ?FANUC宏程序循環(huán)Ⅳ?FANUC宏程序的條件表達(dá)式運(yùn)算符運(yùn)算符含義EQ等于NE不等于GT大于GE大于或等于LT小于LE小于或等于?FANUC宏程序的調(diào)用Ⅰ非模態(tài)調(diào)用G65：格式：G65PpLl<自變量指定>其中p：要調(diào)用的程序號(hào)L：調(diào)用次數(shù)（默認(rèn)為1）自變量：數(shù)據(jù)傳遞到宏程序?FANUC宏程序的調(diào)用Ⅱ模態(tài)調(diào)用（G66）：G66PpLl<自變量指定>；程序點(diǎn)G67;（取消模態(tài)）其中p：要調(diào)用的程序號(hào)L：調(diào)用次數(shù)（默認(rèn)為1）自變量：數(shù)據(jù)傳遞到宏程序?FANUC宏程序的調(diào)用Ⅲ?FANUC宏程序的調(diào)用Ⅳ自變量指定Ⅱ?FANUC宏程序的G代碼調(diào)用程序號(hào)參數(shù)號(hào)O90106050O90116051O90126052O90136053O90146054O90156055O90166056O90176057O90186058O90196059?FANUC宏程序的G代碼調(diào)用?FANUC宏程序的M代碼調(diào)用程序號(hào)參數(shù)號(hào)O90206080O90216081O90226082O90236083O90246084O90256085O90266086O90276087O90286088O90296089?FANUC宏程序中刀具半徑補(bǔ)償? SIEMENS參數(shù)編程

格式：Rn（n的缺省取值范圍為0-99）例如:R1R2…R99? SIEMENS參數(shù)編程中的數(shù)學(xué)運(yùn)算符Ⅰ

? SIEMENS參數(shù)編程中的數(shù)學(xué)運(yùn)算符Ⅱ

? SIEMENS參數(shù)編程中的比較或邏輯運(yùn)算符

? SIEMENS參數(shù)編程示例

?SIEMENS參數(shù)編程程序跳轉(zhuǎn)Ⅰ

無(wú)條件跳轉(zhuǎn)GOTOBLABEL（向后跳轉(zhuǎn)，向程序頭跳轉(zhuǎn)）GOTOFLABEL（向前跳轉(zhuǎn)，向程序尾跳轉(zhuǎn)）LABEL為程序段標(biāo)示?SIEMENS參數(shù)編程程序跳轉(zhuǎn)Ⅱ

條件跳轉(zhuǎn)

IF表達(dá)式GOTOBLABEL（向后跳轉(zhuǎn)，向程序頭跳轉(zhuǎn)）IF表達(dá)式GOTOFLABEL（向前跳轉(zhuǎn)，向程序尾跳轉(zhuǎn)）LABEL為程序段標(biāo)示?SIEMENS參數(shù)編程程序跳轉(zhuǎn)Ⅱ

IFR1>R2GOTOFMARKE1如果R1大于R2，那么跳躍到MARKE1R7<=(R8+R9)*743GOTOBMARKE1作為條件的復(fù)合表達(dá)式IFR10GOTOFMARK1允許確定一個(gè)變量（INT，REAL，BOOL或CHAR）。如果變量值為0（=FALSE），條件就不能滿足；對(duì)于所有其他值，條件為T(mén)RUEIFR1==0GOTOFMARKE1IFR1==1GOTOFMARKE2同一程序段中的幾個(gè)條件?宏程序示例Ⅰ

采用Φ20R4銑刀加工SR30的球，已知球心坐標(biāo)為（X0Y0Z-5.）?宏程序示例Ⅱ

?宏程序示例Ⅲ

分析：銑球程序一般采用自動(dòng)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是，利用宏程序強(qiáng)大的功能同樣也可以實(shí)現(xiàn)，而且程序更加簡(jiǎn)潔。編程思路：銑球可以認(rèn)為是多個(gè)銑圓的組合。排刀分布：有兩種方案，一是按Z向分布，二是按圓心角分布。從保證表面質(zhì)量來(lái)看，最佳方案為按圓心角分布。?宏程序示例Ⅳ

圓弧起點(diǎn)計(jì)算，從X正向開(kāi)始起刀。刀具根部R4的圓心在XZ平面的運(yùn)動(dòng)軌跡為與R30等距的圓R34（見(jiàn)圖示中紅色軌跡），刀尖點(diǎn)上4mm處的軌跡（即褐色軌跡）為紅色軌跡沿X正向平移6毫米，刀尖點(diǎn)坐標(biāo)為褐色軌跡沿Z軸向下平移4mm（即綠色軌跡）。起始位置Z值=0（通用表達(dá)式=34*sin（15.349）-5-4）?宏程序示例Ⅴ

變量定義：#1為圓心角，范圍由（15.349，90）#2為刀尖中心X值，=34*COS[#1]+6#3為刀尖中心Z值，=34*SIN[#1]-5-4?宏程序示例Ⅴ

FANUCSIEMENSM03S3000；G00G90G54Z100.；#1=15.349X50.Y0；Z10.；WHILE[#1LE90]DO1；#2=34*COS[#1]+6；#3=34*SIN[#1]-5-4;G01Z#3F900;X#2;G02X#2Y0I-#2J0;#1=#1+1;END1;G00Z100.;M30;M03S3000；G00G90G54Z100.；R1=15.349X50.Y0；Z10.；LABEL:R2=34*COS(R1)+6；R3=34*SIN(R1)-5-4;G01Z=R3F900;X=R2;G02X=R2Y0I=-R2J0;R1=R1+1;IFR1<=90GOTOBLABELG00Z100.;M30;?宏程序示例

用Φ20R10銑刀加工輪廓處R5圓角?宏程序示例

X32.969Y-.208I0.J150.X13.991Y2.023I0.J15.下面為銑外形的一段程序，采用刀具半徑補(bǔ)償?宏程序示例

編程思路：利用G10指令修改刀具半徑偏置值來(lái)實(shí)現(xiàn)倒圓角。G10格式為G10L12P1R

，其中，P1表示修改D01，R后為刀具半徑偏置值。設(shè)定倒角的圓心角為變量#1，取值范圍為0-90o設(shè)定#2為刀具半徑偏置值，取值=COS[#1]*15-5設(shè)定#3為Z值，取值=SIN[#1]*[5+10]-5-10?宏程序示例

M03S3000G00G90G54Z100.#1=0Z5.WHILE[#1LE90]DO1#2=COS[#1]*15-5#3=SIN[#1]*[5+10]-5-10G10L12P1R#2G01Z#3F900X32.969Y-.208I0.J150.X13.991Y2.023I0.J15.#1=#1+5END1G00Z100.M30?宏程序示例（銑圓）

#1=圓心坐標(biāo)X值#2=圓心坐標(biāo)Y值#3=園孔最終Z值#4=圓孔直徑#5=刀具直徑#6=[#4+#5]/4(進(jìn)刀半徑)#7=#3+50（進(jìn)刀高度）#8=#1+#4/2-#6（進(jìn)刀圓弧起點(diǎn)X值）#9=#2-#6（進(jìn)刀圓弧起點(diǎn)Y值）#10=#1+#4/2(銑圓起點(diǎn)X值)#11=-#4/2(I矢量)#12=#2+#6(退刀圓弧Y值)M03S1000G00G90G54G43H01Z100.X#1Y#2Z#7G01Z#3F100G41D02X#8Y#9G03X#10Y#2R#6G03X#10Y#2I#11J0G03X#8Y#12R#6G01G40X#1Y#2G00Z100.M30?宏程序示例（銑球）

#1=球心坐標(biāo)X值#2=球心坐標(biāo)Y值#3=球孔最終Z值#4=球的半徑#5=球的高度#6=Z向排刀增量#7=刀具直徑#8=刀具圓角#9=#4+#5/2+2#10=0M03S1000G00G90G54G43H01Z100.G00X#9Y#2Z50.N20G01Z#10F100#12=[#4+#8]*[#4+#8]#13=[#10-#3+#8]*[#10-#3+#8]#11=SQRT[#12-#13]+#7/2-#8G01X[#1+#11]Y#2G03I-#11J0#10=#10+#6IF[#10LE#5]GOTO20G00Z100.M30?數(shù)控機(jī)床編程及加工機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)數(shù)控機(jī)床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計(jì)算機(jī)上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過(guò)程校驗(yàn)程序，然后在數(shù)控機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工；結(jié)合機(jī)械加工工藝，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過(guò)程、工藝參數(shù)、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機(jī)床的編程格式和能識(shí)別的語(yǔ)言記錄在程序單上的全過(guò)程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的CNC裝置對(duì)程序經(jīng)過(guò)處理之后，向機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動(dòng)機(jī)床完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的目的數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過(guò)程；②計(jì)算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫(xiě)零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對(duì)程序及首件試加工。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程的基本原理機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學(xué)處理編寫(xiě)程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗(yàn)及試切數(shù)控機(jī)床OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車(chē)床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標(biāo)準(zhǔn)硬件系統(tǒng)構(gòu)成，不要求專用硬件或運(yùn)動(dòng)控制卡，所有數(shù)控功能和邏輯控制功能均由軟件完成，操作界面由系統(tǒng)操作和機(jī)床控制兩大部分組成。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為例，軟件提供下列指令：以數(shù)控車(chē)床模擬仿真系統(tǒng)（OpenSoftCNC01T）組別指令功能編程格式模態(tài)

1G00快速線性移動(dòng)G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補(bǔ)G01X(U)_Z(W)_√G02順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補(bǔ)G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補(bǔ)G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點(diǎn)G27

G28Z軸返回程序零點(diǎn)G28

G92定義絕對(duì)坐標(biāo)系G92X_Z_√2G04延時(shí)G04E_

3M00暫停M00

M02程序結(jié)束M02

4M03主軸正轉(zhuǎn)M03√M04主軸反轉(zhuǎn)M04√M05主軸停M05√5M08開(kāi)冷卻液M08√M09關(guān)冷卻液M09√

6M97程序跳轉(zhuǎn)M97P_

M98子程序調(diào)用M98P_L_

M99子程序返回