宏程序编程实例与技巧方法

用户宏程序编程在数控编程中，宏程序编程灵活、高效、快捷，是加工编程的重要补充。宏程序不仅可以实现象子程序那样，例如，型腔加工宏程序、固定加工循环宏程序、球面加工宏程序、锥面加工宏程序等。FANUC数控宏程序SIEMENS数控参数编程2023/1/131a一、构成1. 包含变量2. 包含算术或逻辑运算（=）的程序段3. 包含控制语句（例如：GOTO，DO，END）的程序段4. 包含宏程序调用指令（G65，G66，G67或其他G代码，M代码调用宏程序）的程序段FANUC数控系统用户宏程序2023/1/132a二、FANUC宏程序的变量

FANUC数控系统变量表示形式为#后跟1～4位数字，变量种类有四种：变量号变量类型功能#0空变量该变量总是空，没有任何值能赋给该变量#1——#33局部变量局部变量只能用在宏程序中存储数据，例如运算结果。当断电时局部变量被初始化为空，调用宏程序时自变量对局部变量赋值。2023/1/133a变量号变量类型功能#100—#199#500—#999公共变量公共变量在不同的宏程序中的意义相同当断电时变量#100#199初始化为空变量

#500#999的数据保存即使断电也不丢失#1000——系统变量系统变量用于读和写CNC运行时各种数据的变化例如刀具的当前位置和补偿值等2023/1/134a三、刀具补偿存储器C用G10指令进行设定H代码的几何补偿值G10L10P

R

;D代码的几何补偿值G10L12P

R

;H代码的磨损补偿值G10L11P

R

;D代码的磨损补偿值G10L13P

R

;P：刀具补偿号R：绝对值指令（G90）方式时的刀具补偿值。增量值指令（G91）方式时的刀具补偿值为该值与指定的刀具补偿号的值相加。2023/1/135a四、FANUC宏程序的转移和循环1.无条件转移：GOTOn

（n为顺序号，1——99999）例：GOTO10为转移到N10程序段。2.条件转移：（IF语句）1）IF[条件表达式]GOTOn

当指定的条件表达式满足时，转移到标有顺序号n的程序段，如果指定的条件表达式不满足时，执行下个程序段。2023/1/136a2）IF[条件表达式]THEN当指定的条件表达式满足时，执行预先决定的宏程序语句。例：IF[#1EQ#2]THEN#3=0；3.WHILE[条件表达式]DOm；

（m=1，2，3）条件满足条件不满足

ENDm…………注：循环允许嵌套，最多3层，但不允许交叉2023/1/137a2023/1/138a2023/1/139a五、运算符运算符含义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2023/1/1310aFANUC数控车削宏程序1.概念：“宏程序”一般指含有变量的程序。由宏程序体和程序中调用宏程序的指令。即宏指令构成。主要应用于抛物线、椭圆、双去想等各种数控系统没有插补指令的轮廓曲线编程。用户宏程序有两个要点：（1)在宏程序中存在变量；（2）宏程序能依据变量完成某个具体操作。2023/1/1311a（2）特点：1）可以进行变量的算术运算、逻辑运算和函数的混合运算。还可以使用循环语句、分支语句和子程序调用语句。2）宏程序能依据变量，用事先指定的变量代替直接给出的数值，在调用宏程序或宏程序本身执行时，得到计算好的变量值。3）宏程序通用性强，灵活方便，一个宏程序可以描述一种曲线，曲线的各种参数用变量表示。2023/1/1312a（3）基本原理宏程序编程是用户用变量作为数据进行编程，变量在编程中充当“媒介”作用。在后续程序中可以重新再赋值，原来内容被新赋的值所取代，利用系统对变量值进行计算和可以重新赋值的特性，使变量随程序的循环自动增加并计算，实现加工过程的自动循环，使之自动计算出整个曲线无数个密集坐标值，从而用很短的直线或圆弧线逼近理想的轮廓曲线。2023/1/1313a2023/1/1314a3.变量与赋值（1）变量表示法

用一个可赋值的代号“#i”（i=1,2,3……)来代替具体的坐标值或数据，这个代号“#i”

就称为变量。变量用变量符号“#”（变量的标志）和后续数值（变量的标号）来表示，如#5，#21等，其后续数值不允许带小数点。变量可以在宏程序体中使用，宏程序体中可以含有复杂的表达式，并完成很复杂的计算。而普通加工程序直接用G或数值编写，如“G00X50Z50”，而用户在编写宏程序时，数值可以直接指定或用变量指定，如“G00X[#1+#1]F#3”2023/1/1315a2023/1/1316a2023/1/1317a2023/1/1318a宏程序零件编制实例1.抛物线宏程序的应用如图所示。已知前端椭圆的方程为抛物线，。设X轴步距为，原始毛坯为Φ30×70，T01为粗车刀，T02为精车刀，各部分尺寸见图1，试编写加工程序。计算抛物线线底的直径：将Z=20代入，的直径为Φ22mm。2023/1/1319a方法一：调用子程序O0010G00X100Z100；T0101S800M03；G40X30；G00G42Z2;#60=30;设定毛坯最大切削量；WHILE#60GE0.75;判定毛坯余量是否大于M98P0009;调用子程序#60=#60-2.4;每次切削量单边为1.2mm;ENDW;G00G40X100Z100;M05;T0202;换2号精车刀；G40X30；G00G42Z2;G01Z0F0.1;#60=0;设定毛坯切削量为0M98P0009;调用子程序ENDW;G00G40X100Z100;M30;2023/1/1320aO0009#1=0；#2=0；WHILE#2LE20;判定z轴是否到终点#2=[#1]*[#1]/24.2;z轴变量G01X[#1+#60]Z[-[#2]]F0.2;抛物线插补；；设定x轴的步距为；ENDW;G01W-5;U3;W-10;U5;G00Z0;M99;2023/1/1321a方法二:复合循环法O0110G00X100Z100;T0101M03S800;G00G40X30Z2;G73U15W0R7.0;G71P10Q20X0.6Z0.2F0.2;N10G00G42X0;G01Z0F0.1S1000;#1=0;#2=0;WHILE#2LE20;判定z轴是否到终点；#2=[#1]*[#1]/24.2;Z轴变量G01X[#1]Z[-[#2]]抛物线插补#1=#1+0.06;设定x轴的步距为；ENDWG01Z-25;X25;X25;N20Z-35;T0202;G70P10Q20;M30;2023/1/1322a以Ф参数(角度)为初始变量如图3，毛坯为Ф30mm×70mm的棒料，45号钢。编程原点设在右端面与中心轴线的交点上，椭圆原点在编程坐标系(0，-20)处。

分析：三爪卡盘夹住左端，伸出55mm，手动车右端面，选择1号30º外圆车刀加工外轮廓。切削用量的选择：粗加工主轴转速为600r/min，进给量为，精加工主轴转速为800r/min，进给量为。在椭圆坐标系中，其标准方程为：

;参数方程为：X=14sinФ，Z=20cosФ。从零件图上可以看出，椭圆轮廓的起点角度为0º，终点角度为144º(180º-36º=144º)，所以适合采用以Ф参数(角度)为初始变量，应用参数方程来表达椭圆上点的坐标。编制程序如下。O1234;T0101M03S600;GOOX34Z2.0;G73U14W0R7;G73P10Q20U1W0.05F0.25;N10G00X0.;G42G01Z0.F0.1;#1=0;(角度初始值)WHILE[#1LE144]DO1;#2=14*SIN[#1];#3=20*COS[#1];G01X[2*#2]Z[#3-20]F0.1;#1=#1+0.5;END1;G01Z-40;X28;W-10;N20G40X33;M03S800;G70P10Q20;G00X150Z150;M5;M30;2023/1/1323a2023/1/1324a2023/1/1325a四、以Z坐标为初始变量如图4，毛坯为Ф30mm×50mm的棒料，45号钢。编程原点设在右端面与中心轴线的交点上，椭圆原点在编程坐标系(0，-15)处。2023/1/1326a四、以Z坐标为初始变量如图4，毛坯为Ф30mm×50mm的棒料，45号钢。编程原点设在右端面与中心轴线的交点上，椭圆原点在编程坐标系(0，-15)处。编制程序如下：

O1235;G40T0101M03S600;GOOX34Z2.0;

G73U14W0R7;G73P10Q20U1W0.05F0.25;N10G00X0.;

G42G01Z0.F0.1;#1=15;(Z初始值)WHILE[#1GE0]DO1;#2=10*SQRT[15*15-#1*#1]/15;G01X[2*#2]Z[#1-15]F0.1;

#1=#1-0.1;END1;

G01W-5;X28;

Z-30;

N20G40X33;M03S800;G70P10Q20;

G00X150Z150;M30;2023/1/1327aO12112023/1/1328a如图5，毛坯为Ф30mm×80mm的棒料，45号钢。编程原点设在右端面与中心轴线的交点上，椭圆原点在编程坐标系，-22)处，椭圆轮廓位于零件中间。2023/1/1329a编制程序如下：

G00X34Z2.0;

#1=10*SQRT[20*20-14*14]/20;#2=2*[17.5-#1];G00X[#2];

G01Z-8F0.1;

#3=14;(Z初始值)

WHILE[#3GE-14]DO1;

#4=10*SQRT[20*20-#3*#3]/20

G01X[2*[17.15-#4]]Z[#3-22]F0.1;

#3=#3-0.1;END1;

G01W-8;上例引入了4个变量，变量#1和#2的引入是为了表达曲线起点的坐标值，变量#3和#4表达的是椭圆曲线上点的Z、X值。2023/1/1330aO0003;G00X100Z100LT0101S500M03;G00X75Z2;G73U22.5W0R10;G73P10Q20U0.3W0F0.2;N10GOOX30;G01X-15;#21=20;#22=10;#23=0;WHILE[-10LE#23]DO1#24=20*SQRT[#22*#22-#23#23]/10;G01X[2*35-2*#24]Z[#23-15]#23=#23-0.05;END1;N20G01Z-50;G00X100Z100;M30;2023/1/1331a用户宏程序训练2023/1/1332a有以角度为初始变量的椭圆宏程序编程;有以Z(X)坐标为初始变量的椭圆宏程序编程;有的椭圆曲线轮廓位于零件的最右(左)端;有的曲线位于零件中间部位。但不管是什么情况，椭圆宏程序编程都要有以下几个的要点。①根据零件图中椭圆轮廓的形状和位置，选取合适的初始变量，角度或Z(X)坐标。②正确表达椭圆曲线上点的坐标。根据零件图上的尺寸标注，选择标准方程或参数方程表达椭圆上点的坐标。③找出(有时需计算出)椭圆原点在编程坐标系中的坐标，正确表达椭圆上的点在编程坐标系中的坐标。2023/1/1333a六、FANUC宏程序的调用1.非模态调用G65：格式：G65PpLl<自变量指定>其中p：要调用的程序号

L：调用次数（默认为1）自变量：数据传递到宏程序例：G65P8000L2A10.B2.；调用2次程序号8000，经自变量A传递到宏程序#1=10；自变量B传递到宏程序#2=2。2023/1/1334a自变量指定Ⅰ根据使用的字母，CNC系统自动地决定自变量指定的类型。地址不需要按字母顺序指定。但应符合字地址的格式。但是，I，J和K需要按字母顺序指定。2023/1/1335a自变量指定Ⅱ根据使用的字母，系统自动决定自变量指定的类型。自变量指定Ⅱ用于传递诸如三维坐标值的变量。I，J，K的下标用于确定自变量指定的顺序，在实际编程中不写。2023/1/1336a如果自变量指定Ⅰ和自变量指定Ⅱ混合指定的话，后指定的自变量类型有效。2023/1/1337a六、FANUC宏程序的调用2.模态调用（G66）：G66PpLl<自变量指定>；程序点G67;（取消模态）例：G66P8000L2A10.B2.；G00G90Z-10.X-5.G67一旦发出G66则指定模态调用，即指定沿移动轴移动的程序段后调用宏程序。移动到Z-10，调用2次程序号8000，移动到X-5，再调用2次程序号8000。2023/1/1338a%1000；长半轴40、短半轴30的椭圆G54G90G00Z30M03S800G00X45Y-15；Z3G01Z-5F100#0=0；给角度赋0初值WHILE#0LE360；#1=40*COS[#0*PI/180]；#2=30*SIN[#0*PI/180]；G01X[#1]Y[#2]；#0=#0+1；ENDWX45Y15；G00Z30X0Y0M05M30七、FANUC与华中系统用户宏程序编程对照G54G90G00Z30M03S800G00X45Y-15；Z3G01Z-5F100#10=0；给角度赋0初值WHILE#10LE360DO1；#11=40*COS[#10]；#12=30*SIN[#10]；G01X#11Y#12；#10=#10+1；END1X45Y15；G00Z30X0Y0M05M302023/1/1339aSIEMENS数控系统参数编程与FANUC类似，但功能要弱一些。变量以“R”开始，如：R0、R1、R99。不包含系统变量，系统变量以“$”开头。一、格式：Rn（n的缺省取值范围为0-99）例如:R1R2…R99二、运算符：2023/1/1340a2023/1/1341a三、SIEMENS参数编程程序跳转1.无条件跳转GOTOBLABEL（向后跳转，向程序头跳转）GOTOFLABEL（向前跳转，向程序尾跳转）2.条件跳转IF表达式GOTOBLABEL（向后跳转，向程序头跳转）IF表达式GOTOFLABEL（向