數(shù)控加工宏指令編程

1、數(shù)控加工宏指令編程（以FANUC 0i系列為例）1 用于對(duì)形狀相同或相近、尺寸不同的系列化零件加工。只需要對(duì)變量重新賦值即可。特點(diǎn)：可以使用變量并對(duì)變量賦值；含有變量運(yùn)算（算術(shù)和邏輯運(yùn)算）、條件轉(zhuǎn)移功能；具有一般算法語(yǔ)言的邏輯；關(guān)鍵：準(zhǔn)確地對(duì)變量值、類型、范圍進(jìn)行定義。2一、變量變量號(hào)變量類型功 能#0空變量總為空，不能賦值，只讀不寫#1#33局部變量?jī)H在宏程序內(nèi)有效。斷電清空。調(diào)用宏程序時(shí)被賦值。#100#149#500#531公共變量在不同的宏程序中都有效。斷電時(shí)前者清空；后者保持。#1000系統(tǒng)變量用于讀取系統(tǒng)變量，如刀具當(dāng)前位置及補(bǔ)償值等注意：（1）用表達(dá)式指定變量時(shí)，需將表達(dá)式括起來(lái)

2、。如G01 X#1+#2 F#3（2）改變變量符號(hào)，要把負(fù)號(hào)放在#號(hào)前。如-#1而不是#-13二、宏指令運(yùn)算指令：+，-，*，/,SIN,COS,ASIN,ACOS,TAN ATAN, SQRT,ABS,ROUND,LN,EXP;OR,XOR,AND控制語(yǔ)句（1）無(wú)條件轉(zhuǎn)移語(yǔ)句：GOTO n or #i（2）條件轉(zhuǎn)移語(yǔ)句：IF.GOTO n or #in為程序段號(hào)，可取199999.如GOTO 3GOTO #3格式：IF條件式 GOTO n條件式中運(yùn)算符含義：EQ(=);NE();GT();GE();LT();LE().如：IF#2GT6 GOTO 80(3） 循環(huán)語(yǔ)句：WHILE.DO n

3、or #i格式：WHILE條件式 DO m.;EDN m如：可以嵌套循環(huán)4三、宏程序調(diào)用可以直接在主程序中應(yīng)用，也可以為子程序的應(yīng)用形式。非模態(tài)調(diào)用指令（G65）格式：G65 P_L_ P_: P之后接四位數(shù)字表示程序號(hào)； L_:之后的數(shù)字表示循環(huán)次數(shù)（1-9999次）；默認(rèn)為1 :自變量賦值,由地址符及數(shù)字構(gòu)成.5例1：非模態(tài)調(diào)用（G65）主程序 ;G65 P9010L2A50B30;宏程序O9010;N10 #3=#1+#2;N80 M99;宏程序結(jié)束符程序說明：調(diào)用程序名為O9010的宏程序，循環(huán)2次；通過調(diào)用，將宏程序中的局部變量#1（主程序中A）賦值為50.0；局部變量#2（主程序中

4、B）賦值為30.0除I、J、K有順序要求外，其他無(wú)順序要求。6模態(tài)調(diào)用指令（G66）格式：G66 P_L_ ; G67;(取消用戶宏程序）在至G67指令取消之前，每執(zhí)行一段有移動(dòng)指令的代碼，就調(diào)用一次宏程序。在G66所在段及無(wú)移動(dòng)指令的程序行不執(zhí)行宏程序。例2：模態(tài)調(diào)用（G66）主程序O0033 ;N30 G66P9100L2A10B20;N40 G00X100.0;N50 Z120.0;N60 G01X150.0;N70 G67;N90 M30宏程序O9100;N40 G00 Z#1;N50 G01Z-#2F300;M99;主程序在執(zhí)行完N40、N50、N60后各執(zhí)行宏程序兩次。直至G67停

5、止調(diào)用宏程序。7 G指令（系統(tǒng)指令）調(diào)用宏程序格式：G 其中：G -調(diào)用宏程序的G代碼； -自變量；為了實(shí)現(xiàn)G代碼調(diào)用宏程序，需將宏程序名與系統(tǒng)參數(shù)號(hào)對(duì)應(yīng)進(jìn)行設(shè)置8例3：G指令調(diào)用宏程序主程序O4444 ;G81X10.0Z-10.0;M30宏程序O9100;#24=#26+1;M99;將宏程序名設(shè)為 O9010在與“O9010”對(duì)應(yīng)的參數(shù)號(hào)（6050）上設(shè)定值為“81”此處，G81后的“X10.0 Z-10.0”分別指將宏程序中的局部變量#24，#26賦值為10.0，-10.0而并非軸進(jìn)給地址字。9四、宏程序應(yīng)用實(shí)例例1 用G66調(diào)用宏指令編制如圖所示車槽加工程序。10主程序O0003N10

6、 T0202;N20 M03 S600;N30 G66 P9110 U12.0F0.1; 模態(tài)調(diào)用宏程序，將槽深、切削速度送入O9110中N40 G00X62.Z80.; 快速定位到槽1后，調(diào)用宏程序O9110車槽1N50 G00Z50.; 快速定位到槽2后，調(diào)用宏程序O9110車槽2N60 G00Z30.; 快速定位到槽3后，調(diào)用宏程序O9110車槽3N70 G67; 取消宏程序調(diào)用N80 G00X100.Z200.;N90 M30宏程序O9110;N10 G01X#21F#9;N20 G04 P500;N30 G01X62.;N40 M99;11例2 在半徑為35的圓周上分布12個(gè)等間隔的

7、孔，用宏程序編程。宏指令：G54;M03 S50 T01;G00 X Y Z;G65 P9207 R35 A30 H12 X0 Y0;G00 X Y Z;M30;O9027;#32=1 ; （孔計(jì)數(shù)用，設(shè)定初始值為1）WHILE #32LE #11 D1 ;（當(dāng)孔計(jì)數(shù)值小于或等于孔數(shù)12時(shí)，執(zhí)行D1和END1之間的程序）#33=#1+360*#32-1/#11 ; （第I個(gè)孔與X軸的夾角）#101=#24+#18*COS#33;#102=#25+#18SIN#33;G00 X#101 Y#102 ;G81 G98 Z-20 R10 F50 ;#32=#32+1 ;END 1 ;M99 ;12橢

8、圓加工13例3設(shè)計(jì)一宏程序，可車削加工任意位置、任意長(zhǎng)、短半軸的橢圓凸輪廓。14提示：各變量參數(shù)設(shè)計(jì)如圖所示，通過改變#1、#2、#3、#4、及#6號(hào)變量即可#1：長(zhǎng)軸長(zhǎng)度#2：短軸長(zhǎng)度#3：Z向橢加工起點(diǎn)距離中心的距離，初始值為#3=35，每次移動(dòng)步距0.2， 表達(dá)式為：#3=#3-0.2。同時(shí)用IF#3GE#4GOTO5;判斷是否到達(dá)終點(diǎn)；#4：Z向橢圓加工終點(diǎn)至橢圓中心距離，#4=-10。 終點(diǎn)在橢圓中心左邊為負(fù)值，在右邊為正值；#5：X坐標(biāo)變值，表達(dá)式為： #5=2*#2/#1*SQRT#1*#1- #3*#3；#6：Z向工件原點(diǎn)到橢圓中心到距離15O1005;T0101;G00 X5

9、4. Z5. M03 S1200;#1=50.; （長(zhǎng)半軸）#2=23.; （短半軸）#3=35.;（橢圓車削起始點(diǎn)至橢圓中心點(diǎn)的長(zhǎng)度）#4=-10.;（橢圓加工終點(diǎn)至橢圓中心的長(zhǎng)度）#6=55.; （橢圓中心到工件原點(diǎn)長(zhǎng)度）G01 G42 X28. Z2.; （外圓起點(diǎn)） Z-20.; （加工外圓臺(tái)階）N5 #5=2*#2/#1*SQRT#1*#1- #3*#3; （計(jì)算X坐標(biāo)值）G01 X#5 Z（#3-#6）;（擬合橢圓，Z值為距工件原點(diǎn)的坐標(biāo)值）#3=#3-0.2; （Z向重新賦值，移動(dòng)步距0.2）IF#3 GE #4GOTO5; （判斷是否到達(dá)橢圓終點(diǎn)）G01 X60.; （退刀）G

10、00 G40 Z20.;M30;16主程序O1005;T0101;G00 X54. Z5. M03 S1200;G01 G42 X28. Z2.; （ 外圓起點(diǎn)） Z-20.; （加工外圓臺(tái)階）G65 P9110 A50 B23 C35 I-10 K55;G01 X60.; （退刀）G00 G40 Z20.;M30;宏程序O9110;N10 #5=2*#2/#1*SQRT#1*#1- #3*#3; （計(jì)算X坐標(biāo)值）N20 G01 X#5 Z（#3-#6）; （擬合橢圓，Z值為距工件原點(diǎn)的坐標(biāo)值）N30 #3=#3-0.2; （Z向重新賦值，移動(dòng)步距0.2）N40 IF#3 GE #4GOTO5

11、; （判斷是否到達(dá)橢圓終點(diǎn)）N50 M99;17例4 橢圓半球體的加工。系統(tǒng)：FANUC-0i MA機(jī)床：南通機(jī)床廠XH713A立式加工中心XYZO18宏程序運(yùn)行設(shè)計(jì)思路毛坯為四方塊，分粗加工（橢圓柱）和精加工（橢圓半球體）粗加工以橢圓輪廓自上而下分層加工，刀具為平底立銑刀；精加工時(shí)，加工路線，以自下而上090度間等角度分層。每層以圓弧切入切出，根據(jù)當(dāng)前層的長(zhǎng)短半軸以橢圓輪廓水平環(huán)繞加工，直至橢圓球頂完成橢圓球面加工。工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)在橢圓球體的中心，以球頭刀的球心軌跡編程（不用刀具半徑補(bǔ)償），球頭銑刀加工，對(duì)刀點(diǎn)為球刀底平面（非球心）。1920 （1）初始變量的設(shè)置： #1：橢圓球面在X方向

12、上的半軸長(zhǎng)度a #2：橢圓球面在Y方向上的半軸長(zhǎng)度b #3：橢圓球面在Z方向上的半軸長(zhǎng)度c #4：刀具半徑（球頭銑刀） #17：環(huán)繞橢圓一周時(shí)的角度遞增量 #18：自下而上分層時(shí)角度遞增量 （2）精加工宏程序中變量及表達(dá)式#11=#1+#4; 刀具中心在橢圓球面X方向上的最大半軸長(zhǎng)度a#12=#2+#4; 刀具中心在橢圓球面Y方向上的最大半軸長(zhǎng)度b#13=#3+#4; 刀具中心在橢圓球面Z方向上的最大半軸長(zhǎng)度c#6=0; 自下而上分層時(shí)角度自變量，賦初始值為0（起點(diǎn)與X水平軸重合，終點(diǎn)為90度）#9=#11*COS#6;根據(jù)橢圓參數(shù)方程,計(jì)算任意層時(shí)（隨#6的角度變化）刀具中心在X方向上的 半

13、軸長(zhǎng)度#7=#13*SIN#6;任意層時(shí)刀具中心在Z方向上的半軸長(zhǎng)度#8=1-#7*#7/#13*#13; 8的表達(dá)式是為了簡(jiǎn)化計(jì)算Y向半軸10而設(shè)#10=SQRT#8*#12*#12; 任意層時(shí)刀具中心在Y方向上的半軸長(zhǎng)度#5=0;圓周初始角賦值#15=#9*COS#5;根據(jù)橢圓方程序計(jì)算X坐標(biāo)值#16=-#10*SIN#5;計(jì)算Y坐標(biāo)值21O2003;橢圓柱粗加工程序G28; （回原點(diǎn)）T02M06;（直徑24mm)G54;G90G00X48.Y50.M03S800;工件外圍的加工起點(diǎn)G43 Z50.H02;G01Z15.F200;#1=40.;長(zhǎng)半軸（X）#2=30.;短半軸（Y）#3=

14、15.;工件上平面坐標(biāo)N50 G00Z#3-5.;每層下刀5mmG01G41X#1Y0D02;建立半徑補(bǔ)償至X半軸頂點(diǎn)#103=360.;角度變量賦初值N100 #104=#1*COS#103;X坐標(biāo)值變量#105=#2*SIN#103; Y坐標(biāo)值變量G01X#104 Y#105;橢圓加工#103=#103-1.;角度每次增量為1度IF#103GE0GOTO100;角度大于或等于0，返回N100段執(zhí)行循環(huán)G00Z20.;G40X48.Y50.;回到加工起點(diǎn)#3=#3-5.;每層平面坐標(biāo)值減5mmIF#3GE-8.GOTO50;G00Z50.;M05;M30;22半橢球體精加工宏程序O1032;

15、 #1=40.;橢圓球面在X方向上的半軸長(zhǎng)度a為40#2=30.; 橢圓球面在Y方向上的半軸長(zhǎng)度b為30#3=15.; 橢圓球面在Z方向上的半軸長(zhǎng)度c為15#4=4.;刀具半徑（球頭銑刀）為4#17=2.;環(huán)繞橢圓一周時(shí)的角度遞增量為2#18=1.5.;自下而上分層時(shí)角度遞增量為1.5（能整除）M03S1500;N05 G00X0Y0Z#3+15.;快速移到橢圓球面中心上方#11=#1+#4;刀具中心在橢圓球面X方向上的最大半軸長(zhǎng)度a#12=#2+#4; 刀具中心在橢圓球面Y方向上的最大半軸長(zhǎng)度b#13=#3+#4; 刀具中心在橢圓球面Z方向上的最大半軸長(zhǎng)度c#6=0; 自下而上分層時(shí)角度自變

16、量，賦初始值為0（起點(diǎn)與X軸重合， 終點(diǎn)為90度）WHILE#6LT90DO1;當(dāng)#6小于90，即還沒到Z向橢圓頂時(shí)，循環(huán)1繼續(xù)#9=#11*COS#6;根據(jù)橢圓參數(shù)方程,計(jì)算任意層時(shí)（隨#6的角度變化）刀具中心 在X方向上的半軸長(zhǎng)度#7=#13*SIN#6;任意層時(shí)（刀具中心在Z方向上的半軸長(zhǎng)度)#8=1-#7*#7/#13*#13;8的表達(dá)式是為了簡(jiǎn)化計(jì)算Y向半軸10而設(shè)23#10=SQRT#8*#12*#12; 任意層時(shí)刀具中心在Y方向上的半軸長(zhǎng)度N10 G00X#9+#4Y#4; XY軸移到切入起點(diǎn)坐標(biāo)（讓出刀具半徑距離)N20 Z#7-#4;Z軸移到層的加工平面N30 G03 X#9

17、 Y0 R#4 F300;圓弧切入#5=0;圓周初始角賦值WHILE#5LE360.DO2;當(dāng)5小于或等于360度，循環(huán)2繼續(xù)，完成一周的銑削#15=#9*COS#5;根據(jù)橢圓方程序計(jì)算X坐標(biāo)值#16=-#10*SIN#5;計(jì)算Y坐標(biāo)值N40 G01X#15Y#16F2000;直線擬合插補(bǔ)段#5=#5+#17;圓周角度遞增量賦值END2;橢圓每層圓周加工循環(huán)結(jié)束N50 G03X#9+#4Y-#4R#4;圓弧切出N60 G00Z#7-#4+1.;Z軸提刀N70 Y#4;Y軸從切出點(diǎn)移到切入起點(diǎn)#6=#6+#18;分層角度遞增量賦值END1;循環(huán)1結(jié)束N80 G00Z#3+30.;提刀至安全高度M

18、05;主軸停M30;程序結(jié)束24例5使用平底銑刀，以螺旋銑削方式在實(shí)體上加工圓孔內(nèi)型腔。工件原點(diǎn)為圓孔中心上平面，絕對(duì)值編程。循環(huán)加工路線為： 根據(jù)圓孔直徑、刀具直徑及步距所計(jì)算的螺旋加工次數(shù)確定每次螺旋下刀坐標(biāo)，每次從1處以開始螺旋銑削一周，每一周螺旋下刀進(jìn)給一個(gè)深度，到達(dá)預(yù)定孔深度后，刀具向中心移動(dòng)1mm后快提刀，再移到2處開始螺旋銑削，依次類推，直到完成精加工。25O5018;螺旋銑圓孔宏程序G54;G00X0Y0Z10.;M03S800;#1=100; 圓孔直徑#2=15; 圓孔深度#3=16; 刀具直徑#4=0; Z向下刀起始點(diǎn)坐標(biāo)#17=2; 每次螺旋Z向切深，即層間距#5=0.8

19、*#3; 以刀具直徑計(jì)算步距（12.8）#6=#1-#3;精加工時(shí)刀具中心回轉(zhuǎn)直徑（最大直徑84）#7=FIX#6/#5; 在XY平面內(nèi)螺旋次數(shù)，刀中心最大回轉(zhuǎn)直徑#6除以步距#5，并上取 整數(shù)（84/12.86.5625，取整為7）#8=FIX#7/2;換成以半徑計(jì)算坐標(biāo)時(shí)的加工次數(shù)取上整數(shù)為4次WHILE#8GE0DO1; 判斷加工次數(shù)是否#80，即還沒完成粗加工，則循環(huán)1繼續(xù) ，（在循環(huán)最后要對(duì)#8進(jìn)行遞減，#8#8-1）#10=#6/2-#8*#5;XY平面內(nèi)每次螺旋加工時(shí)在X向的起點(diǎn)坐標(biāo)值（絕對(duì)值，此例中分別是X3.6，X16.4，X29.2，X42，）26G00X#10; 快速移到

20、每次螺旋加X坐標(biāo)起點(diǎn)Z1.; 快速定位到工件上平面1mm 處G01Z0.F#9*0.2; 工進(jìn)速度接近加工平面#4=0; Z向加工坐標(biāo)初始值。一定要放在循環(huán)語(yǔ)句之前WHILE#4LT#2DO2;判斷Z向坐值變量#4是否小于孔深#2的值，如還沒到孔底則循環(huán)2繼續(xù)#4=#4+#17; 依次遞增Z向切深#17的值，重新對(duì)Z向坐標(biāo)賦值。G03I-#10Z-#4F#9; 螺旋銑削程序段，G03逆時(shí)針螺旋加工至下一層END2; 循環(huán)2結(jié)束，當(dāng)螺旋加工到孔底時(shí)，繼續(xù)執(zhí)行該段后的程序G03I-#10; 到達(dá)圓孔深度逆時(shí)針整圓銑削，平整加工孔底G01X#10-1.; 沿X向圓孔中心移動(dòng)1mmG00Z30.; 快

21、速提刀#8=#8-1.;XY平面內(nèi)螺旋加工次數(shù)依次減至0END1; 循環(huán)1結(jié)束，加工次數(shù)依次減至0則加工完成M30;27例6 正多邊形周邊斜面加工設(shè)計(jì)思路： 設(shè)計(jì)正多邊形外輪廓斜面、倒角或錐臺(tái)的加工宏程序。以平底立銑刀實(shí)現(xiàn)邊數(shù)為n邊的外輪廓周邊斜面自下而上環(huán)繞分層加工能通過控制多邊形中心與其中一頂點(diǎn)的連線與水平方向的夾角，加工出不同擺放位置的正多邊形。為編程方便，將編程起始點(diǎn)，即多邊形的一個(gè)頂點(diǎn)A放在X水平軸上，要加工出所要求的擺放位置，用G68指令進(jìn)行坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為OA與OA的夾角）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)正多邊形的各邊長(zhǎng)總是相等，邊長(zhǎng)之間的夾角也相同的規(guī)律，用極坐標(biāo)編程方式，循環(huán)完成每一邊的加工。

22、28 以五邊形為例，如圖所示，工件坐標(biāo)系設(shè)在多邊形中心的上平面，以刀具中心點(diǎn)編程，編程起始點(diǎn)為X軸上的A點(diǎn)，用G68指令進(jìn)行坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)。以順銑方式（順時(shí)針方向）由下而上分層加工。（1）初始變量的設(shè)置#1正多邊形的邊數(shù) #2多邊形外接圓的直徑#3周邊斜面的高度尺寸值 #4刀具半徑（平底立銑刀）#5 Z向加工起始點(diǎn)坐標(biāo)，為自變量，初始值Z0#7斜面與垂直面的夾角 #15分層加工的層間距#23OA與水平X軸的正向夾角29（2）宏程序中變量及表達(dá)式每層正多邊形的加工：加工每層多邊形采用極坐標(biāo)編程，首先要計(jì)算加工每條邊的極角和極半徑，#10、#11、#12變量的含義與計(jì)算表達(dá)式：（1）#10，夾角。在多

23、邊形中心與某邊中點(diǎn)做一連線OC，OC與OD之間的夾角設(shè)為變量#10，賦值表達(dá)式為：#10=360/（2*#1）;（180度除以邊數(shù)）（2）以刀具中心點(diǎn)編程，要計(jì)算出極半徑OA，需確定AOB 中OB的邊長(zhǎng)，計(jì)算OB邊長(zhǎng)首先要確定OC邊長(zhǎng)：在OCD中，已知（#10），邊長(zhǎng)OD（外接圓半徑，#2/2），根據(jù)余弦COS等于鄰邊比斜邊，即COSOC/OD，那么：OCOD*COS#2/2* COS#10#11，OB邊長(zhǎng)。在AOB中，OBOCBC（刀具半徑r為#4），設(shè)OB邊長(zhǎng)為變量#11，賦值表達(dá)式為：#11=#2/2*COS#10+#4;#12，極半徑OA邊長(zhǎng)。那么在AOB中，已知OB和，余弦COS等于

24、鄰邊比斜邊的定義，即COSOB/OA，那么：OAOB/COS，設(shè)OA變量#12，賦值表達(dá)式為：#12=#11/COS#10;30（3）周邊斜面的加工關(guān)鍵點(diǎn)是每層的正多邊形外接圓隨著高度的上升而縮小，即每層的極半徑OA在變化，極角不變。如圖所示，計(jì)算每層多邊形的極半徑OA的表達(dá)式如下：#18，OB邊長(zhǎng)。首先確定OB邊長(zhǎng)，OB邊長(zhǎng)等于OB（#11）減去圖中的BC邊長(zhǎng)，在ABC中，已知(#7）和AC(#5）邊長(zhǎng)，根據(jù)正切函數(shù)TAN等于對(duì)邊比鄰邊定義，即BCAC*TAN,那么OB邊長(zhǎng)賦值表達(dá)式為： #18=#11-#5*TAN#7;#19，每層多邊形的極半徑OA的賦值表達(dá)式為：#19=#18/COS#10;31（4）轉(zhuǎn)移循環(huán)設(shè)計(jì)每層以極角變化次數(shù)循環(huán)加工邊數(shù)#17=1;極角變化次數(shù)，初始值為1WHILE#17LE#1DO2;極角變化次數(shù)?。ǖ龋┯谶厰?shù)，循環(huán)2繼續(xù)G01X#19 Y0-#17*#10*2;極坐標(biāo)，每加工一邊極角依次遞減2#17=#17+1;極角變化次數(shù)遞增到邊數(shù)即結(jié)束循環(huán)END2;深度分層加工循環(huán)次數(shù)WHILE#5LE#3DO1;加工高度循環(huán)判斷