第6章FANUC系統(tǒng)數(shù)控銑床編程與加工課件

第6章數(shù)控高級編程的應(yīng)用6.1FANUC系統(tǒng)的子程序應(yīng)用6.1.1子程序的定義機床的加工程序可以分為主程序和子程序兩種。所謂主程序是一個完整的零件加工程序，或是零件加工程序的主體部分，它和被加工零件或加工要求一一對應(yīng)，不同的零件或不同的加工要求，都只有唯一的主程序。在編制加工程序中，有時會遇到一組程序段在一個程序中多次出現(xiàn)，或者在幾個程序中都要使用它。這個典型的加工程序可以做成固定程序，并單獨加以命名，這組程序段就稱為子程序。子程序通常不可以作為獨立的加工程序使用，它只能通過調(diào)用，實現(xiàn)加工中的局部動作。子程序執(zhí)行結(jié)束后，能自動返回到調(diào)用的程序中。第6章數(shù)控高級編程的應(yīng)用6.1FANUC系統(tǒng)的子程序16.1.2子程序的格式在大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)中，子程序和主程序并無本質(zhì)區(qū)別，它們在程序號及程序內(nèi)容方面基本相同。一般主程序中使用G90指令，而子程序使用G91指令，避免刀具在同一位置加工。但子程序和主程序結(jié)束標(biāo)記不同，主程序用M02或M30表示主程序結(jié)束，而子程序則用M99表示子程序結(jié)束，并實現(xiàn)自動返回主程序功能。子程序格式如下所示：編程舉例如下：

子程序執(zhí)行完以后，執(zhí)行主程序順序號為18的程序段。對于子程序結(jié)束指令M99，不一定要單獨書寫一行。6.1.2子程序的格式在大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)中26.1.3子程序的調(diào)用在FANUC系統(tǒng)中，子程序的調(diào)用可通過輔助功能代碼M98指令進行，且在調(diào)用格式中將子程序的程序號地址改為P，其常用的子程序調(diào)用格式有兩種。1、子程序調(diào)用格式一M98P××××L××××；例1M98P100L5；例2M98P100；其中地址P后面的四位數(shù)字為子程序號，地址L的數(shù)字表示重復(fù)調(diào)用的次數(shù)，子程序號及調(diào)用次數(shù)前的0可省略不寫。如果只調(diào)用子程序一次，則地址L及其后的數(shù)字可省略。例如：例1表示調(diào)用子程序“O100”共5次，而例2表示調(diào)用子程序一次。2、子程序調(diào)用格式二M98P××××××××；例3M98P50010；例4M98P510；地址P后面的八位數(shù)字中，前四位表示調(diào)用次數(shù)，后四位表示子程序號，采用這種調(diào)用格式時，調(diào)用次數(shù)前的0可以省略不寫，但子程序號前的0不可省略。6.1.3子程序的調(diào)用在FANUC系統(tǒng)中36.1.4子程序的嵌套為了進一步簡化程序，可以讓子程序調(diào)用另一個子程序，這一功能稱為子程序的嵌套。

當(dāng)主程序調(diào)用子程序時，該子程序被認(rèn)為是一級子程序。系統(tǒng)不同，其子程序的嵌套級數(shù)也不相同，F(xiàn)ANU系統(tǒng)可實現(xiàn)子程序4級嵌套（圖6-1）。

圖6-1子程序的嵌套6.1.4子程序的嵌套為了進一步簡化程序46.1.5子程序調(diào)用的特殊用法1、子程序返回到主程序某一程序段，如果在子程序的返回程序段中加上Pn，則子程序在返回主程序時將返回到主程序中順序號為“N”的那個程序段。其程序格式如下：M99Pn；M99P100；（返回到N100程序段）2、自動返回到程序頭如果在主程序中執(zhí)行M99，則程序?qū)⒎祷氐街鞒绦虻拈_頭并繼續(xù)執(zhí)行程序。也可以在主程序中插入“M99Pn；”用于返回到指定的程序段。為了能夠執(zhí)行后面的程序，通常在該指令前加“/”，以便在不需要返回執(zhí)行時，跳過該程序段。3、強制改變子程序重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)用“M99L××；”指令可強制改變子程序重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)，其中L××表示子程序調(diào)用的次數(shù)。例如，如果主程序用“M98P××L99；”調(diào)用，而子程序采用“M99L2；”返回，則子程序重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)為2次。6.1.5子程序調(diào)用的特殊用法1、子程序56.1.6子程序的應(yīng)用1、實現(xiàn)零件的分層切削當(dāng)零件在某個方向上的總切削深度比較大時，可通過調(diào)用該子程序采用分層切削的方式來編寫該輪廓的加工程序。例1立式加工中心上加工如圖6-2a所示凸臺外形輪廓，Z向采用分層切削的方式進行，每次Z向背吃刀量為5.0mm,試編寫其數(shù)控銑加工程序。

a）實例平面圖b）子程序軌跡圖6.1.6子程序的應(yīng)用1、實現(xiàn)零件的分層切削62、同平面內(nèi)多個相同輪廓形狀工件的加工在數(shù)控編程時，只編寫其中一個輪廓形狀加工程序，然后用主程序來進行調(diào)用。例2加工如圖6-3外形輪廓的零件，三角形凸臺高為5mm,試編寫該外形輪廓的數(shù)控銑精加工程序。a）實例平面圖b）子程序軌跡圖2、同平面內(nèi)多個相同輪廓形狀工件的加工在數(shù)73、實現(xiàn)程序的優(yōu)化數(shù)控銑床/加工中心的程序往往包含有許多獨立的工序，編程時，把每一個獨立的工序編成一個子程序，主程序只有換刀和調(diào)用子程序的命令，從而實現(xiàn)優(yōu)化程序的目的。4、綜合舉例加工如圖6-4所示輪廓，以知刀具起始位置為（0，0，100），切深為10mm，試編制程序。3、實現(xiàn)程序的優(yōu)化8例加工圖2-1所示工件，取零件中心為編程零點，選用φ12鍵槽銑刀加工。子程序用中心軌跡編程。本例與上例不同點在于，它是一個階梯孔，只要銑孔類的刀具選取好就行，其它與上例一致，采用增量方式完成相同輪廓的重復(fù)加工。例加工圖2-1所示工件，取零件中心為編程96.2FANUC系統(tǒng)的坐標(biāo)變換指令應(yīng)用

6.2.1極坐標(biāo)編程1、極坐標(biāo)指令G16；極坐標(biāo)系生效指令。G15；極坐標(biāo)系取消指令。2、指令說明當(dāng)使用極坐標(biāo)指令后，坐標(biāo)值以極坐標(biāo)方式指定，即以極坐標(biāo)半徑和極坐標(biāo)角度來確定點的位置。極坐標(biāo)半徑當(dāng)使用G17、G18、G19選擇好加工平面后，用所選平面的第一軸地址來指定，該值為用正值表示。極坐標(biāo)角度用所選平面的第二坐標(biāo)地址來指定極坐標(biāo)角度，極坐標(biāo)的零度方向為第一坐標(biāo)軸的正方向，逆時針方向為角度方向的正向。6.2FANUC系統(tǒng)的坐標(biāo)變換指令應(yīng)用6.2.1極10例如圖6-5所示A點與B點的坐標(biāo)，采用極坐標(biāo)方式可描述如下：A點X40.0Y0；（極坐標(biāo)半徑為50，極坐標(biāo)角度為0°）B點X40.0Y60.0；（極坐標(biāo)半徑為50，極坐標(biāo)角度為60°）刀具從A點到B點采用極坐標(biāo)系編程如下：……G00X50.0Y0；（直角坐標(biāo)系）G90G17G16；(選擇XY平面，極坐標(biāo)生效)G01X40.0Y60.0；(終點極坐標(biāo)半徑為40，終點極坐標(biāo)角度為60°)G15；（取消極坐標(biāo)）……例如圖6-5所示A點與B點的坐標(biāo)，采用極坐標(biāo)方式可113、極坐標(biāo)系原點極坐標(biāo)原點指定方式有兩種，一種是以工件坐標(biāo)系的零點作為極坐標(biāo)原點；另一種是以刀具當(dāng)前的位置作為極坐標(biāo)系原點。（1）以工件坐標(biāo)系作為極坐標(biāo)系原點當(dāng)以工件坐標(biāo)系零點作為極坐標(biāo)系原點時，用絕對值編程方式來指定，如程序段“G90G17G16；”。極坐標(biāo)半徑值是指程序段終點坐標(biāo)到工件坐標(biāo)系原點的距離，極坐標(biāo)角度是指程序段終點坐標(biāo)與工件坐標(biāo)系原點的連線與X軸的夾角，如圖6-5所示。（2）以刀具當(dāng)前點作為極坐標(biāo)系原點當(dāng)以刀具當(dāng)前位置作為極坐標(biāo)系原點時，用增量值編程方式來指定，如程序段“G91G17G16；”。極坐標(biāo)半徑值是指程序段終點坐標(biāo)到刀具當(dāng)前位置的距離，角度值是指前一坐標(biāo)原點與當(dāng)前極坐標(biāo)系原點的連線與當(dāng)前軌跡的夾角。

3、極坐標(biāo)系原點12例如圖6-6所示，當(dāng)?shù)毒叩段稽c位于A點，并以刀具當(dāng)前點作為極坐標(biāo)系原點時，極坐標(biāo)系之前的坐標(biāo)系為工件坐標(biāo)系，原點為O點。這時，極坐標(biāo)半徑為當(dāng)前工件坐標(biāo)系原點到軌跡終點的距離（圖中AB線段的長度）；極坐標(biāo)角度為前一坐標(biāo)原點與當(dāng)前極坐標(biāo)系原點的連線與當(dāng)前軌跡的夾角（圖中線段OA與線段AB的夾角）。圖中BC段編程時，B點為當(dāng)前極坐標(biāo)系原點，角度與半徑的確定與AB段類似。

圖6-5以工件坐標(biāo)系原點作用極坐標(biāo)系原點圖6-6以刀具當(dāng)前點作為極坐標(biāo)系原點

例如圖6-6所示，當(dāng)?shù)毒叩段稽c位于A點，13采用極坐標(biāo)系編程，可以大大減少編程時的計算工作量。因此，在數(shù)控銑床/加工中心的編程中得到廣泛應(yīng)用。通常情況下，圖紙尺寸以半徑與角度形式標(biāo)示的零件（如正多邊形外形銑，圖6-6）以及圓周分布的孔類零件（如法蘭類零件，圖6-7），采用極坐標(biāo)編程較為合適。圖6-6極坐標(biāo)加工正多邊形外形圖6-7極坐標(biāo)加工孔采用極坐標(biāo)系編程，可以大大減少編程時的計算工作量。因此，146.2.2局部坐標(biāo)系編程在數(shù)控編程中，為了方便編程，有時要給程序選擇一個新的參考，通常是將工件坐標(biāo)系偏移一個距離。在FANUC系統(tǒng)中，通過指令G52來實現(xiàn)。

1、指令格式

G52X

Y

Z

；

G52X0Y0Z0；2、指令說明G52設(shè)定局部坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系的參考基準(zhǔn)是當(dāng)前設(shè)定的有效工件坐標(biāo)系原點，即使用G54～G59設(shè)定的工件坐標(biāo)系。X

Y

Z

是指局部坐標(biāo)系的原點在原工作坐標(biāo)系中的位置，該值用絕對坐標(biāo)值加以指定。G52X0Y0Z0表示取消局部坐標(biāo)，其實質(zhì)是將局部坐標(biāo)系仍設(shè)定在原工件坐標(biāo)系原點處。

6.2.2局部坐標(biāo)系編程在數(shù)控編程中，為151、指令格式（1）格式一

G51I

J

K

P

；

例G51I0J10.0P2000；

在G51后，運動指令的坐標(biāo)值以（X，Y，Z）為縮放中心，按P

規(guī)定的縮放比例進行計算，如圖1-7所示。在有刀具補償?shù)那闆r下，先進行縮放，然后才進行刀具半徑補償、刀具長度補償。I

J

K

該參數(shù)的作用有兩個：第一，選擇要進行比例縮放的軸，其中I表示X軸，J表示Y軸，以上例子表示在X、Y軸上進行比例縮放，而在Z軸上不進行比例縮放；第二，指定比例縮放的中心，“I0J10.0”表示縮放中心在坐標(biāo)（0，10.0）處，如果省略了I、J、K，則G51指定刀具的當(dāng)前位置作為縮放中心。P為進行縮放的比例系數(shù),不能用小數(shù)點來指定該值，“P2000”表示縮放比例為2倍。6.2.3比例縮放1、指令格式6.2.3比例縮放16

（2）格式二

G51X

Y

Z

P

；

例

G51X10.0Y20.0P1500；X

Y

Z

該參數(shù)與格式一中的I、J、K參數(shù)作用相同，不過是由于系統(tǒng)不同，書寫格式不同罷了。

（3）格式三

G51X

Y

Z

I

J

K

；

例G51X10.0Y20.0Z0I1.5J2.0K1.0；

X

Y

Z

用于指定比例縮放的中心；

I

J

K

用于指定不同坐標(biāo)方向上的縮放比例，該值用帶小數(shù)點的數(shù)值指定。I、J、K可以指定不相等的參數(shù)，表示該指令允許沿不同的坐標(biāo)方向進行不等比例縮放。上例表示在以坐標(biāo)點（0，0，0）為中心進行比例縮放，在X軸方向的縮放倍數(shù)為1.5倍，在Y軸方向上的縮放倍數(shù)為2倍，在Z軸方向則保持原比例不變。取消縮放格式：G50；（2）格式二176.2.4可編程鏡像使用編程的鏡像指令可實現(xiàn)沿某一坐標(biāo)軸或某一坐標(biāo)點的對稱加工。在一些老的數(shù)控系統(tǒng)中通常采用M指令來實現(xiàn)鏡像加工，在FANUC0i及更新版本的數(shù)控系統(tǒng)中則采用G51或G51.1來實現(xiàn)鏡像加工。1．指令格式（1）格式一G17G51.1X

Y

；G50.1；X

Y

用于指定對稱軸或?qū)ΨQ點。當(dāng)G51.1指令后僅有一個坐標(biāo)字時，該鏡像是以某一坐標(biāo)軸為鏡像軸。如下例所示：例G51.1X10.0；上例表示沿某一軸線進行鏡像，該軸線與Y軸相平行且與X軸在X=10.0處相交。當(dāng)G51.1指令中同時有X和Y坐標(biāo)字時，表示該鏡像是以某一點作為對稱點進行鏡像。例如以點（10，10）作為對稱點的鏡像指令如下：例G51.1X10.0Y10.0；G50.1表示取消鏡像6.2.4可編程鏡像使用編程的鏡像指令可18（2）格式二G17G51X

Y

I

J

；G50；使用這種格式時，指令中的I、J值一定是負(fù)值，如果其值為正值，則該指令變成了縮放指令。另外，如果I、J值雖是負(fù)值但不等于－1，則執(zhí)行該指令時，既進行鏡像又進行縮放。如下指令所示：例1G17G51X10.0Y10.0I－1.0J－1.0；執(zhí)行該指令時，程序以坐標(biāo)點（10.0，10.0）進行鏡像，不進行縮放。例2G17G51X10.0Y10.0I－2.0J－1.5；執(zhí)行該指令時，程序在以坐標(biāo)點（10.0，10.0）進行鏡像的同時，還要進行比例縮放，其中軸X方向的縮放比例為2.0，而Y軸方向的縮放比例為1.5。同樣，“G50；”表示取消鏡像。（2）格式二196.2.5坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)對于某些圍繞中心旋轉(zhuǎn)得到的特殊的輪廓加工，如果根據(jù)旋轉(zhuǎn)后的實際加工軌跡進行編程，就可能使坐標(biāo)計算的工作量大大增加，而通過圖形旋轉(zhuǎn)功能，可以大大簡化編程的工作量。1、指令格式G17G68X

Y

R

；G69；G68坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)生效指令；G69坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)取消指令；X

Y

用于指定坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)的中心；R用于指定坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)的角度，該角度一般取0～360°的正值。旋轉(zhuǎn)角度的零度方向為第一坐標(biāo)軸的正方向，逆時針方向為角度方向的正方向。不足1°的角度以小數(shù)點表示，如10°54ˊ用10.9°表示。例G68X30.0Y50.0R45.0；該指令表示坐標(biāo)系以坐標(biāo)點（30，50）作為旋轉(zhuǎn)中心，逆時針旋轉(zhuǎn)45°。6.2.5坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)206.3FANUC系統(tǒng)的宏程序編程應(yīng)用6.3.1非圓曲線與三維型面的擬合加工方法

1、非圓曲線輪廓的擬合計算方法（1）等間距法在一個坐標(biāo)軸方向，將擬合輪廓的總增量（如果在極坐標(biāo)系中，則指轉(zhuǎn)角或徑向坐標(biāo)的總增量）進行等分后，對其設(shè)定節(jié)點所進行的坐標(biāo)值計算方法，稱為等間距法，如圖6－23所示。采用這種方法進行手工編程時，容易控制其非圓曲線或立體型面的節(jié)點。因此，宏程序編程普遍采用這種方法。（2）等插補段法當(dāng)設(shè)定其相鄰兩節(jié)點間的弦長相等時，對該輪廓曲線所進行節(jié)點坐標(biāo)值計算方法稱為等插補段法。（3）三點定圓法這是一種用圓弧擬合非圓曲線時常用的計算方法，其實質(zhì)是過已知曲線上的三點（亦包括圓心和半徑）作一圓。6.3FANUC系統(tǒng)的宏程序編程應(yīng)用6.3.1非圓曲線212、三維型面母線的擬合方法宏程序編程行切法加工三維型面（如球面、變斜角平面等）時，型面截面上的母線通常無法直接加工，而采用短直線（圖6－5）或圓弧線（圖6－3）來擬合。

圖6－24三維型面母線的擬合圖6－25擬合誤差2、三維型面母線的擬合方法圖6－24三維型面母226.3.2B類宏程序用戶宏程序分為A類、B類兩種。一般情況下，在一些較老的FANUC系統(tǒng)（如FANUC0MD）中采用A類宏程序，而在較為先進的系統(tǒng)（如FANUC0i）中則采用B類宏程序。1、B類宏程序的特點在FANUC0MD等老型號的系統(tǒng)面板上沒有“+”、“－”、“*”、“/”、“=”、“[]”等符號。故不能進行這些符號輸入，也不能用這些符號進行賦值及數(shù)學(xué)運算。所以，在這類系統(tǒng)中只能按A類宏程序進行編程。而在FANUC0i及其后（如FANUC18i等）的系統(tǒng)中，則可以輸入這些符號并運用這些符號進行賦值及數(shù)學(xué)運算,即按B類宏程序進行編程。2、B類宏程序的變量B類宏程序的變量與A類宏程序的變量基本相似，主要區(qū)別有以下幾個方面：（1）變量的表示B類宏程序除可采用A類宏程序的變量表示方法外，還可以用表達式進行表示，但其表達式必須全部寫入方括號“[]”中。6.3.2B類宏程序用戶宏程序分為A類、23例＃[＃1+＃2+10]當(dāng)＃1=10，＃2=100時，該變量表示＃120。（2）變量的引用引用變量也可以采用表達式，如下例所示：例G01X[＃100-30.0]Y-＃101F[＃101+#103]；當(dāng)＃100=100.0、＃101=50.0、＃103=80.0時。上例即表示為G01X70.0Y-50.0F130；3、變量的賦值變量的賦值方法有兩種，即直接賦值和引數(shù)賦值。（1）直接賦值變量可以在操作面板上用“MDI”方式直接賦值，也可在程序中以等式方式賦值，但等號左邊不能用表達式。B類宏程序的賦值為帶小數(shù)點的值。在實際編程中，大多采用在程序中以等式方式賦值的方法。例＃100=100.0；＃100=30.0+20.0；

例＃[＃1+＃2+10]24（2）引數(shù)賦值宏程序以子程序方式出現(xiàn)，所用的變量可在宏程序調(diào)用時賦值。例G65P1000X100.0Y30.0Z20.0F100.0；該處的X、Y、Z不代表坐標(biāo)字，F(xiàn)也不代表進給字，而是對應(yīng)于宏程序中的變量號，變量的具體數(shù)值由引數(shù)后的數(shù)值決定。引數(shù)宏程序體中的變量對應(yīng)關(guān)系有兩種，見表6－4及表6－5。這兩種方法可以混用，其中G、L、N、O、P不能作為引數(shù)代替變量賦值。

1）變量賦值方法Ⅰ例1G65P0030A50.0I40.0J100.0K0I20.0J10.0K40.0；經(jīng)賦值后＃1=50.0，＃4=40.0，＃5=100.0，＃6=0，＃7=20.0，＃8=10.0，＃9=40.0。2）變量賦值方法Ⅱ例2G65P0020A50.0X40.0F100.0經(jīng)賦值后＃1=50.0，＃24=40.0，＃9=100.0。3）變量賦值方法Ⅰ和Ⅱ混合使用例3G65P0030A50.0D40.0I100.0K0I20.0；經(jīng)賦值后，I20.0與D40.0同時分配給變量＃7，則后一個＃7有效，所以變量＃7=20.0，其余同上。（2）引數(shù)賦值宏程序以子程序方式出現(xiàn)，所25

變量賦值方法Ⅰ引數(shù)變量引數(shù)變量引數(shù)變量引數(shù)變量A＃1I3＃10I6＃19I9＃28B＃2J3＃11J6＃20J9＃29C＃3K3＃12K6＃21K9＃30I1＃4I4＃13I7＃22I10＃31J1＃5J4＃14J7＃23J10＃32K1＃6K4＃15K7＃24K10＃33I2＃7I5＃16I8＃25J2＃8J5＃17J8＃26K2＃9K5＃18K8＃27變量賦值方法Ⅰ引數(shù)變量引數(shù)變量引數(shù)變量引數(shù)變26

變量賦值方法Ⅱ引數(shù)變量引數(shù)變量引數(shù)變量引數(shù)變量A＃1H＃11R＃18X＃24B＃2I＃4S＃19Y＃25C＃3J＃5T＃20Z＃26D＃7K＃6U＃21E＃8M＃13V＃22F＃9Q＃17W＃23變量賦值方法Ⅱ引數(shù)變量引數(shù)變量引數(shù)變量引數(shù)274、運算指令B類宏程序的運算指令與A類宏程序的運算指令有很大的區(qū)別，它的運算相似于數(shù)學(xué)運算，仍用各種數(shù)學(xué)符號來表示，常用運算指令見表6–3。功能格式備注與示例定義、轉(zhuǎn)換＃i=#j＃100=＃1，＃100=30.0加法＃i=#j+#k＃100=＃1+＃2減法＃i=#j-#k＃100=100.0-＃2乘法＃i=#j*#k＃100=＃1*＃2除法＃i=#j/#k＃100=＃1/30正弦＃i=SIN[#j]＃100=SIN[＃1]反正弦＃i=ASIN[#j]#100=COS[36.3+＃2]余弦＃i=COS[#j]#100=ATAN[＃1]/[＃2]4、運算指令功能格式備注與示例定義、轉(zhuǎn)換28反余弦＃i=ACOS[#j]

正切＃i=TAN[#j]

反正切＃i=ATAN[#j]/[#k]

平方根＃i=SQRT[#j]＃100=SQRT[＃1*＃6-1000]絕對值＃i=ABS[#j]＃100=EXP[＃1]舍入＃i=ROUND[#j]

上取整＃i=FIX[#j]

下取整＃i=FUP[#j]

自然對數(shù)＃i=LN[#j]

指數(shù)函數(shù)＃i=EXP[#j]

或＃i=#jOR#k邏輯運算一位一位地按二進制執(zhí)行異或＃i=#jXOR#k與＃i=#jAND#kBCD轉(zhuǎn)BIN＃i=BIN[#j]用于與PMC的信號交換反余弦＃i=ACOS[#j]正切＃i=TAN[#j]反正29（1）函數(shù)SIN、COS等的角度單位是度，分和秒要換算成帶小數(shù)點的度。如90°30ˊ表示為90.5°，30°18ˊ表示為30.3°。（2）宏程序數(shù)學(xué)計算的次序依次為：函數(shù)運算（SIN、COS、ATAN等），乘和除運算（*、/、AND等），加和減運算（+、－、OR、XOR等）。例＃1=＃2+＃3*SIN[＃4]；運算次序為：1）函數(shù)SIN[＃4]；2）乘和除運算＃3*SIN[＃4]；3）加和減運算＃2+＃3*SIN[＃4]。（3）函數(shù)中的括號括號用于改變運算次序，函數(shù)中的括號允許嵌套使用，但最多只允許嵌套5層。例＃1=SIN[[[＃2+＃3]*4+＃5]/＃6]；（1）函數(shù)SIN、COS等的角度單位是度，分30（4）宏程序中的上、下取整運算CNC處理數(shù)值運算時，若操作產(chǎn)生的整數(shù)大于原數(shù)時為上取整，反之則為下取整。例設(shè)＃1=1.2，＃2=-1.2。執(zhí)行＃3=FUP[＃1]時，2.0賦給＃3；執(zhí)行＃3=FIX[＃1]時，1.0賦給＃3；執(zhí)行＃3=FUP[＃2]時，-2.0賦給＃3；執(zhí)行＃3=FIX[＃2]時，-1.0賦給＃3；5、控制指令控制指令起到控制程序流向的作用。（1）分支語句格式一GOTOn；

例GOTO200；該例為無條件轉(zhuǎn)移。當(dāng)執(zhí)行該程序段時，將無條件轉(zhuǎn)移到N200程序段執(zhí)行。（4）宏程序中的上、下取整運算CNC處理數(shù)值31格式二IF[條件表達式]GOTOn；

例IF[#1GT#100]GOTO200；該例為有條件轉(zhuǎn)移語句。如果條件成立，則轉(zhuǎn)移到N200程序段執(zhí)行；如果條件不成立，則執(zhí)行下一程序段。條件表達式的種類見表6–4。＃IEQ＃j等于（=）IF[＃5EQ#6]GOTO300；＃iNE＃j不等于（≠）IF[＃5NE100]GOTO300；＃iGT＃j大于（>）IF[＃6GT#7]GOTO100；＃iGE＃j大于等于（≥）IF[＃8GE100]GOTO100；＃iLT＃j小于（<）IF[＃9LT#10]GOTO200；＃iLE＃j小于等于（≤）IF[＃11LE100]GOTO200；（2）循環(huán)指令WHILE[條件表達式]DOm(m=1、2、3…)；……ENDm；當(dāng)條件滿足時，就循環(huán)執(zhí)行WHILE與END之間的程序段m次；當(dāng)條件不滿足時，就執(zhí)行ENDm的下一個程序段。格式二IF[條件表達式]GOTOn；＃IEQ＃j等于321、1~3可隨意使用且可多次使用WHILE[…]DO1;程序END1;…WHILE[…]DO1;程序END1;2、DO范圍不能重疊WHILE[…]DO1;程序WHILE[…]DO2;…END1;程序END2;1、1~3可隨意使用且可多次使用WHILE[…]DO1;333、DO循環(huán)體最大嵌套深度為三重WHILE[…]DO1;…WHILE[…]DO2;…WHILE[…]DO3;程序END3;…END2;…END1;4、控制不能跳轉(zhuǎn)到循環(huán)體外WHILE[…]DO1;…IF[…]GOTOn;…END1;Nn…;3、DO循環(huán)體最大嵌套深度為三重WHILE[…]DO1;345、分支不能直接跳轉(zhuǎn)到循環(huán)體內(nèi)IF[…]GOTOn;…WHLE[…]DO1;…Nn…;…END1;說明：WHILE語句對條件的處理與IF語句類似。在DO和END后的數(shù)字是用于指定處理的范圍（稱循環(huán)體）的識別號，數(shù)字可用1、2、3表示。當(dāng)使用1、2、3之外的數(shù)時，產(chǎn)生126號報警。While的嵌套對單重DO-END循環(huán)體來說，識別號（1~3）可隨意使用且可多次使用。但當(dāng)程序中出現(xiàn)循環(huán)交叉(DO范圍重疊)時，產(chǎn)生124號報警。5、分支不能直接跳轉(zhuǎn)到循環(huán)體內(nèi)IF[…]GOTOn;W356.3.3宏程序編程實例1．簡單平面曲線輪廓加工對簡單平面曲線輪廓進行加工，通常采用小直線段逼近曲線來完成的。具體算法是采用某種規(guī)律在曲線上取點，然后用小直線段將這些點連接起來完成加工。對于橢圓加工，假定橢圓長(X向)、短軸(Y向)半長分別為A和B，則橢圓的極坐標(biāo)方程為，利用此方程可方便地完成在橢圓上取點工作。例編程零點在橢圓中心，a=50，b=30，橢圓輪廓為外輪廓，下刀點在橢圓右極限點，刀具直徑φ18，加工深度10mm。程序如下：6.3.3宏程序編程實例1．簡單平面曲線輪廓加工，利用此36O0001；（橢圓外輪廓）N010G54G90G0G17G40;（程序初始化）N020Z50M30S1000;N030X60Y-15;N040Z5M07;N050G01Z-12F800;N060G42X50D1F100;N070Y0;N080#1=0.5;（θ變量初始值0.5度）N090WHILE#1LE360DO1;N100#2=50*COS[#1];N110#3=30*SIN[#1];N120G1X#2Y#3;N130#1=#1+0.5;N140END1;N150G1Y15;N160G0G40X60;N170Z100;N180M30;（程序結(jié)束）O0001；（37例用宏程序編寫如圖6-31所示橢圓凸臺加工程序。編程提示如圖6-32所示,加工橢圓時，以角度a為自變量，則在XY平面內(nèi)，橢圓上各點坐標(biāo)分別是（18cosa，24sina），坐標(biāo)值隨角度的變化而變化。對于橢圓的錐度加工，當(dāng)Z每抬高d時，長軸及短軸的半徑將減小d×tan30°，因此高度方向上用Z值作為自變量。加工時，為避免精加工余量過大，先加工出長半軸為24mm、短半軸為18mm的橢圓柱，再加工橢圓錐。其余思路與前球面的加工相同。

圖6-31B類宏程序編程實例圖6-32B類宏程序變量運算2．相同輪廓的重復(fù)加工在實際加工中，實現(xiàn)相同輪廓重復(fù)加工的方法還可以采用宏程序來完成加工，如6.1節(jié)圖6-5所示，用一個宏程序完成加工。例用宏程序編寫如圖6-31所示橢圓凸臺加工程序。38O1000；（程序名）G54G90G17G40；（程序初始化）G00Z50M03M07S1000；（快速抬刀至安全距離，主軸正轉(zhuǎn)，冷卻液開）#1=2；（行數(shù)）#2=3；（列數(shù)）#3=150；（列距）#4=100；（行距）#5=-150；（左下角孔中心坐標(biāo)(起始孔)）#6=-50；#10=1；（列變量）WHILE#10LE#2DO1；#11=1；（行變量）#20=#5+[#10-1]*#3；（待加工孔的孔心坐標(biāo)X）WHILE#11LE#1DO2；#21=#6+[#11-1]*#4；（孔心坐標(biāo)Y）G0X[#20+24]Y#21；Z2；G1Z-22F100；G3I-24；G0Z-10；G1X[#20+34]；G3I-34；G0Z5；#11=#11+1；END2；#10=#10+1；END1；G0Z100；M30；（程序結(jié)束）O1000；（程序名）393．環(huán)切在數(shù)控加工中環(huán)切是一種典型的走刀路線。環(huán)切主要用于輪廓的半精、精加工及粗加工，用于粗加工時，其效率比行切低，但可方便的用刀補功能實現(xiàn)。環(huán)切加工是利用已有精加工刀補程序，通過修改刀具半徑補償值的方式，控制刀具從內(nèi)向外或從外向內(nèi)，一層一層去除工件余量，直至完成零件加工。例用環(huán)切方案加工圖6-33所示零件內(nèi)槽，環(huán)切路線為從內(nèi)向外。圖6-33內(nèi)槽3．環(huán)切圖6-33內(nèi)槽40環(huán)切刀具補償值確定過程如下：（1）根據(jù)內(nèi)槽圓角半徑R6，選取φ12鍵槽銑刀，精加工余量為0.5mm，走刀步距取10mm；（2）由刀具半徑6mm，可知精加工和半精加工的刀補半徑分別為6mm和6.5mm；（3）如圖所示，為保證第一刀的左右兩條軌跡按步距要求重疊，則兩軌跡間距離等于步距，則該刀刀補值=30-10/2=25mm；（4）根據(jù)步距確定中間各刀刀補值，第二刀刀補值=25-10=15mm，第三刀刀補值=15-10=5，該值小于半精加工刀補值，說明此刀不需要。由上述過程，可知，環(huán)切總共需要4刀，刀補值分別為25mm、15mm、6.5mm、6mm。當(dāng)使用刀具半徑補償來完成環(huán)切時，不管我們采用何種方式修改刀具半徑補償值，由于受刀補建、撤的限制，它們都存在走刀路線不夠簡潔，空刀距離較長的問題。對于圖6-33所示的輪廓，其刀具中心軌跡很好計算，此時如用宏程序直接計算中心軌跡路線，則可簡化走刀路線，縮短空刀距離。在下面O1000的程序中，用#1、#2表示輪廓左右和上邊界尺寸，編程零點在R30圓心，加工起始點放在輪廓右上角（可削除接刀痕）。

環(huán)切刀具補償值確定過程如下：41O1000；（程序名）G54G90G17G40；（初始化）G0Z50M03S100；#4=30；（左右邊界）#5=60；（上邊界）#10=25；（粗加工刀具中心相對輪廓偏移量（相當(dāng)于刀補程序中的刀補值））#11=9.25；（步距）#12=6；（精加工刀具中心相對輪廓偏移量（刀具真實半徑））G0X[#4-#10-2]Y[#5-#10-2]；Z5；G1Z-10F60；#20=2；WHILE[#20GE2]DO1；WHILE[#10GE#12]DO2；#1=#4-#10；（左右實際邊界）#2=#5-#10；（上邊實際邊界）G1X[#1-2]Y[#2-2]F200；G3X#1Y#2R2；（圓弧切入到切削起點）G1X[-#1]；Y0；G3X#1R#1；G1Y#2；G3X[#1-2]Y[#2-2]R2；#10=#10-#11；END2；#10=#12；#20=#20-1；END1；G0Z50；M30；（程序結(jié)束）O1000；（程序名）424．行切一般來說，行切主要用于粗加工，在手工編程時多用于規(guī)則矩形平面、臺階面和矩形下陷加工，對非矩形區(qū)域的行切一般用自動編程實現(xiàn)。矩形平面一般采用直刀路線加工，在主切削方向，刀具中心需切削至零件輪廓邊，在進刀方向，在起始和終止位置，刀具邊沿需伸出工件一距離，以避免欠切。對矩形下陷而言，由于行切只用于去除中間部分余量，下陷的輪廓是采用環(huán)切獲得的，因此其行切區(qū)域為半精加工形成的矩形區(qū)域，計算方法與矩形平面類似。圖6-34矩形行切4．行切圖6-34矩形行切435．水平圓柱面加工水平圓柱面加工可采用行切加工，加工方式分為圓柱面的軸向走刀加工及圓柱面的周向走刀加工兩種。.a圓柱面的軸向走刀加工b圓柱面的周向走刀加工（1）圓柱面的軸向走刀加工沿圓柱面軸向走刀，沿圓周方向進刀；走刀路線短，加工效率高，加工后圓柱面直線度好；用于模具加工，脫模力較大；程序可用宏程序或自動編程實現(xiàn)。（2）圓柱面的周向走刀加工沿圓柱面圓周方向走刀，沿軸向進刀；走刀路線通常比前一方式長，加工效率較低，但用于大直徑短圓柱則較好，加工后圓柱面輪廓度較好；用于模具加工，脫模力較小；程序可用子程序重復(fù)或宏程序?qū)崿F(xiàn)，用自動編程實現(xiàn)程序效率太低。5．水平圓柱面加工.446．球面加工（1）球面加工使用的刀具①粗加工可以使用鍵槽銑刀或立銑刀，也可以使用球頭銑刀。②精加工應(yīng)使用球頭銑刀。（2）球面加工的走刀路線①一般使用一系列水平面截球面所形成的同心圓來完成走刀。②在進刀控制上有從上向下進刀和從下向上進刀兩種，一般應(yīng)使用從下向上進刀來完成加工，此時主要利用銑刀側(cè)刃切削，表面質(zhì)量較好，端刃磨損較小，同時切削力將刀具向欠切方向推，有利于控制加工尺寸。（3）進刀控制算法6．球面加工45（4）進刀點的計算①先根據(jù)允許的加工誤差和表面粗糙度，確定合理的Z向進刀量，再根據(jù)給定加工深度Z，計算加工圓的半徑，即：r=sqrt[R2-z2]。此算法走刀次數(shù)較多。②先根據(jù)允許的加工誤差和表面粗糙度，確定兩相鄰進刀點相對球心的角度增量，再根據(jù)角度計算進刀點的r和Z值，即Z=R*sinθ，r=R*cosθ。（5）進刀軌跡的處理①對立銑刀加工，曲面加工是刀尖完成的，當(dāng)?shù)都庋貓A弧運動時，其刀具中心運動軌跡也是一行徑的圓弧，只是位置相差一個刀具半徑。②對球頭刀加工，曲面加工是球刃完成的，其刀具中心是球面的同心球面，半徑相差一個刀具半徑。（4）進刀點的計算46在上例中可看出，角度每次增加的大小和最后工件的加工表面質(zhì)量有較大關(guān)系，即計數(shù)器的每次變化量與加工的表面質(zhì)量和效率有直接關(guān)系。希望讀者在實際應(yīng)用中注意。

例加工如圖6-38所示的R40外球面，刀具為的立銑刀，試來編寫該圖加工的程序。

圖6-38外球面加工6-39內(nèi)球面加工例加工如圖6-39所示的R40內(nèi)球面，刀具為的球銑刀，試來編寫該圖加工的程序。為對刀方便，宏程序編程零點在球面最高處中心，采用從下向上進刀方式。其主程序與上例類似，宏程序調(diào)用參數(shù)與上例相同，本例不再給出。球刀加工宏程序號O9016。在上例中可看出，角度每次增加的大小和最后工件的加工表面質(zhì)量有477．倒圓與倒角加工例如圖6-40所示輪廓，用f20mm立銑刀加工外輪廓，用R6mm的球形銑刀進行輪廓倒角加工，試編寫其加工程序。加工本例工件時，先采用立銑刀加工出外形輪廓，再用R6mm的球形銑刀進行倒角加工，加工過程中以球心作為刀位點，編程時以加工高度“#101”作為自變量，刀位點（球心）到上表面的距離“#102”和導(dǎo)入的刀具半徑補償參數(shù)“#103”為應(yīng)變量，通過“G10”指令導(dǎo)入刀具補償參數(shù)，加工出與外輪廓等距的偏移輪廓。圖6-40倒角編程實例7．倒圓與倒角加工圖6-40倒角編程實例48（1）程序?qū)胙a償值指令G10。工件倒圓或倒角時，從俯視圖中觀察，其實際的切削軌跡就好像將輪廓不斷地作等距偏移，為了實現(xiàn)這種等距偏移，可通過修改刀具半徑補償值來實現(xiàn)。為了在加工過程中實時修改刀具補償值，可通過編程指令G10來導(dǎo)入相應(yīng)的補償值參數(shù)，刀具每切削一層，便導(dǎo)入一個新的刀具半徑補償值，從而實現(xiàn)切削軌跡的等距偏移。常用刀具補償程序賦值格式見表6-5。刀具補償存儲器種類格式刀具長度補償（H）幾何補償G10L10P___R___;磨損補償G10L11P___R___;刀具半徑補償（D）幾何補償G10L12P___R___;磨損補償G10L13P___R___;指令格式中P為刀具補償號，R為刀具補償值。當(dāng)用G90絕對值指令方式時，R后接的數(shù)值就是刀具的補償值；當(dāng)用G91增量值指令方式時，R后接的數(shù)值和指定的刀具補償值的和就是刀具的補償值表6-5刀具補償程序賦值格式（1）程序?qū)胙a償值指令G10。工件倒圓或倒角時，從俯視圖中49（2）輪廓倒圓和倒角的宏程序運算。輪廓倒圓與倒角時，通常使用立銑刀或球形銑刀進行加工，宏程序編程過程中的變量運算見表6-6。表6-6輪廓倒圓和倒角的變量與運算圖形變量與運算尖刀倒凸圓角球刀倒凸圓角#101——角度變量；R——倒圓半徑；r——刀具半徑#102=R*sin[#101]-R：刀具切削點到圓角上表面的距離#103=r－[R－R*cos[#101]]：導(dǎo)入數(shù)控系統(tǒng)的刀具半徑補償值參數(shù)，該值既可為正值，也可為負(fù)值尖刀倒凸圓角球刀倒凸圓角#101——角度變量；R——倒圓半徑；r——刀具半徑#102=[R+r]*sin[#101]-R-r刀位點到圓角上表面的距離#103=[r+R]*cos[#101]－R導(dǎo)入數(shù)控系統(tǒng)的刀具半徑補償值參數(shù)，該值既可為正值，也可為負(fù)值（2）輪廓倒圓和倒角的宏程序運算。輪廓倒圓與倒角時，通常使50圖形變量與運算尖刀倒凹圓角#101——角度變量；R——倒圓半徑