數(shù)控車FANUC系統(tǒng)宏程序教案-

PAGEPAGE15宏程序設計宏程序與子程序類似,對編制相同加工的操作可以使程序簡化.同時宏程序中可以使用變量，算術和邏輯運算及轉移指令，還可以方便地實現(xiàn)循環(huán)程序制定。使相同加工操作的程序更方便，更靈活。本章以FANUC系統(tǒng)為例介紹宏程序制定的內(nèi)容。12.1變量的定義宏程序中使用的變量與日常生活中使用的變量不同，變量用符號“#〞后跟變量的變量號指定。變量可分為四種類型。1.空變量#0為空變量，該變量不能賦值。2.局部變量#1~#33為局部變量，局部變量只能在宏程序中存儲數(shù)據(jù)。當斷電時局部變量被初始化為空，調(diào)用宏程序時，自變量對局部變量賦值。局部變量的數(shù)值范圍10-29~1047或-1047~-10-29，如果計算結果超過該范圍則發(fā)出P/S報警No.111。3.公共變量#100~#199、#500~#999為公共變量，公共變量在不同的宏程序中意義相同。當斷電時，變量#100~#199被初始化為空，變量#500~#999的數(shù)據(jù)不會丟失。全局變量的數(shù)值范圍10-29~1047或-1047~-10-29，如果計算結果超過該范圍則發(fā)出P/S報警No.111。4.系統(tǒng)變量#1000~為系統(tǒng)變量，系統(tǒng)變量用于讀和寫CNC運行時的各種數(shù)據(jù)，如刀具的當前位置和補償值等。5.變量與地址〔自變量〕的對應關系系統(tǒng)可用兩種形式的自變量指定，表12-1為自變量指定I的自變量與變量的對應關系。表12-2為自變量指賓II的自變量與變量的對應關系。表12-1自變量指定I的變量對應關系地址〔自變量〕變量號地址〔自變量〕變量號地址〔自變量〕變量號A#1I#4T#20B#2J#5U#21C#3K#6V#22D#7M#13W#23E#8Q#17X#24F#9R#18Y#25H#11S#19Z#26在自變量指定I中，G、L、O、N、P不能用，地址I、J、K必需按順序使用，其它地址順序無要求。舉例：G65P3000L2B4A5D6J7K8正確〔J、K符合順序要求〕在宏程序中將會把4賦給#2，把5賦給#1，把6賦給#7，把7賦給#5，把8賦給#6舉例：G65P3000L2B3A4D5K6J5不正確〔J、K不符合順序要求〕表12-2自變量指定II的變量對應關系地址〔自變量〕變量號地址〔自變量〕變量號地址〔自變量〕變量號A#1K3#12J7#23B#2I4#13K7#24C#3J4#14I8#25I1#4K4#15J8#26J1#5I5#16K8#27K1#6J5#17I9#28I2#7K5#18J9#29J2#8I6#19K9#30K2#9J6#20I10#31I3#10K6#21J10#32J3#11I722K10#33自變量指定II使用A、B、C和1次，使用I、J、K各10次。系統(tǒng)能夠自動識別自變量指定I和自變量指定II并賦給宏程序中相應的變量號。如果自變量指定I和自變量指定II混合使用，則后指定的自變量類型有效。舉例：G65A1.0B2.0I-3.0I4.0D5.0p1000#2:2.0, #3: #5: #6: #7:5.0說明：I4.0為自變量指定II，D為自變量指定I，所以#7使用指定類型中的D5.0，而不使用自變量指定II中的I4.0。6.本級變量#1～#33作用于宏程序某一級中的變量稱為本級變量，即這一變量在同一程序級中調(diào)用時含義相同，假設在另一級程序〔如子程序〕中使用，則意義不同。本級變量主要用于變量間的互相傳遞，初始狀態(tài)下未賦值的本級變量即為空白變量。局部變量#1~#33〔一個宏程序中的同名變量〕從0到4級，主程序是0級。每調(diào)用一個含有同名變量的宏程序，級別加1，前一級的變量被儲存。當一個宏程序結束〔執(zhí)行M99〕時，級別減1。例如：主程序 宏程序 宏程序 宏程序 宏程序〔0級〕 〔1級〕 〔2級〕 〔3級〕 〔4級〕O0001 O0002 O0003 O0004 O0005#1=1； #1=2 #1=3 #1=4 #1=5G65P2A2； G65P3A3 G65P4A4 G65P5P5 ………… …… …… …… M99M30 M99 M99 M9912.2變量的運算對宏程序中的變量可以可以進行算術運算和邏輯運算。1.算術運算可以進行加、減、乘、除運算。運算功能和格式如表12-3所示。舉例：G00X[#1+#2]X坐標的值是變量1與變量2之和。2.三角函數(shù)計算對宏程序中的變量可進行正弦〔SIN〕、反正弦〔ASIN〕、余弦〔COS〕、反余弦〔ACOS〕、正切〔TAN〕、反正切〔ATAN〕函數(shù)運算。三角函數(shù)中的角度以度為單位。運算功能和格式如表12-3所示。表12-3變量運算功能表類型功能格式舉例備注算術運算加法#i=#j+#k#1=#2+#3常數(shù)可以代替變量減法#i=#j-#k#1=#2-#3乘法#i=#j*#k#1=#2*#3除法#I=#j*#k#1=#2/#3三角函數(shù)運算正弦#i=SIN[#j]#1=SIN[#2]角度以度指定35°30’常數(shù)可以代替變量反正弦#i=ASI[#j]#1=ASIN[#2]余弦#i=COS[#j]#1=COS[#2]反余弦#i=ACOS[#j]#1=ACOS[#2]正切#i=TAN[#j]#1=TAN[#2]反正切#i=ATAN[#j]#1=ATAN[#2]其它函數(shù)運算平方根#i=SQRT[#j]#1=SQRT[#2]常數(shù)可以代替變量絕對值#i=ABS[#j]#1=ABS[#2]舍入#i=ROUN[#j]#1=ROUN[#2]上取整#i=FIX[#j]#1=FIX[#2]下取整#i=FUP[#j]#1=FUP[#2]自然對數(shù)#i=LN[#j]#1=LN[#2]指數(shù)對數(shù)#i=EXP[#j]#1=EXP[#2]邏輯運算與#i=#jAND#k#1=#2AND#2按位運算或#i=#jOR#k#1=#2OR#2異或#i=#jXOR#k#1=#2XOR#2轉換運算BCD轉BIN#i=BIN[#j]#1=BIN[#2]BIN轉BCD#i=BCD[#j]#1=BCD[#2]關于反反正弦〔ASIN〕取值范圍如下：當參數(shù)〔No.6004#0〕NAT位設為0時：270°~90°當參數(shù)〔No.6004#0〕NAT位設為1時：-90°~90°當#j超出-1~1時發(fā)出P/S報警No.111。關于反余弦〔ACOS〕的取值范圍如下：取值范圍180°~0°當#j超出-1~1時發(fā)出P/S報警No.111。關于反正切〔ATAN〕的取值范圍如下：當參數(shù)〔No.6004#0〕NAT位設為0時：0°~360°當參數(shù)〔No.6004#0〕NAT位設為1時：-180°~180°3.其它函數(shù)計算對宏程序中的變量還可以進行平方根〔SQRT〕、絕對值〔ABS〕、舍入〔ROUN〕、上取整〔FIX〕、下取整〔FUP〕、自然對數(shù)〔LN〕、指數(shù)〔EXP〕運算。運算功能和格式如表12-3所示。關于自然對數(shù)LN[#j]，相對誤差可能大于10-8。當#j≤0時，發(fā)出P/S報警No.111。關于批數(shù)函數(shù)EXP[#j]，相對誤差可能大于10-8。當運算結果大于3。65×1047〔j大約110〕時，出現(xiàn)溢出并發(fā)出P/S報警No.111。關于取整函數(shù)ROUN[#j]，依據(jù)最小設定單位四舍五入。例如，假設最小設定單位為1/1000mm，#1=1.2345,則#2=ROUN[#1]的值是1.0。關于上取整FIF[#j]，絕對值值大于原數(shù)的絕對值。關于下取整FUP絕對值小于原數(shù)的絕對值。例如，假設#1=1.2，則#2=FIX[#1]的值是2.0。假設#1=1.2，則#2=FUP[#1]的值是1.0。假設#1=-1.2，則#2=FIX[#1]的值是-2.0。假設#1=-1.2，則#2=FUP[#1]的值是-1.0。4.邏輯運算對宏程序中的變量可進行與、或、異或邏輯運算。邏輯運算是按位進行。運算功能和格式如表12-3所示。5.數(shù)制轉換變量可以在BCD碼與二進制之間轉換。6.關系運算由關系運算符和變量〔或表達式〕組成表達式。系統(tǒng)中使用的關系運算符如下?！?〕等于〔EQ〕用EQ與兩個變量〔或表達式〕組成表達式，當運算符EQ兩邊的變量〔或表達式〕相等時，表達式的值為真，否則為假。例如，#1EQ#2，當#1與#2相等時，表達式的值為真?！?〕不等于〔NE〕用NE與兩個變量或表達式組成表達式，當運算符NE兩邊的變量〔或表達式〕不相等時，表達式的值為真，否則為假。例如，#1NE#2，當#1與#2不相等時，表達式的值為真?！?〕大于等于〔GE〕用GE與兩個變量或表達式組成表達式，當左邊的變量〔或表達式〕大于或等于右邊的變量〔或表達式〕時，表達式的值為真，否則為假。例如，#1GE#2，當#1大于或等于#2時，表達式的值為真。否則為假?！?〕大于〔GT〕用GT與兩個變量或表達式組成表達式，當左邊的變量〔或表達式〕大于右邊的變量〔或表達式〕時，表達式的值為真，否則為假。例如，#1GT#2，當#1大于#2時，表達式的值為真。否則為假?！?〕小于等于〔LE〕用LE與兩個變量或表達式組成表達式，當左邊的變量〔或表達式〕小于或等于右邊的變量〔或表達式〕時，表達式的值為真，否則為假。例如，#1LE#2，當#1小于或等于#2時，表達式的值為真。否則為假?！?〕小于〔LT〕用LT與兩個變量或表達式組成表達式，當左邊的變量〔或表達式〕小于右邊的變量〔或表達式〕時，表達式的值為真，否則為假。例如，#1GE#2，當#1大于#2時，表達式的值為真。否則為假。7.運算優(yōu)先級運算符的優(yōu)先順序是〔1〕函數(shù)。函數(shù)的優(yōu)先級最高?！?〕乘、除、與運算。乘、除、與運算的優(yōu)先級次于函數(shù)的優(yōu)先級?！?〕加、減、或、異或運算。加、減、或、異或運算的優(yōu)先級次于乘、除、與運算。乘、除、與運算的優(yōu)先級?！?〕關系運算。關系運算的優(yōu)先級最低。用方括號可以改變優(yōu)先級，括號不能超過5層。超過5層時，發(fā)出P/S報警No.111。8.變量值的精度變量值的精度為8位十進制數(shù)。例如，用賦值語句#1=9876543210123.456時，實際上#1=9876543200000.000。用賦值語句#2=9876543277777.456時，實際上#1=9876543300000.000。12.3宏程序結構宏程序從結構上可以有順序結構、分支結構和循環(huán)結構。本節(jié)介紹分支和循環(huán)結構的實現(xiàn)方法。1.無條件轉移〔GOTO〕格式：GOTOn；n為順序號〔1~9999〕例如，GOTO6；語句組N6G00X100；執(zhí)行GOTO6語句時，轉去執(zhí)行標號為N6的程序段。2.條件轉移〔IF〕格式：IF[關系表達式]GOTOn；例如，IF[#1LT30]GOTO7語句組N7G00X100X5如果#1大于30，轉去執(zhí)行標號為N7的程序段，否則執(zhí)行GOTO7下面的語句組。3.條件轉移〔IF〕格式：IF[表達式]THENTHEN后只能跟一個語句。例如，IF[#1EQ#2]THEN#3=0;當#1等于#2時，將0賦給變量#3。4.循環(huán)〔WHILE〕格式：WHILE[關系表達式]DOm;語句組；ENDm；當條件表達式成立時執(zhí)行從DO到END之間的程序，否則轉去執(zhí)行END后面的程序段。例如，#1=5；WHILE[#1LE30]DO1；#1=#1+5；G00X#1Y#1；END1；M99；當#1小于等于30時，執(zhí)行循環(huán)程序，當#1大于30時結束循環(huán)返回主程序。12.4宏程序的調(diào)用與返回1.宏程序的簡單調(diào)用宏程序的簡單調(diào)用是指在主程序中，宏程序可以被單個程序段單次調(diào)用。

調(diào)用指令格式：G65P〔宏程序號〕L〔重復次數(shù)〕〔變量分配〕其中：G65——宏程序調(diào)用指令

P〔宏程序號〕——被調(diào)用的宏程序代號；

L〔重復次數(shù)〕——宏程序重復運行的次數(shù)，重復次數(shù)為1時，可省略不寫；

〔變量分配〕——為宏程序中使用的變量賦值。

宏程序與子程序相同的一點是，一個宏程序可被另一個宏程序調(diào)用，最多嵌套4層。2.宏程序的開始與返回宏程序的編寫格式與子程序相同。其格式為：

O0010〔0001～8999為宏程序號〕//程序名

N10……//指令

……N30M99//宏程序結束

宏程序以程序號開始，以M99結束。12.5宏程序應用舉例例1：加工如圖12-1所示的橢圓表面，材料為中碳鋼。由于一般的數(shù)控系統(tǒng)無橢圓插補功能，手工編程可用宏程序?qū)崿F(xiàn)編程計算。本例使用?20鍵槽銑刀分兩層銑削，每一次切削深度為5mm。按刀具刀具軌跡編程。圖12-1橢圓輪廓圖主程序O0001N0001G92X0.0Y0.0Z150.0； 工件坐標系原點設在工件中心距頂面上N0002M03S300； 主軸正轉，轉速N0003G00X-80.0； 刀具移至橢圓左端點處N0004G00Z1.0； 快速接近工件N0005G01Z0.0F100.0 慢速接近工件N0006G65P0100A80.0B50.0C-5.0 橢圓長半軸為80，短半軸為50。Z向進刀5mmN0007G65P0100A80.0B50.0C-10.0 橢圓長半軸為80，短半軸為50。Z向進刀5mmN0007G00Z150.0； 抬刀N0008G00X0.0Y0.0； 刀具回起點N0009M05； 主軸停N0010M30； 程序結束宏程序O1000#10=-#1； #1為長半軸=80，#2為短半軸=50，#10為X坐標N1000G01Z#3； #3為Z向進刀深度WHIL[#10LE#1]DO1； X坐標小于等于80循環(huán)加工上半橢圓#11=SQRT[#1*#1-#10*#10]*#2/#1； #11為Y坐標用橢圓公式計算N1001G01X#10Y#11F100.0； 切削進給END1;#10=#1； #1為長半軸=80，#2為短半軸=50，#10為X坐標WHIL[#10GE-#1]DO2； X坐標小于等于80循環(huán)加工下半橢圓#11=-SQRT[#1*#1-#10*#10]*#2/#1； #11為Y坐標用橢圓公式計算N1002G01X#10Y#11F100； 切削進給END2;N1003M99 返回主程序例2：加工如圖12-2所示的凹槽表面。零件材料為中碳鋼。為確保表面質(zhì)量，內(nèi)外輪廓先粗加工后精加工，粗加工內(nèi)輪廓時刀補半徑比刀具半徑大0.2mm，作為精加工余量。精加工的刀補半徑與刀具半徑相同。工序卡片和刀具卡片見表12-4和表12-5所示。圖12-2凹槽表面零件表12-1實例3用刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號數(shù)控車實訓零件名稱典型零件3零件圖號03序號刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面刀具直徑mm備注1T01?20鍵槽銑刀1中心島輪廓粗第1層刀補號12T01?20鍵槽銑刀1深度進刀刀補號13T01?20鍵槽銑刀1中心島輪廓粗第2層刀補號14T01?20鍵槽銑刀1中心島輪廓精刀補號25T01?20鍵槽銑刀1矩形凹槽第1層無刀補6T01?20鍵槽銑刀1深度進刀無刀補7T01?20鍵槽銑刀1矩形凹槽第2層無刀補8T01?20鍵槽銑刀1異形凹槽第1層無刀補9T01?20鍵槽銑刀1深度進刀無刀補10T01?20鍵槽銑刀1異形凹槽第2層無刀補11T02?8鍵槽銑刀1凹槽外輪廓粗第1層刀補號312T02?8鍵槽銑刀1深度進刀刀補號313T02?8鍵槽銑刀1凹槽外輪廓粗第2層刀補號314T02?8鍵槽銑刀1凹槽外輪廓精刀補號415T01?20鍵槽銑刀1中心處的上斜面刀補號216T01?20鍵槽銑刀1中心處的下斜面刀補號217T01?20鍵槽銑刀1中心處的右斜面刀補號218T01?20鍵槽銑刀1中心處的左斜面刀補號2表12-2數(shù)控加工工序卡單位名稱北華航天工業(yè)學院產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號數(shù)控銑實訓典型零件303工序號程序編號夾具名稱使用設備車間001O0010平口鉗XH714實訓中心工步工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格mm主軸轉速r/min進給速度mm/min切削深度mm備注1中心島輪廓粗第1層T01?2030010062深度進刀T01?203005063中心島輪廓粗第2層T01?2030010064中心島輪廓精T01?20300100125矩形凹槽第1層T01?2030010066深度進刀T01?203005067矩形凹槽第2層T01?2030010068異形凹槽第1層T01?2030010069深度進刀T01?2030050610異形凹槽第2層T01?20300100611凹槽外輪廓粗第1層T02?835080612深度進刀T02?835050613凹槽外輪廓粗第2層T02?835080614凹槽外輪廓精T02?8350801215中心處的上斜面T01?20300100計算16中心處的下斜面T01?20300100計算17中心處的右斜面T01?20300100計算18中心處的左斜面T01?20300100計算圖12-3工步1~工步4的走刀路線圖圖12-4工步5~工步7的走刀路線圖圖12-5工步8~工步10的走刀路線圖圖12-16工步5~工步7的走刀路線圖圖12-3至圖12-6給出了有關工步的走刀路線圖。主程序O0100N0101G92X0.0Y0.0Z150.0; 設定坐標系N0102M06T01H01; 換第1號刀N0103G00Z1.0M03S300.0; 接近工件起動主軸N0104G00X30.0Y25.0; 進入切削起點AN0105G01Z-6.0F50.0; Z向切入工件〔粗加工第1次深度〕N0106G01X15.0Y15.0G42D1F100.0; A-B〔D1刀補比實際直徑大0.2mm，右刀補〕N0107G65P0200I15.0J15.0; 調(diào)用切矩形宏程序N0108G01X30.0Y25.0G40; 回切削起點AN0109G01Z-12.0F50.0; Z向切入工件〔粗加工第2次深度〕N0110G01X15.0Y15.0G42D1F100.0; A-B〔D1刀補比實際直徑大0.2mm，右刀補〕N0111G65P0200I15.0J15.0; 調(diào)用切矩形宏程序N0112G01X30.0Y25.0G40; 回切削起點AN0113G01X15.0Y15.0G42D2F100.0; A-B〔D2與實際直徑相同，精加工〕N0114G65P0200I15.0J15.0; 調(diào)用切矩形宏程序N0115G01X30.0Y25.0G40; 回切削起點AN0116G00Z-6.0; 抬刀〔粗加工第1次深度〕N0117G01X35.0Y29.0; A-B〔切削矩形無刀補〕N0118G65P0200I35.0J29.0; 調(diào)用矩形宏程序N0119G01X30.0Y25.0 回切削起點AN0120G01Z-12.0F50.0； Z向切入工件〔粗加工第2次深度〕N0121G01X35.0Y29.0; A-B〔切削矩形無刀補〕N0122G65P0200I35.0J29.0; 調(diào)用矩形宏程序N0123G01X30.0Y25.0 回切削起點AN0124G01Z-6.0; 切削兩端余量〔粗加工第1次深度〕N0125G65P0300; 切第1層N0126G01X30.0Y25.0 回切削起點AN0127G01Z-12.0; Z向進刀〔粗加工第2次深度〕N0128G65P0300; 切第2層N0129G01X30.0Y25.0 回切削起點AN0130M06T02H02; 換第2把刀N0131G01X30.0Y25.0; 進入切削起點N0132G00Z1.0; 接近工件N0133G01Z-6.0F50.0; 切入6mm深〔粗加工第1次深度〕N0134G01X0.0Y44.0G41D3F100.0; A-B〔切入曲線輪廓到上部長邊的中點〕N0135G65P0400; 調(diào)曲線輪廓宏程序N0136G01X30.0Y25.0G40; 進入切削起點AN0137G01Z-12.0F50.0; Z向切入深度12mm〔粗加工第2次深度〕N0138G01X0.0,Y44.0G41D3F100.0; A-B〔切入曲線輪廓到上部長邊的中點〕N0139G65P0400; 調(diào)曲線輪廓宏程序N0140G01X30.0Y25.0G40; 回起刀點AN0141G01X0.0Y44.0G41D4F100.0； A-B〔切入到長邊中點第4號刀補〕N0142G65P0400; 調(diào)用曲線輪廓宏程序N0143G01Z-2; 抬刀至斜面頂點高度N0144G01X30.0Y25.0G40; 加工切削起點AN0145M06T01H01; 換第1號刀N0146G01X30.0Y0.0G42D2 進入上斜面起點處N0147G65P0500I30.0J0.0I-30.0J30.0; 加工上斜面N0148G00Z-2.0; 抬刀N0149G00X30.0Y25.0G40; 回切削起點N0150G01X30.0Y0.0G41D2F100.0； 進入下斜面起點處N0151G65P0600I30.0J0.0I-30.0J-30.0; 加工下斜面N0152G00Z1.0; 抬刀N0153G00X30.0Y25.0G40; 回切削起點N0154G01Z-2.0 F100.0 下刀N0155G01X0.0Y30.0G41D2； 進入右斜面起點N0156G65P0700I0.0J30.0I30.0J-30.0; 加工右斜面N0157G00Z1.0 抬刀N0158G00X30.0Y25.0Z-2G42F100.0; 回切削起點N0159G01Z-2.0 下刀N0160G01X0.0Y30.0G42D2 進入左斜面起點N0161G65P0800I0.0J30.0I-30.0J-30.0; 加工左斜面N0162G00Z150.0; Z向回初始位置N0163G00X0.0Y0.0G42; XY回坐標原點N0164M30; 程序結束切削矩形宏程序，直刀路線如圖12-3和12-4所示。O0200N0201G01X-#4F100.0; B-CN0202G01Y-#5; C-DN0203G01X#4; D-EN0204G01Y#5; E-BN0205M99; 返回主程序切削內(nèi)內(nèi)腔兩端余量宏程序，走刀路線如圖12-5所示。O0300N0301G01X48.0Y29.0F100； A-BN0302G01X-48.0； B-CN0303G01X-35.0Y0.0； C-DN0304G01X-48.0Y-29.0； D-EN0305G01X48.0； E-FN0306G01X35.0Y0.0； F-GN0307G01X48.0Y29.0; G-B N0308M99; 返回主程序切削曲線輪廓宏程序，走刀路線如圖12-6所示。O0400N0401G01X-53.0F100.0； B-CN0402G03X-63.0Y34.0R10.0； C-DN0403G01Y20.365； D-EN0404G03X-58.8Y12.219R10.0； E-FN0405G02X-58.8Y-12.219R15.0； F-GN0406G03X-63.0Y-20.365R10.0； G-HN0407G01Y-34.0； H-IN0408G03X-53.0Y-44.0R10.0； I-JN0409G01X53.0； J-KN0410G03X63.0Y-34.0R10.0； K-LN0411G01Y-20.219； L-MN0412G03X58.8Y-12.219R10.0； M-NN0413G02X58.8Y12.219R15.0； N-PN04