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1、数控车床用户宏程序,目录,一、概述 二、宏程序基础理论 三、用户宏程序应用实例,学习目标和重点,目标： 学习和了解用户宏程序的编程思路和程序结构。 掌握宏程序的调用规定及其特点。 能运用宏程序编制中等难度零件的加工程序。 重点： 宏程序各种控制指令的灵活应用及技巧。 编制宏程序时数学模型的建立、数学关系的表达思路。,1.宏程序的定义 用变量及变量运算，系统变量输入、输出，逻 辑判断语句组成的程序叫宏程序。 2.宏程序与普通程序的对比 用户宏程序与普通程序存在一定的区别，简要对比如下：,一、概述,3.宏程序编程的特点 （1）能将有规律的形状或尺寸用最短的程序段表示出来。 （2）具有极好的易读性和
2、易修改性。 （3）编写出的程序非常简洁，逻辑性严密，通用性极强。 （4）机床在执行宏程序时，较执行CAD/CAM软件生成的程序更加快捷，反应更迅速。,4.宏程序与CAD/CAM软件生成程序的加工性能对比 （1）宏程序：在执行宏程序时，数控系统的计算机可以直接进行插补运算，且运算速度极快，在加上伺服电动机和机床的迅速响应，使得加工效率极高。 （2）CAD/CAM软件生成的程序：程序比较庞大，绝大部分都不得不以DNC方式进行在线加工。那么机床与电脑之间的传输速度成了影响加工速度的第一个“瓶颈”因素。再加上RS-232口通信抗干扰能力有限，DNC在线加工方式下的加工效率便大打折扣。程序执行时，相邻的
3、每两个逼近点之间数控系统都要进行直线插补运算。系统计算机的工作量巨大，反映到机床上，必然表现为运动迟钝，不连贯。,（一）FANUC 0i系统提供两种用户宏程序： 1、用户宏程序功能A： 用户宏程序功能A是FANUC 系统标准配置功能，但需要用“G65Hm”（m：0199）格式来表达各种数学运算和逻辑运算，极不直观，可读性差，现在已经很少使用它。 2、用户宏程序功能B： 用户宏程序功能B虽然不算是FANUC 系统的标准配置功能，但绝大部分的FANUC系统也都支持它。 我们学习的是用户宏程序功能B及应用技巧。,二、宏程序基础理论（FANUC Oi系统）,用户宏程序作用： 对由直线、圆弧组成的零件，
4、数控系统有标准的指令编程G01/G02/G03。 对于一些非圆曲线或形状复杂的零件（如椭圆、抛物线等二次曲线），G01/G02/G03等标准指令无能为力了，为了处理这些要素的编程，数控系统提供了用户宏程序的功能。 用户宏程序的功能是对数控系统功能的扩展，为用户利用数控系统提供了工具，是数控系统对用户的部分开放。,（二） 变量 普通加工程序直接用数值指定G代码和移动距离。例如：G01和X100.0 ，这些直接指定的数值，在程序运行过程中其值不能被改变，这些数值称为常量。 使用用户宏程序时，数值可以直接指定或用变量指定。在程序运行过程中，其值可以改变的量，称为变量。当用变量时，变量值可以用程序或由
5、MDI设定或修改。,1 、变量的表示 计算机允许使用变量名，用户宏程序则不行。用户宏程序中的变量需用变量符号“#”和后面的变量号指定。表达式可以用来指定变量号，这时表达式必须封闭在中括号中。 #i #变量符号； i变量号 #i （变量号i=0,1,2,3） 例：#8、#110、#1100 #表达式 表达式必须用括号括起来 例：#1#212,2、 变量的类型和功能,说明： 局部变量、公共变量、系统变量 局部变量（ #1#33 ）是在宏程序中局部使用的变量，当宏程序P调用宏程序Q而且都有变量#1时，由于变量#1服务于不同的的局部，所以P中的#1与Q中的#1不是同一个变量，因此可以赋予不同的值，且互
6、不影响。 公共变量（#100#199、#500#999）贯穿于整个程序过程，当宏程序M调用宏程序N而且都有变量#100时， 由于#100是公共变量，所以P中的#100与Q中的#100是同一个变量。 系统变量（ #1000以上 ）决定系统的状态，禁止一般用户使用。,3、变量值的范围 局部变量和公共变量可以是0值或以下范围的值：-1047-10-29或10-29 1047,如果计算结果超出有效范围，则触发程序错误P/S报警NO.111 4、小数点的省略 当在程序中定义变量值时，整数值的小数点可以省略。 例如：当定义#11=123； 变量#11的实际值是123.000,5、变量的引用 （1）在程序中
7、使用变量值时，应指定后跟变量号的地址，当用表达式指定变量号时，必须把表达式放在括号中。 例如：G01 X#11+#123 F#3； （2）被引用变量值根据地址的最小设定单位自动的舍入（四舍五入）。 例如：X#150当#150=12.3456时， 如系统最小设定单位为0.001时， 则X12.346被指定,（3）改变引用变量的值的符号，要把负号（-）放在#号前面，例如：G01X-#11。 （4）当引用未定义的变量时，变量及地址都被忽略。例如：变量#11的值是0，并且变量#22的值是空时，G01 X#11 Z#22；执行结果为G01 X0。 注意：“变量的值是0”与“变量值是空”是两个完全不同的概
8、念。 （5）不能用变量代表的地址符有：程序号O，顺序号N，任选程序段跳转号/。 （6）使用ISO代码编程时，可用“#”代码表示变量。使用EIA代码，则应用“”代码代替“#”代码，因EIA代码中无“#”代码。,1、算术运算,（三）算术和逻辑运算,混合运算时运算顺序 上述运算和函数运算可以进行混合，这样就涉及到运算的优先级。其运算顺序与一般数学上的定义基本一致，优先级顺序从高到低依次为：,运算的优先顺序： 函数； 乘除、逻辑与； 加减、逻辑或、逻辑异或。 可以用 来改变顺序。,例如：#1 = #2 + #3*COS#4,赋值就是将一个数据赋予一个变量。 例如： #110，则表示#11的值是0，其中
9、#11代表变量，“”是赋值符号，起语句定义作用，0就是给变量#11赋的值。 说明： 1、赋值符号“”两边的内容不能够随意互换，左边只能够是变量，右边可以是表达式、数值或者常量。 2、一个赋值语句只能够给一个变量赋值。 3、可以多次给一个变量赋值，新变量值将取代原变量值。,（四） 赋值与变量,4、赋值语句具有运算功能。 一般形式：变量表达式 表达式：可以是变量自身与其它数据的运算结果，如#11 #111，则表示#11的值为#111。 #11= #111 可以说是宏程序的原动力，任何宏程序都离不开这种类型的赋值运算。 5、赋值表达式的运算顺序同数学运算。,运算符号如下表：,（五） 表达式中的运算符
10、号,宏程序的控制指令主要有转移和循环两种。转移又分为无条件转移和条件转移。用控制指令可以改变程序的运行顺序。,1、无条件转移（GOTO语句） 格式：GOTO n； 式中：n顺序号（199999），可用变量表示。 举例：GOTO 1； GOTO #10；,（六）控制指令,2、条件转移（IF语句） 格式：IF 条件表达式 GOTO n； 式中：条件表达式转移的条件 n转移的目标程序段号 语义：表示如果条件表达式满足时，则转移 （跳转）到标有顺序号n的程序段，如果不满 足指定的条件表达式，则顺序执行下一个程序 段。,举例：求1到10之和。 O7100； #1=0； 存储和的变量初值 #2=1； 被加
11、数变量初值 N1IF#2GT10GOTO 2；#2大于10转到N2程序段 #1=#1+#2； 计算和 #2=#2+1； 下一个被加数 GOTO 1； 无条件转到N1程序段 N2 M30；,格式：IF 条件表达式 THEN； 举例：IF #1GT#2 THEN #3=10; 如果#1#2那么#310 说明： 1）条件表达式必须包括运算符，且运算符插在变量中间或变量与常量之间，用中括号 封闭。 2）运算符有两个字母组成，用于两个值的比较。由于误差一般不要使用不等号和等号，以免出现判断错误。,3、循环（WHILE语句） 格式：WHILE 条件表达式 DO m； END m； 式中：条件表达式循环条件
12、 m循环执行范围的识别号， 只能是1、 2和3，否则系统报警 语义：,循环和嵌套的格式说明,2. DO范围不能交叉 WHILEDO1； 程序 WHILEDO2； 错 END1； 程序 END2,1.标号1-3可根据需要多次使用 WHILEDO1； 程序 END1; : WHILEDO1； 程序 END1; :,4.（条件）转移可以跳 出循环的外边 WHILEDO1； IFGOTOn； END1； Nn； 5.（条件）转移不能进 入循环区内 IFGOTOn； WHILEDO1； 错 Nn END1；,3.DO循环可以3重嵌套 WHILEDO1; : WHILEDO2; : WHILEDO3; 程
13、序 END3; : END2; : END1;,举例：求1到10之和。,O7200； #1=0；存储和的变量初值 #2=1；被加数变量初值 WHILE #2 LE 10 DO 1；当被加数小于等于10时， 执行DO1到END1之间的程序段 #1 =#1+#2；计算和 #2=#2+1；下一个被加数 END 1；循环1结束 M30；,说明： 1、 DOm和ENDm必须成对使用，而且DOm一定要在ENDm指令之前。 2、当指定DO而没有指定WHILE语句时，为一个无限循环。 3、在使用EQ或者NE的条件表达式中,值为空和值为零将会有不同的效果.其它形式的表达式中,空被当作零。 4、IF语句和WHIL
14、E语句，从逻辑关系上说，二者不过是从正反两个方面描述一件事情，从实现的功能上说，具有相当的可替代性。 IF语句使用更多、更灵活。,三、用户宏程序应用实例,（一）、椭圆宏程序的编制,椭 圆 标 准 方 程,|x| a,|y| b,|x| b,|y| a,关于x轴、y轴成轴对称；关于原点成中心对称。,（ a ,0 ）,(0, b),（ b ,0 ）,(0, a),( c,0),(0, c),长半轴长为a,短半轴长为b.,焦距为2c;,a2=b2+c2,用户宏程序应用实例,椭圆方程的数学变形,椭圆标准方程,X,Z,椭圆宏程序的编制,此即为椭圆的参数方程,其中的几何意义为离心角(极角)， 椭圆几何角度
15、。,椭圆参数方程,椭圆宏程序的编制,G01 X#24 Z#26 F#9;,椭圆宏程序的编制,【例1】编制如图所示椭圆的精加工程序。,1、椭圆本体宏程序编制,自变量赋值说明 1（A）椭圆长半轴（40） #2=（B）椭圆短半轴（23） #24=（X）椭圆X坐标（因变量） #26=（Z）椭圆Z坐标（自变量）,椭圆起点坐标(38.4 0),O0001; M03 S600; T0101; G00 X40. Z2.; #1=40; #2=23; #7=0.5；Z坐标每次变化量 #23=-22；椭圆中心在工件坐标系Z向坐标 26=22；自变量Z的起始坐标 N20 IF 26 LT -22 GOTO 50； 24 = #2*SQRT#1*#1 - #26*#26 /#1 ； G01 X2*#24 Z#26 +#23 F0.1； #26 = #26 #7； GOTO 20； N50 G00 U10. Z2.； X100. Z100.; M30；,2、实际加工中宏程序的灵活运用,【例2】零件材料45钢，毛坯为50mm100mm，按图要求完成零件右端外圆部分数控加工程序。,使用G73与宏程序的嵌套编程,O0001; M03 S600; T0101 M08; G40 G00 X55. Z2.; G73 U8.5 W0. R9; G73 P
