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1、第八章 宏程序简介 第一节 概述 在编程工作中，我们经常把能完成某一功能的一系列指令像子程序那样存入存储器，用一个总指令来代表它们，使用时只需给出这个总指令就能执行其功能。所存入的这一系列指令称作用户宏程序本体，简称宏程序。这个总指令称作用户宏程序调用指令。在编程时，编程员只要记住宏指令而不必记住宏程序。 用户宏程序与普通程序的区别在于：在用户宏程序本体中，能使用变量；可以给变量赋值；变量间可以运算；程序可以跳转。而普通程序中，只能指定常量，常量之间不能运算，程序只,能顺序执行，不能跳转，因此功能是固定的，不能变化。用户宏功能是用户提高数控机床性能的一种特殊功能。 宏程序本体既可以由机床生产厂
2、提供，也可以由机床用户自己编制。使用时，先将用户宏主体像子程序一样存入到内存里，然后用子程序调用指令调用。 华中数控系统和FANUC数控系统的宏指令及变量大体相同，而西门子数控系统的宏指令及变量的定义则不大相同。,第二节 宏程序基础知识 一、变量（HNC、FANUC系统） 在常规的主程序和子程序内，总是将一个具体的数值赋给一个地址，为了使程序更具通用性、灵活性，在宏程序中设置了变量。 华中世纪星和FANUC 0i数控系统的变量有相同的表达方式，以“#”和数字来表示，比如：“#10”表示一个变量。而西门子SINUMERIK 802D的变量又叫做R参数，它用字母“R”和数字来表示，比如“R10”。
3、 现在以列表形式来比较各系统的区别。 表8-1 变量的区别,局部变量和全局变量是华中世纪星和FANUC的说法。局部变量只能用于宏程序中存储数据，比如：运算结果等。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。全局变量在不同的宏程序中的意义相同。FANUC系统的空变量#0总是空，没有值能赋给该变量。,（1）变量的表示 变量可以用“#”号和跟随其后的变量序号来表示。 #i (i=1,2,3,) 例： #5，#109，#501 （2）变量的引用 将跟随在一个地址后的数值用一个变量来代替，即引入了变量。 例：对于 F#103=50时，则为F50； 对于Z=-#110,若#110=
4、100时，则Z为-100； 对于G#130，若#130=3时,则为G03。 表8-2 各系统变量引用和赋值的对比,（3）变量的类型 FANUC-0iM系统的变量分为公共变量和系统变量两类。 1）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。 局部变量的序号为：#1 #33 2）公共变量 公共变量是在主程序和主程序调用的各用户程序内公共的变量。也就是说，在一个宏指令中的#i与在另一个宏指令中的#i是相同的. 公共变量的序号为：#100#199；#500#599。其中#100199公共变量在电源断电后即清零，重新开
5、机时被设置为“0”；#500#599公共变量即使断电后，它们的值也保持不变，因此也称保持型变量。 3）系统变量 系统变量定义为：有固定用途的变量。它的值决定系统的状态。系统变量包括,刀具偏置变量，接口的输入/输出信号变量， 位置信息变量等。 系统变量的序号与系统的某种状态有严格的对应关系。 二、计算参数（SIEMENS系统） 在SIEMENS系统中，变量称为计算参数。 （1）表示方法 用“R”和紧跟其后的序号来进行表示。 如：R1，R5，R110等。 SIEMENS系统中可以引用的参数为：R0R299。 （2）参数的赋值 1）直接赋值 可以在下面数值范围内直接赋值： +（0.000000199
6、99.9999）,如：R1=3.5678 R5=27.2 R4=-7 R10=-12.365 2）给地址赋值 R参数可以给任意的NC地址赋值，但对地址N、G、L除外。赋值时，在地址符之后加“=”。 例如：G0 X=R1 Y=R2 （给X、Y赋值） 三、常量 在华中世纪星数控系统还定义了常量。 PI： 圆周率 TRUE： 条件成立(真) FALSE： 条件不成立(假) 四、运算符与表达式 (1) 算术运算符 +， - ，* ，/ 表示加，减，乘，除。,(2) 条件运算符 EQ（=），NE（），GT（），GE() ，LT()，LE() (3) 逻辑运算符 AND， OR， NOT (4) 函数 S
7、IN， COS， TAN ，ATAN ，ATAN2， ABS，INT， SIGN， SQRT， EXP (5) 表达式 用运算符连接起来的常数，宏变量构成表达式。 例如：175/SQRT2 * COS55 * PI/180 ； #3*6 GT 14 表8-3 各系统使用的条件运算符,五、函数 各个系统的常用函数如表8-4所示。 表上所列的三角函数的角度单位是度，使用其它角度单位时需要换算。,表8-4 各个系统的常用函数,第三节 常用宏指令及其应用实例 一、赋值语句 把常数或表达式的值送给一个宏变量称为赋值。在赋值语句中先计算，然后再赋值。 格式：宏变量=常数或表达式 例如： #2 = 175/
8、SQRT2*COS55*PI/180 ； #3 = 124.0 表8-5 各系统赋值语句的格式,说明:上表所列均表示把50.0这个常数赋给变量#10（或R10）.,二、运算次序 （）函数； （2）乘和除运算（*， /， AND）； （3）加和减运算（+， -， OR， XOR）。 三、跳转和循环指令 在程序中，使用跳转和循环功能可以改变控制的流向，从而可以实现程序的控制。如下表8-6,所示为三种数控系统跳转和循环语句的结构和种类。 表8-6 三种系统跳转和循环语句的结构和种类,1、华中系统程序跳转功能 （1）条件判别语句IF ，ELSE， ENDIF 格式(i)： IF 条件表达式； ；,EL
9、SE； ENDIF； 格式(ii)：IF 条件表达式； ； ENDIF； （2）循环语句 WHILE， ENDW 格式： WIIILE 条件表达式； ； ENDW； （3）编程举例： 例8-1：利用宏程序编程，加工如图8-1所示的工件。 参考程序如下所示：,图8-1 半球,2、FANUC系统程序跳转功能 （1）无条件转移 （GOTO语句） 转移到标有顺序号n的程序段，当指定1到99999以外的顺序号时，出现P/S报警No.128，可,用表达式指定顺序号。 格式：GOTOn； n顺序号（1到99999） 例：GOTO 1； GOTO #10； （2）条件转移（IF语句） 1）格式：IFGOTO
10、n； IF之后指定条件表达式。如果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，执行下个程序段。 例如：,2）IFTHEN； 如果条件表达式满足，执行预先决定的宏程序语句（即THEN之后的语句），并且只执行一个宏程序语句。 例：如果#1和#2的值相同，0赋给#3。 IF#1 EQ #2 THEN #3=0；,注意： 条件表达式必须包括关系运算符。运算符插在两个变量中间或变量和常数中间，并且用括号（，）封闭。表达式可以替代变量。 例8-2：计算数值110的总和。 参考程序：,（3）循环(WHILE 语句) 在WHILE 后指定一个条件表达式。当指定条件满足时，
11、执行从DO到END之间的程序，否则转到END后的程序段。 说明： 当指定的条件满足时，执行WHILE从DO到END之间的程序，否则，转而执行END 之后的程序段。这种指令格式适用于IF 语句。DO 后的数字和END,后的数字是指定程序执行范围的标号，标号值为1、2、3。若用1、2、3以外的值会产生P/S报警No.126。如下所示：,嵌套：在DOEND 循环中的标号1 到3 可根据需要多次使用。但是，当程序有交叉重复循环（DO范围的重叠）时，出现P/S报警No.124。结果如下所示：,例8-3：计算数值1到10的总和。 参考程序：,3、SIEMENS 802D系统程序跳转功能 （1）标记符程序跳
12、转目标,标记符或程序段号用于标记程序中所跳转的目标程序段，用跳转功能可以实现程序运行分支。标记符可以自由选取，但必须有2-8个字母或数字组成，其中开始的两个字符必须是字母或下划线。跳转目标程序段中，标记符后面必须为冒号，标记符位于程序段首。如果程序段有段号，则标记符紧跟着段号。 在一个程序段中，标记符不能含有其他含义。 如：N10 MARK1：G1 X20 MARK1为标记符 TR256：G0 X10 Z20 TR256为标记符 N100 程序段号可以为跳转目标.,（2）绝对跳转 格式：GOTOF LABE1 GOTOB LABE1 说明：GOTOF：向前跳转（向程序结束的方向跳转） GOTO
13、B：向后跳转（向程序开始的方向跳转） LABE1：标记符或程序段号。 跳转目标只能是有标记符的程序段。此程序段必须位于该程序内。 例8-4：绝对跳转。,（3）有条件跳转 1）格式：IF 条件 GOTOF LABE1 ；向前跳转 IF 条件 GOTOB LABE1 ；向后跳转 说明： IF：跳转条件导入符； 条件：作为条件的计算参数，计算表达式。 2）运算符： =（等于），（不等于），（大于）， =（大于或等于），=（小于或等于） 3）功能：如果满足跳转条件（即条件成立），则进行跳转；否则，不进行跳转。 有条件跳转指令要求一个独立的程序段。,4）例8-5 有条件跳转。 圆弧上点的移动（图8-2所
14、示） 已知：起始角： 30 R1 圆弧半径： 32mm R2 位置间隔： 10 R3 点数： 11 R4 圆心位置Z轴方向： 50mm R5 圆心位置X轴方向： 20mm R6 程序如下： N10 R1=30 R2=32 R3=10 R4=11 R5=50 R6=20 赋初值 N20 MAI：G0 Z=R2*COS（R1）+R5 X=R2*SIN（R1）+R6 坐标轴地址的计算、赋值及标记 N30 R1=R1+R3 R4=R4-1,图8-2 圆弧上点的移动,N40 IF R40 GOTOB MAI N50 M2,思考练习题 8-1 应用宏程序(或R参数)编程方法实现如图8-3孔群的钻孔加工。 8-2 应用宏程序(或R参数)编程方法实现如图8-4所示变斜角斜面的加工。 8-3 编制如图8-5中零件的加工程序。 要求： （1）列出所用刀具和加工工艺。 （2）编制出加工程序。,图8-4 变斜角斜面加工,图8-5 用宏程序编程练习,
