數(shù)控FANUC系統(tǒng)宏程序及教程

1、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(zhuǎn)移指令，還可以方便地實現(xiàn)循環(huán)程序設計。使相同加工操作的程序更方便，更靈活。本章以FANUC系統(tǒng)為例介紹宏程序設計的內(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10-291047或-10 47-10-29,如果計算

2、結(jié)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 10-291047或-1047-10-29,如果計算結(jié)果超過該范圍則發(fā)出P/S報警No.111 o4. 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

3、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、0、N、P不能用，地址I、J、K必須按順序使用，其它地址順序無要求。舉例：G65 P3000 L2 B4 A5 D6 J7 K8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：G65 P3000 L2 B3 A4 D5 K6 J5不正確（J、K不符

4、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

5、定的自變量類型有效。舉例：G65 A1.0 B2.0 I-3.0 I4.0 D5.0 plOOO 宏程序中：#1:1.0#220,#3:#4:-3.0#5:#6:#7:5.0說明：14.0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14.0。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，若在另一級程序（如子程序）中使用，則意義不同。本級變量主要用于變量間的相互傳遞， 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

6、調(diào)用一個 含有同名變量的宏程序，級別加1,前一級的變量被保存。當一個宏程序結(jié)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）O0001O0002O0003O0004O0005#1=1;#1=2#1=3#1=4#1=5G65P2A2 ;G65P3A3G65P4A4G65P5P55 55 55 55 55 5M99M30M99M99M9912.2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+#2X坐標的值是變量1與變量2之和。2. 三

7、角函數(shù)計算對宏程序中的變量可進行正弦（SIN八 反正弦（ASIN八 余弦（COS八 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#仁 #2+#3常數(shù)可以代替變量減法#i=#j-#k#仁 #2-#3乘法#i=#j*#k#仁 #2*#3除法#I=#j*#k#仁 #2/#3三角函數(shù)運算正弦#i=SIN#j#仁 SIN#2角度以度指定35 30表示為35.5常數(shù)可以代替變量反正弦#i=ASI#j#仁 ASIN#2余弦#i=COS#j#仁

8、COS#2反余弦#i=ACOS#j#仁 ACOS#2正切#i=TAN#j#仁 TAN#2反正切#i=ATAN#j#仁 ATAN#2其它函數(shù)運算平方根#i=SQRT#j#仁 SQRT#2常數(shù)可以代替變量絕對值#i=ABS#j#仁 ABS#2舍入#i=ROUN#j#仁 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#仁 EXP#2邏輯運算與#i=#jAND#k#仁 #2AND#2按位運算或#i=#j OR #k#仁 #2OR#2異或#i=#j XOR #k#仁 #2XOR#2轉(zhuǎn)換運算BCD 轉(zhuǎn)

9、BIN#i=BIN#j#仁 BIN#2BIN 轉(zhuǎn) BCD#i=BCD#j#1= BCD#2對于反反正弦（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-11時發(fā)出P/S報警No.111。對于反余弦（ACOS）的取值范圍如下：取值范圍180 0當#j超出-11時發(fā)出P/S報警No.111。對于反正切（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 1803. 其它函數(shù)計算

10、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八指數(shù)（EXP）運算。運算功能和格式如表 12-3所示。對于自然對數(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。對于批數(shù)函數(shù) EXP#j,相對誤差可能大于10-8。當運算結(jié)果大于 3。65 X 1047 （j大約110） 時，出現(xiàn)溢出并發(fā)出 P/S報警No.111。對于取整函數(shù) ROUN#j，根據(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。對于上取整

11、FIF#j，絕對值值大于原數(shù)的絕對值。對于下取整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#仁-1.2，則#2=FIX#1的值是-2.0。 假設#仁-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(zhuǎn)換變量可以在BCD碼與二進制之間轉(zhuǎn)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。（1）等于（EQ）用EQ與兩個變量（或表達式）組成表達式，

12、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。（2）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。（3）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。（4）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）

13、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。（5）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。（6）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

14、。（2 ）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。（3 ）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。（4 ）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(jié)構(gòu)宏程序從結(jié)構(gòu)上可以有

15、順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。本節(jié)介紹分支和循環(huán)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)方法。1. 無條件轉(zhuǎn)移（GOTO ）格式：GOT On ; n為順序號（19999）例如，GOTO6 ；語句組N6 G00X100 ；執(zhí)行GOTO6語句時，轉(zhuǎn)去執(zhí)行標號為 N6的程序段。2. 條件轉(zhuǎn)移（IF）格式：IF關系表達式GOTOn;例如，IF#1LT30GOTO7語句組N7G00X100X5如果#1大于30，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移（IF）格式：IF表達式THENTHEN后只能跟一個語句。例如，IF#1EQ#2THEN#3=0;當#1等于#2時，將0賦給變量#3。4. 循環(huán)（

16、WHILE）格式：WHILE關系表達式D0 m;語句組；END m ；當條件表達式成立時執(zhí)行從DO到END之間的程序，否則轉(zhuǎn)去執(zhí)行 END后面的程序段。例如，#1=5 ；WHILE#1LE30DO 1；#仁#1+5 ；G00X#1Y#1 ；END 1 ；M99 ；當#1小于等于30時，執(zhí)行循環(huán)程序，當#1大于30時結(jié)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：G65 P （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）一一被調(diào)用的宏程序代號；L （重復次數(shù)）一

17、一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 （00018999為宏程序號）/程序名N10 指令J JN30 M99/宏程序結(jié)束宏程序以程序號開始，以 M99結(jié)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鍵槽銃刀分兩層銃削，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

18、序00001N0001 G92X0.0Y0.0Z150.0 ;N0002 M03S300 ;N0003 G00X-80.0 ;N0004 G00Z1.0 ;N0005 G01Z0.0F100.0N0006 G65P0100A80.0B50.0C-5.0N0007 G65P0100A80.0B50.0C-10.0N0007 G00Z150.0 ;N0008 G00X0.0Y0.0 ;N0009 M05 ;N0010 M30 ;工件坐標系原點設在工件中心距頂面上主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速刀具移至橢圓左端點處快速接近工件慢速接近工件橢圓長半軸為80,短半軸為50。Z向進刀5mm 橢圓長半軸為80,短半軸為50。

19、Z向進刀5mm 抬刀刀具回起點主軸停程序結(jié)束宏程序01000#10=-#1 ；N1000 G01Z#3 ；WHIL#10LE#1DO1 ；#1 仁SQRT#1*#1-#10*#10*#2/#1；N1001 G01X#10Y#11F100.0 ；#10=#10+0.05 ；END1;#10=#1；WHIL#10GE-#1DO2 ；#1 仁-SQRT#1*#1-#10*#10*#2/#1；#1為長半軸=80，#2為短半軸=50，#10為X坐標#3為Z向進刀深度X坐標小于等于80循環(huán)加工上半橢圓#11為Y坐標用橢圓公式計算 切削進給修改X坐標，X+0.05#1為長半軸=80，#2為短半軸=50，#1

20、0為X坐標X坐標小于等于80循環(huán)加工下半橢圓#11為Y坐標用橢圓公式計算切削進給修改X坐標，X-0.05返回主程序N1002 G01X#10Y#11F100 ;#10=#10-0.05;END2;N1003 M99例2:加工如圖12-2所示的凹槽表面。零件材料為中碳鋼。為保證表面質(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0.2m m,作為精加工余量。精加所示。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鍵槽銃刀1中心島輪廓粗第1層20.

21、0刀補號12T01?20鍵槽銃刀1深度進刀20.0刀補號13T01?20鍵槽銃刀1中心島輪廓粗第2層20.0刀補號14T01?20鍵槽銃刀1中心島輪廓精20.0刀補號25T01?20鍵槽銃刀1矩形凹槽第1層20.0無刀補6T01?20鍵槽銃刀1深度進刀20.0無刀補7T01?20鍵槽銃刀1矩形凹槽第2層20.0無刀補8T01?20鍵槽銃刀1異形凹槽第1層20.0無刀補9T01?20鍵槽銃刀1深度進刀20.0無刀補10T01?20鍵槽銃刀1異形凹槽第2層20.0無刀補11T02?8鍵槽銑刀1凹槽外輪廓粗第1層8.0刀補號312T02?8鍵槽銑刀1深度進刀8.0刀補號313T02?8鍵槽銑刀1凹槽

22、外輪廓粗第2層8.0刀補號314T02?8鍵槽銑刀1凹槽外輪廓精8.0刀補號415T01?20鍵槽銃刀1中心處的上斜面20.0刀補號216T01?20鍵槽銃刀1中心處的下斜面20.0刀補號217T01?20鍵槽銃刀1中心處的右斜面20.0刀補號218T01?20鍵槽銃刀1中心處的左斜面20.0刀補號2表12-2 數(shù)控加工工序卡單位北華航天工業(yè)學院產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號名稱數(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(zhuǎn)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?2030

23、01006D仁 20.42深度進刀T01?20300506D仁 20.43中心島輪廓粗第2層T01?203001006D仁 20.44中心島輪廓精T01?2030010012D2=20.05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?8350806D3=8.412深度進刀T02?8350506D3=8.413凹槽外輪廓粗第2層T02?8350806D3=8.414凹槽外輪廓精

24、T02?83508012D4=8.015中心處的上斜面T01?20300100計算D2=20.016中心處的下斜面T01?20300100計算D2=20.017中心處的右斜面T01?20300100計算D2=20.018中心處的左斜面T01?20300100計算D2=20.0JJJ丿圖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O0100N0101 G92X0.0Y0.0Z150.0;N0102 M06T01H01;N0103 G00Z1.0M03S300.0;N0104 G00X30.0Y25.0;N0105 G01Z-6.0F50.0;N0106 G01X15.

25、0Y15.0G42D1F100.0;N0107 G65P0200I15.0J15.0;N0108 G01X30.0Y25.0G40;N0109 G01Z-12.0F50.0;N0110 G01X15.0Y15.0G42D1F100.0;N0111 G65P0200I15.0J15.0;N0112 G01X30.0Y25.0G40;N0113 G01X15.0Y15.0G42D2F100.0;N0114 G65P0200I15.0J15.0;N0115 G01X30.0Y25.0G40;N0116 G00Z-6.0;N0117 G01X35.0Y29.0;N0118 G65P0200I35.0J

26、29.0;N0119 G01X30.0Y25.0N0120 G01Z-12.0F50.0 ;N0121 G01X35.0Y29.0;N0122 G65P0200I35.0J29.0;N0123 G01X30.0Y25.0N0124 G01Z-6.0;N0125 G65P0300;N0126 G01X30.0Y25.0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。主程序設定坐標系換第1號刀接近工件起動主軸進入切削起點AZ向切入工件（粗加工第 1次深度）A-B（ D1刀補比實際直徑大 0.2mm，右刀補） 調(diào)用切矩形宏

27、程序回切削起點AZ向切入工件（粗加工第 2次深度）A-B（ D1刀補比實際直徑大 0.2mm，右刀補） 調(diào)用切矩形宏程序回切削起點AA-B（ D2與實際直徑相同，精加工）調(diào)用切矩形宏程序回切削起點A抬刀（粗加工第1次深度）A-B （切削矩形無刀補）調(diào)用矩形宏程序回切削起點AZ向切入工件（粗加工第 2次深度）A-B （切削矩形無刀補）調(diào)用矩形宏程序回切削起點A切削兩端余量（粗加工第1次深度）切第1層回切削起點AN0127 G01Z-12.0;N0128 G65P0300;N0129 G01X30.0Y25.0N0130 M06T02H02;N0131 G01X30.0Y25.0;N0132 G0

28、0Z1.0;N0133 G01Z-6.0F50.0;N0134 G01X0.0Y44.0G41D3F100.0;N0135 G65P0400;N0136 G01X30.0Y25.0G40;N0137 G01Z-12.0F50.0;N0138 G01X0.0,Y44.0G41D3F100.0;N0139 G65P0400;N0140 G01X30.0Y25.0G40;N0141 G01X0.0Y44.0G41D4F100.0 ;N0142 G65P0400;N0143 G01Z-2;N0144 G01X30.0Y25.0G40;N0145 M06T01H01;N0146 G01X30.0Y0.0

29、G42D2N0147 G65P0500I30.0J0.0I-30.0J30.0;N0148 G00Z-2.0;N0149 G00X30.0Y25.0G40;N0150 G01X30.0Y0.0G41D2F100.0 ;N0151 G65P0600I30.0J0.0I-30.0J-30.0;N0152 G00Z1.0;N0153 G00X30.0Y25.0G40;N0154 G01Z-2.0F100.0N0155 G01X0.0Y30.0G41D2 ;N0156 G65P0700I0.0J30.0I30.0J-30.0;N0157 G00Z1.0N0158 G00X30.0Y25.0Z-2G42

30、F100.0;N0159 G01Z-2.0N0160 G01X0.0Y30.0G42D2N0161 G65P0800I0.0J30.0I-30.0J-30.0;N0162 G00Z150.0;N0163 G00X0.0Y0.0G42;N0164 M30;Z向進刀（粗加工第 2次深度） 切第2層回切削起點A 換第2把刀 進入切削起點 接近工件切入6mm深（粗加工第1次深度） A-B （切入曲線輪廓到上部長邊的中點） 調(diào)曲線輪廓宏程序進入切削起點AZ向切入深度12mm （粗加工第2次深度） A-B （切入曲線輪廓到上部長邊的中點） 調(diào)曲線輪廓宏程序回起刀點AA-B （切入到長邊中點第 4號刀補）

31、調(diào)用曲線輪廓宏程序 抬刀至斜面頂點高度加工切削起點A 換第1號刀進入上斜面起點處加工上斜面抬刀回切削起點 進入下斜面起點處 加工下斜面抬刀回切削起點下刀進入右斜面起點加工右斜面 抬刀回切削起點下刀進入左斜面起點 加工左斜面Z向回初始位置XY回坐標原點 程序結(jié)束切削矩形宏程序，直刀路線如圖0020012-3和12-4所示。N0201 G01X-#4F100.0;N0202 G01Y-#5;N0203 G01X#4;N0204 G01Y#5;N0205 M99;B-CC-DD-EE-B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。00300N0301 G01X48.0Y29.0F1

32、00 ;A-BN0302 G01X-48.0 ;B-CN0303 G01X-35.0Y0.0 ;C-DN0304 G01X-48.0Y-29.0;D-EN0305 G01X48.0 ;E-FN0306 G01X35.0Y0.0 ;F-GN0307 G01X48.0Y29.0;G-BN0308 M99;返回主程序切削曲線輪廓宏程序，走刀路線如圖12-6所示。00400N0401 G01X-53.0F100.0 ；B-CN0402 G03X-63.0Y34.0R10.0 ；C-DN0403 G01Y20.365 ；D-EN0404 G03X-58.8Y12.219R10.0 ；E-FN0405 G02X-58.8Y-12.219R15.0 ；F-GN0406 G03X-63.0Y-20.3