重慶科創(chuàng)學(xué)院-宏程序的編制

重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院項(xiàng)目十九宏程序的編制［學(xué)習(xí)目標(biāo)］

1．學(xué)會(huì)數(shù)控車床用戶宏程序的編制。

2．學(xué)會(huì)數(shù)控車床用R參數(shù)編制程序。［學(xué)習(xí)重點(diǎn)］ 編程中變量使用、賦值、運(yùn)算、轉(zhuǎn)移［學(xué)習(xí)難點(diǎn)］ 編程中變量使用、賦值、運(yùn)算、轉(zhuǎn)移一、基本知識(shí)學(xué)習(xí)

FANUC0i-MATE-TC系統(tǒng)具備宏程序功能。宏程序通過(guò)編輯其本體變量來(lái)改變刀具路徑和刀具位置,特別適合圖形一樣，只是尺寸不同的系列零件的編程和工藝路徑一樣，只是位置數(shù)據(jù)不同的系列零件的編程，還能用于拋物線、橢圓、雙曲線等沒(méi)有插補(bǔ)指令的曲線的編程。宏程序的使用不僅使得手工編程效率大大提高，更是拓寬了機(jī)床的使用范圍，使數(shù)控手工編程更加靈活。在SIMENS802D系統(tǒng)中具有R參數(shù)編程功能，其作用與FANUC0i-MATE-TC系統(tǒng)的宏程序類似。（一）FANUC0i-MATE-TC系統(tǒng)的用戶宏程序含有變量的子程序叫做用戶宏程序，在程序中調(diào)用用戶宏程序的那條指令叫用戶宏指令(G65)。

1．變量用一個(gè)可賦值的代號(hào)代替具體的坐標(biāo)值，這個(gè)代號(hào)就稱為變量。變量又分為系統(tǒng)變量、公共變量和局部變量三類，它們的性質(zhì)和用途各不相同。

(1)系統(tǒng)變量這是固定用途的變量，它的值決定了系統(tǒng)的狀態(tài)。FANUC中的系統(tǒng)變量為#1000～#1015、#1032、#3000等。

(2)公共變量是指在主程序內(nèi)和由主程序調(diào)用的各用戶宏程序內(nèi)公用的變量。FANUC中共有600個(gè)公共變量，它們分兩組，一組是#100～#199；另一組是#500～#999.當(dāng)斷電時(shí),變量#100-#199初始化為空,變量#500-#999的數(shù)據(jù)保存,即使斷電也不丟失.

(3)局部變量指局限于在用戶宏程序內(nèi)使用的變量。同一個(gè)局部變量在不同的宏程序內(nèi)其值是不通用的。FANUC系統(tǒng)有33局部變量，分別為#1-#33。FANUC局部變量賦值(部分)對(duì)照表見(jiàn)表1-19-1。2．變量的演算

(1)加減型運(yùn)算加減型運(yùn)算包括加、減、邏輯加和排它的邏輯加。分別用以下四個(gè)形式表達(dá)：

#i=#j+#k#i=#j-#k#i=#jOR#k#i=#jXOR#k式中，i、j、k為變量；+、一、OR、XOR稱為演算子。

(2)乘除型運(yùn)算乘除型運(yùn)算包括乘、除和邏輯乘。分別用以下形式表達(dá)：#i=#j*#k#i=#j/#k#i=#jAND#k3．變量的函數(shù)表1-19-2列出FANUC一些常用的函數(shù)。表1-19-1FANUC系統(tǒng)局部變量賦值對(duì)照表表1-19-2FANUC宏程序常用計(jì)算功能

4．變量的賦值由于系統(tǒng)變量的賦值情況比較復(fù)雜，這里只介紹公共變量和局部變量的賦值。變量的賦值方式可分為直接和間接兩種。

(1)直接賦值例：#2=116(表示將數(shù)值116賦值于#2變量)#103=#2(表示將變量#2的即時(shí)值賦于變量#103)

(2)間接賦值間接賦值就是用演算式賦值，即把演算式內(nèi)演算的結(jié)果賦給某個(gè)變量。圖5．18是一個(gè)橢圓，欲車削1/4橢圓(圖中粗線部分)的回轉(zhuǎn)輪廓線，要求在數(shù)控程序中用任意一點(diǎn)D的z值(用2號(hào)變量)來(lái)表達(dá)該點(diǎn)的x值(用5號(hào)變量)。

轉(zhuǎn)為變量表達(dá)式為：5號(hào)變量=(1號(hào)變量+1號(hào)變量)*

間接賦值情況為：N5#1=50：N10#3=80：N15#5=[#1+#1]*SQRT[1-#2*#2／#3／#3]圖1-19-1橢圓變量設(shè)置圖1-19-1所示橢圓的方程為：X2/a2+Z2/b2=1(X值為半徑值)即X=2(X值為直徑值)

(3)在用戶宏指令中為用戶宏程序內(nèi)的局部變量賦值以單層宏程序?yàn)槔囅鲌D1-19-1中從A點(diǎn)到B點(diǎn)的四分之一橢圓回轉(zhuǎn)零件，采用直線逼近(也叫擬合)，在z向分段，以1mm為一個(gè)步距，并把z作為自變量。為了適應(yīng)不同的橢圓(即不同的長(zhǎng)短軸)、不同的起始點(diǎn)和不同的步距，我們可以編制一個(gè)只用變量不用具體數(shù)據(jù)的宏程序，然后在主程序中調(diào)用該宏程序的用戶宏指令段為上述變量賦值。這樣，對(duì)于不同的橢圓、不同的起始點(diǎn)和不同的步距，不必更改宏程序，而只要修改主程序中用戶宏指令段內(nèi)的賦值數(shù)據(jù)就可以了。以#6變量代表步距，以80賦于#2代表起始點(diǎn)A的z坐標(biāo)值。

例1

用戶宏指令局部變量。主程序 宏程序

O1012 01013N5… N5#5=[#1+#1]*SQRT[1-#2*#2/#3/#3]；

… N10G1X#5Z#2F60;N××G65P1013 N15#2=#2-#6；

A50B80C80K1；

… N20GOTO5：

N××M30； N25M99；％ ％

5．轉(zhuǎn)向語(yǔ)句轉(zhuǎn)向語(yǔ)句分為無(wú)條件轉(zhuǎn)向語(yǔ)句和條件轉(zhuǎn)向語(yǔ)句兩種。

(1)無(wú)條件轉(zhuǎn)向語(yǔ)句 程序段格式為：GOTON

其中N為程序段號(hào)例：GOTO85表示無(wú)條件轉(zhuǎn)向執(zhí)行N85的程序段，而不論N85程序段在轉(zhuǎn)向語(yǔ)句之前還是其后。

(2)條件轉(zhuǎn)向語(yǔ)句 條件轉(zhuǎn)向語(yǔ)句一般由條件式和轉(zhuǎn)向目標(biāo)兩部分構(gòu)成。程序段格式為：IF[aGTb]GOTOc

表示為“如果a>b，那么轉(zhuǎn)向執(zhí)行NC程序段”。a和b可以是數(shù)值、變量或含有數(shù)值及變量的算式，c是轉(zhuǎn)向目標(biāo)的程序段。大于、等于、大于等于、小于,小于等于分別用GT、EQ、GE、LT,LE表示。條件轉(zhuǎn)向語(yǔ)句在宏程序內(nèi)使用比較廣泛。使用條件轉(zhuǎn)向語(yǔ)句，能編出準(zhǔn)確的用戶宏程序。對(duì)于圖5．18中的橢圓，我們?cè)谇笆龅幕A(chǔ)上加一個(gè)用#7變量代表切削終點(diǎn)B的z坐標(biāo)值(在該例中，#7等于零)，它可以在宏指令中用D賦值。

例2

用戶宏指令用轉(zhuǎn)向語(yǔ)句。主程序 宏程序

01014 01015N5… N5#5=[#1+#1]*SQRT[1-#2*#2／#3／#3]；

… N10G1X#5Z#2F60：

N××G65P1015 N15#2=#2-#6；A50B80C80DOK1；

… N20IF[#2GE#7]GOTO5；

N××M30； N25M99；％ ％

（二）宏程序轉(zhuǎn)移和循環(huán)在程序中，使用G0TO語(yǔ)句和IF語(yǔ)句可以改變控制的流向。有三種轉(zhuǎn)移和循環(huán)操作可供使用：無(wú)條件轉(zhuǎn)移:GOTO語(yǔ)句 條件轉(zhuǎn)移:IF語(yǔ)句(IF…THEN…)循環(huán):WHILE語(yǔ)句1．無(wú)條件轉(zhuǎn)移(GOTO語(yǔ)句)轉(zhuǎn)移到標(biāo)有順序號(hào)n的程序段。GOTOn；n：順序號(hào)(1～99999)例:GOT01；可用表達(dá)式指定順序號(hào)。GOTO#10；2、條件轉(zhuǎn)移(IF語(yǔ)句)IF之后指定條件表達(dá)式。IF[<條件表達(dá)式>]GOTOn如果指定的條件表達(dá)式滿足時(shí)，轉(zhuǎn)移到標(biāo)有順序號(hào)n的程序段。如果指定的條件表達(dá)式不滿足，執(zhí)行下個(gè)程序段。

如果變量#1的值大于10，轉(zhuǎn)移到順序號(hào)N2的程序段.(1)IF<條件表達(dá)式>]THEN

如果條件表達(dá)式滿足，執(zhí)行預(yù)先決定的宏程序語(yǔ)句。只執(zhí)行一個(gè)宏程序語(yǔ)句。 如果#1和#2的值,0賦給#3.(2)IF[#1EQ#2]THEN#3=0；

說(shuō)明: 1．條件表達(dá)式必須包括算符。算符插在兩個(gè)變量中間或變量和常數(shù)中間，并且用括號(hào)([，])封閉。表達(dá)式可以替代變量。

2．運(yùn)算符由2個(gè)字母組成．用于兩個(gè)值的比較，以決定它們是相等還是一個(gè)值小于或大于另一個(gè)值。注意，不能使用不等符號(hào)。3．循環(huán)(WHILE語(yǔ)句)

在WHILE后指定一個(gè)條件表達(dá)式,當(dāng)指定條件滿足時(shí)，執(zhí)行從DO到END之間的程序。否則，轉(zhuǎn)到END后的程序段。

說(shuō)明：

1．當(dāng)指定的條件滿足時(shí),執(zhí)行WHILE從DO到END之間的程序.否則,轉(zhuǎn)而執(zhí)行END之后的程序段。這種指令格式適用于IF語(yǔ)句。D0后的號(hào)和END后的號(hào)是指定程序執(zhí)行范圍的標(biāo)號(hào)，標(biāo)號(hào)值為1，2．3。

2．嵌套:在DO-END循環(huán)中的標(biāo)號(hào)(1到3)可根據(jù)需要多次使用。但是，當(dāng)程序有交叉重復(fù)循環(huán)(DO范圍的重疊)時(shí)，出現(xiàn)P/S報(bào)警No.124。

3．無(wú)限循環(huán):當(dāng)指定DO而沒(méi)有指定WHILE語(yǔ)句時(shí)，產(chǎn)生從DO到END的無(wú)限循環(huán)。

4．處理時(shí)間:當(dāng)在GOTO語(yǔ)句中有標(biāo)號(hào)轉(zhuǎn)移的語(yǔ)句時(shí)，進(jìn)行順序號(hào)檢索。反向檢索的時(shí)間要比正向檢索長(zhǎng)。用WHILE語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)可減少處理時(shí)間。

5．未定義的變量:在使用EQ或NE的條件表達(dá)式中，<空>和零有不同的效果。在其它形式的條件表達(dá)式中，<空>被當(dāng)作零。

（三）SIMENS802D系統(tǒng)的R參數(shù)編程1．計(jì)算參數(shù)R

功能要使一個(gè)NC程序不僅僅適用于特定數(shù)值下的一次加工，或者必須要計(jì)算出數(shù)值，這兩種情況均可以使用計(jì)算參數(shù)。你可以在程序運(yùn)行時(shí)由控制器計(jì)算或設(shè)定所需要的數(shù)值；也可以通過(guò)操作面板設(shè)定參數(shù)數(shù)值。如果參數(shù)已經(jīng)賦值，則它們可以在程序中對(duì)由變量確定的地址進(jìn)行賦值。 編程R0=…到R299=…

賦值你可以在以下數(shù)值范圍內(nèi)給計(jì)算參數(shù)賦值:±(0.0000001…99999999) (8位，帶符號(hào)和小數(shù)點(diǎn))在取整數(shù)值時(shí)可以去除小數(shù)點(diǎn)。正號(hào)可以一直省去。

舉例：

R0=3.5678R1=-37.3R2=2R3=-7R4=-45678.123

用指數(shù)表示法可以賦值更大的數(shù)值范圍：

±(10-300…10+300)。指數(shù)值寫在EX符號(hào)之后；最大符號(hào)數(shù)：10(包括符號(hào)和小數(shù)點(diǎn))。

EX值范圍:-300到+300舉例:R0=-0.1EX-5;意義：R0=-0.000001R1=1.874EX8;意義：R1=187400000注釋：一個(gè)程序段中可以有多個(gè)賦值語(yǔ)句；也可以用計(jì)算表達(dá)式賦值。給其它的地址賦值通過(guò)給其它的NC地址分配計(jì)算參數(shù)或參數(shù)表達(dá)式，可以增加NC程序的通用性。可以用數(shù)值、算術(shù)表達(dá)式或R參數(shù)對(duì)任意NC地址賦值。但對(duì)地址N、G和L例外。賦值時(shí)在地址符之后寫入符號(hào)“=”。賦值語(yǔ)句也可以賦值一負(fù)號(hào)。給坐標(biāo)軸地址(運(yùn)行指令)賦值時(shí)，要求有一獨(dú)立的程序段。

舉例:N10G0X=R2;給X軸賦值參數(shù)的計(jì)算在計(jì)算參數(shù)時(shí)也遵循通常的數(shù)學(xué)運(yùn)算規(guī)則。園括號(hào)內(nèi)的運(yùn)算優(yōu)先進(jìn)行。另外，乘法和除法運(yùn)算優(yōu)先于加法和減法運(yùn)算。角度計(jì)算單位為度。允許的計(jì)算功能參見(jiàn)章節(jié)“指令表”。 編程舉例:R參數(shù)N10R1=R1+1;由原來(lái)的R1加上1后得到新的R1N20R1=R2+R3R4=R5-R6R7=R8*R9R10=R11/R12N30R13=SIN(25.3);R13等于正弦25.3度N40R14=R1*R2+R3;乘法和除法運(yùn)算優(yōu)先于加法和減法運(yùn)算R14=(R1*R2)+R3N50R14=R3+R2*R1;與N40一樣N60R15=SQRT(R1*R1+R2*R2); 意義:R15=R12+R22

編程舉例：坐標(biāo)軸賦值N10G1G91X=R1Z=R2F3N20Z=R3N30X=-R4N40Z=-R5…

（四）SIMENS802D系統(tǒng)的程序跳轉(zhuǎn)1．標(biāo)記符—程序跳轉(zhuǎn)目標(biāo)功能標(biāo)記符或程序段號(hào)用于標(biāo)記程序中所跳轉(zhuǎn)的目標(biāo)程序段，用跳轉(zhuǎn)功能可以實(shí)現(xiàn)程序運(yùn)行分支。標(biāo)記符可以自由選取，但必須由2-8個(gè)字母或數(shù)字組成，其中開(kāi)始兩個(gè)符號(hào)必須是字母或下劃線。跳轉(zhuǎn)目標(biāo)程序段中標(biāo)記符后面必須為冒號(hào)。標(biāo)記符位于程序段段首。如果程序段有段號(hào)，則標(biāo)記符緊跟著段號(hào)。在一個(gè)程序段中，標(biāo)記符不能含有其它意義。程序舉例N10MARKE1:G1X20;MARKE1為標(biāo)記符，跳轉(zhuǎn)目標(biāo)程序段…TR789:G0X10Z20;TR789為標(biāo)記符，跳轉(zhuǎn)目標(biāo)程序段沒(méi)有段號(hào)N100…;程序段號(hào)可以是跳轉(zhuǎn)目標(biāo)

2．絕對(duì)跳轉(zhuǎn)功能NC程序在運(yùn)行時(shí)以寫入時(shí)的順序執(zhí)行程序段。程序在運(yùn)行時(shí)可以通過(guò)插入程序跳轉(zhuǎn)指令改變執(zhí)行順序。跳轉(zhuǎn)目標(biāo)只能是有標(biāo)記符或一個(gè)程序段號(hào)的程序段。此程序段必須位于該程序之內(nèi)。絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令必須占用一個(gè)獨(dú)立的程序段。編程GOTOFLabel;向前跳轉(zhuǎn)（向程序結(jié)束的方向）GOTOBLabel;向后跳轉(zhuǎn)（向程序開(kāi)始的方向）說(shuō)明GOTOF向前跳轉(zhuǎn)(向程序結(jié)束的方向跳轉(zhuǎn))GOTOB向后跳轉(zhuǎn)(向程序開(kāi)始的方向跳轉(zhuǎn))Label所選的字符串用于標(biāo)記符或程序段號(hào)

編程N(yùn)10...N20GOTOFMARKE0...N50MARKE0:R1=R2+R3N51;jumptolabelMARKE1...;jumptolabelMARKE0GOTOFMARKE1程序執(zhí)行G0X...Z......MARKE2:X...Z...N100M2;endofprogramMARKE1:X...Z...N150GOTOBMARKE2;jumptolabelMARKE2

3．有條件跳轉(zhuǎn)功能用IF-條件語(yǔ)句表示有條件跳轉(zhuǎn)。如果滿足跳轉(zhuǎn)條件（也就是值不等于零），則進(jìn)行跳轉(zhuǎn)。跳轉(zhuǎn)目標(biāo)只能是有標(biāo)記符或程序段號(hào)的程序段。該程序段必須在此程序之內(nèi)。有條件跳轉(zhuǎn)指令要求一個(gè)獨(dú)立的程序段。在一個(gè)程序段中可以有許多個(gè)條件跳轉(zhuǎn)指令。使用了條件跳轉(zhuǎn)后有時(shí)會(huì)使程序得到明顯的簡(jiǎn)化。編程IF條件GOTOFLabel;向前跳轉(zhuǎn)IF條件GOTOBLabel;向后跳轉(zhuǎn)AWL說(shuō)明GOTOF向前跳轉(zhuǎn)（向程序結(jié)束的方向跳轉(zhuǎn)）GOTOB向后跳轉(zhuǎn)（向程序開(kāi)始的方向跳轉(zhuǎn)）Label所選的字符串用于標(biāo)記符或程序段號(hào)IF跳轉(zhuǎn)條件導(dǎo)入符條件作為條件的計(jì)算參數(shù)，計(jì)算表達(dá)式表1-19-3SIMENS系統(tǒng)的跳轉(zhuǎn)功能說(shuō)明

表1-19-4SIMENS系統(tǒng)的比較運(yùn)算功能說(shuō)明運(yùn)算符意義==等于<>不等>大于<小于>=大于或等于<=小于或等于二、實(shí)踐訓(xùn)練1．實(shí)踐內(nèi)容：利用宏指令編程加工2．具體要求：完成圖示零件編程加工

3．基本工藝（1）變量使用#1：短半軸長(zhǎng)度（20）#2：長(zhǎng)半軸長(zhǎng)度（30）#3：橢圓上要加工點(diǎn)的X方向坐標(biāo)值（在宏程序中由#4計(jì)算，是直徑值）#4：橢圓上加工點(diǎn)的Z坐標(biāo)（初值為0，在本題中變化范圍為0~-23）

（2）變量運(yùn)算思路 采用直線逼近(也叫擬合)，以Z坐標(biāo)作為自變量，在Z向以0.1mm為每一個(gè)步距來(lái)分段。假設(shè)以橢圓中心作為坐標(biāo)軸則（X0/2）2/202+Z02/302=1。但在本題中編程坐標(biāo)原點(diǎn)與橢圓中心存在一個(gè)偏距，橢圓中心在編程坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值為（X80，Z-5），即所有計(jì)算出的擬合點(diǎn)坐標(biāo)都應(yīng)該加上相應(yīng)的X和Z偏差值 即#3=X0+80#4=-5+Z0Z0=#4+5

將Z0=#4+5代入上式得