数控加工中宏程序的编制方法概述

1、 普通程序中，只能指定常量，常量之间不能进行运算，程序只能顺序执行，不能跳转，因此功能固定的，不能变化。用户宏功能是用户提高数控机床性能的一种特珠功能，在相类似工件的加工中巧用宏程序将起到事半功倍的效果。 一、宏程序概述 用户宏程序用户宏程序 用户宏程序（用户宏程序（Custom macroCustom macro）是以变量的组合，）是以变量的组合，通过各种算术和逻辑运算，转移和循环等命令，而通过各种算术和逻辑运算，转移和循环等命令，而编制的一种可以灵活运用的程序，只要改变变量的编制的一种可以灵活运用的程序，只要改变变量的值，即可以完成不同的加工和操作。用户宏程序可值，即可以完成不同的加工和操

2、作。用户宏程序可以简化程序的编制，提高工作效率。宏程序可以像以简化程序的编制，提高工作效率。宏程序可以像子程序一样用一个简单的指令调用。子程序一样用一个简单的指令调用。 用户宏程序与普通程序区别：用户宏程序本体用户宏程序与普通程序区别：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，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，常量之间不能运算，程序只能顺序执行，不能跳转，功能是固定，不能变化。用户宏功能是用户提高数功能是固定，不能变化。用户宏功能是

3、用户提高数控机床性能一种特殊功能，相类似工件加工中巧用控机床性能一种特殊功能，相类似工件加工中巧用宏程序将起到事半功倍效果。宏程序将起到事半功倍效果。 二、FANUC宏程序简介 在数控编程中，宏程序编程灵活、高效、快捷。宏程序不仅可以实现象子程序那样，对编制相同的加工操作程序非常有用，还可以完成子程序无法实现的特殊功能，例如，型腔加工宏程序、固定加工循环宏程序、球面加工宏程序、锥面加工宏程序等。 1.1.变量的表示变量的表示 变量是用符号变量是用符号 # # 后面加上变量号码表示的，后面加上变量号码表示的，即：即： #i（i=0，1，2，3） 例如：#8，#110，#20 变量号也可以用一个表

4、达式来指定，这时表达变量号也可以用一个表达式来指定，这时表达式必须用括弧括起来。式必须用括弧括起来。 例如：#1+#12-12 2.2.变量的引用变量的引用 跟在地址后面的数字可以被变量替换。假设跟在地址后面的数字可以被变量替换。假设程序中出现有程序中出现有地址地址#1 #1 或或地址地址-#1-#1时，就时，就意味着把变量值或它的负值作为地址的指令值。意味着把变量值或它的负值作为地址的指令值。 为了在程序中引用变量，指定一个字地址其为了在程序中引用变量，指定一个字地址其后跟一个变量号。后跟一个变量号。 例如：例如：G#104G#104； 当用表达式指定一个变量时，须用方括号括起当用表达式指定

5、一个变量时，须用方括号括起来。来。 例如：例如：G01 X#1+#2 G01 X#1+#2 ； 引用的变量值根据地址的最小输入增量自动进行引用的变量值根据地址的最小输入增量自动进行四舍五入。四舍五入。 例如：例如：G00 X#1G00 X#1；其中；其中#1 #1 值为值为12.345612.3456，CNC CNC 最最小输入增量小输入增量 1/1000mm1/1000mm，则实际命令为，则实际命令为G00X12.346G00X12.346。 为了将引用的变量值的符号取反，在为了将引用的变量值的符号取反，在# #号前加号前加“-”-”号。号。 例如：例如：G00 X-#1G00 X-#1；

6、当引用一个未定义的变量时，当引用一个未定义的变量时，这个变量被当作空变量。变量#0始终被当作空变量，它不被赋任何值。忽略变量及引用变量的地址。忽略变量及引用变量的地址。 例如：例如：#1=0 #1=0 ，#2=“#2=“空空”， 则则 G00 X#1 Y#2 G00 X#1 Y#2 的执行结果是的执行结果是G00 X0G00 X0； 注意 程序号程序号“O”O”、顺序号、顺序号“N”N”、任选段跳跃号、任选段跳跃号“/”/”不能使用变量。例如：变量不能用于下列方法：不能使用变量。例如：变量不能用于下列方法： O#1O#1； /#2 G00 X100.0/#2 G00 X100.0； N#3 Y

7、200.0N#3 Y200.0； 3. FANUC 变量的类型 变量号变量号变量类型变量类型功能功能#0#0空空(Null)(Null)该变量的值总为空该变量的值总为空#1-#33 #1-#33 局部变量局部变量(Local Variables) (Local Variables) 局部变量是只能用于宏程序中存储数局部变量是只能用于宏程序中存储数据，例如运算结果。当断电时，局部变量据，例如运算结果。当断电时，局部变量的值被清除，当宏程序被调用时，可对局的值被清除，当宏程序被调用时，可对局部变量赋值。部变量赋值。 #100-#199#100-#199#500-#999 #500-#999 公共变

8、量公共变量(Common Variables) (Common Variables) 公共变量在不同的宏程序中的意义相同公共变量在不同的宏程序中的意义相同. .当当断电时断电时, ,变量变量#100-#199#100-#199初始化为空初始化为空. .变量变量#500-#500-#999#999的数据保存的数据保存, ,即使断电也不丢失。即使断电也不丢失。#1000-#1000-系统变量系统变量(System (System Variables )Variables ) 系统变量是固定用途的变量，它的值系统变量是固定用途的变量，它的值决定系统的状态，用于表示接口的输入决定系统的状态，用于表示接

9、口的输入/ /输出、刀具补偿、各轴当前位置等，有些输出、刀具补偿、各轴当前位置等，有些系统变量只能被读取。系统变量只能被读取。 注意： 1）公共变量是在主程序和主程序调用的各用户内公用的变量。也就是说，在一个宏指令中的在一个宏指令中的# i与在与在另一个宏指令中的另一个宏指令中的# i是相同的是相同的。其中#100#199公共变量是电源断电后即清零，重新开机时被设置为“0”；#500#599公共变量即使断电后，它们的公共变量即使断电后，它们的值也保持不变，因此也称为保持性变量。值也保持不变，因此也称为保持性变量。 2）系统变量的序号与系统的某种状态有严格的对系统变量的序号与系统的某种状态有严格

10、的对应关系。例如，刀具偏置序号为应关系。例如，刀具偏置序号为#01#99，这些值，这些值可以用变量替换的方法加以改变，在序号可以用变量替换的方法加以改变，在序号199中，中，不用作刀具偏置变量的变量可以用作保持性公共变不用作刀具偏置变量的变量可以用作保持性公共变量量#500#531。 5.系统变量 (1)刀具补偿存储器C的系统变量补偿号 刀具长度补偿（H） 刀具半径补偿（D） 几何补偿磨损补偿几何补偿磨损补偿123:200:400 #11001(#2201)#11002(#2202)#11003(#2203):#11200(#2400):#11400 #10001(#2001)#10002(#

11、2002)#10003(#2003):#10200(#2200):#11400#13001#13002#13003:#13200:#13400#12001#12002#12003:#12200:#12400 4.FANUC宏程序的构成 1） 包含变量 2） 包含算术或逻辑运算（=）的程序段 3） 包含控制语句（例如：GOTO，DO ，END）的程序段 4） 包含宏程序调用指令 （G65，G66， G67或其他G代码，M代码调用宏序）的程序段三、FANUC宏程序运算符功能格式备注定义#i=#j加法#i=#j+#k减法#i =#j- #k乘法#i =#j*#k除法#i=#j/#k功能格式备注正弦#

12、i=SIN#j角度以度指定，如9030表示为90.5度 反正弦#i=ASIN#j余弦#i=COS#j反余弦#i=ACOS#j正切#i=TAN#j反正切 #i=ATAN#j 三、 FANUC宏程序的条件表达式运算符运算符含义 EQ 等于 NE 不等于 GT 大于 GE 大于或等于 LT 小于 LE 小于或等于功能 格式 备注平方根 #i=SQRT#j绝对值 #i=ABS#j舍入 #i=ROUND#j上取整 #i=FIX#j下取整 #i=FUP#j自然对数 #i=LN#j指数函数 #i=EXP#j 运算中的误差运算中的误差注：注： 1 相对误差取决于运算结果。相对误差取决于运算结果。 2 使用两类

13、误差的较小者。使用两类误差的较小者。 3 绝对误差是常数，而不管运算结果。绝对误差是常数，而不管运算结果。 4 函数函数TAN 执行执行SIN/COS。 5 如果如果SIN、COS 或或TAN 函数的运算结果小于函数的运算结果小于 1.010-8 或由于运算精度的限制不为或由于运算精度的限制不为0 的话，的话， 设定参数设定参数o.60041 为为1，则，则 运算结果可以规算为运算结果可以规算为0。 变量值的精度约为变量值的精度约为8 位十进制数。当在加位十进制数。当在加/减运算中减运算中处理非常大的数时，将得不到期望的结果。处理非常大的数时，将得不到期望的结果。 无条件转移：GOTOn （n

14、为顺序号，199999） 例例1 1 下面的程序计算数值110的总和。 O9500 #1=0 ；存储和数变量的初值 #2=1 ；被加数变量的初值 N1 IF#2 GT 10 GOTO 2 ；当被加数大于10 时转移到N2 #1=#1+#2 ；计算和数 #2=#2+1 ；下一个被加数 GOTO 1 ；转到N1 N2 M30 ；程序结束 FANUC宏程序的转移和循环IF 条件表达式 THEN 当指定的条件表达式满足时，执行预先决定的宏程序语句。 例： IF #1EQ #2 THEN #3=0； FANUC宏程序的转移和循环WHILE 条件表达式 Dom； （m=1，2，3）注：循环允许嵌套，最多3

15、层，但不允许交叉；条件不满足条件满足 ENDm FANUC宏程序的转移和循环 FANUC宏程序的转移和循环 FANUC宏程序的转移和循环 当指定的条件满足时，执行从WHILE 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 后的号和END 后的号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。说明例：O0001；（1+10的和）#1=0；#2=1；WHILE#2 LE 10DO 1;#1=#1+#2;#2=#2+1;END 1;M30; 一、A类宏程序 格式：G65 Hm P#i Q#j

16、R#k 现已基本不用FANUC宏程序的调用 二、B类宏程序 1.非模态调用指令 G65： 格式： G65PpLl 其中 p：要调用的程序号 L：调用次数（默认为1） 自变量：数据传递到宏程序 2.模态调用指令（G66）： 格式：格式： G66 PpLl； 参数意义 G67;（取消模态） 其中 p：要调用的程序号 L：调用次数（默认为1） 自变量：数据传递到宏程序 1.刀具补偿存储器C用G10指令进行设定P：刀具补偿号R：绝对值指令（G90）方式时的刀具补偿值。增量值指令（G91）方式时的刀具补偿值为该值与指定的刀具补偿号的值相加。H代码的几何补偿值G10L10P R ;D代码的几何补偿值G10

17、L12P R ;H代码的磨损补偿值G10L11P R ;D代码的磨损补偿值G10L13P R ;2.自动运行控制的系统变量#3003单程序段辅助功能的完成0有效等待1无效等待2有效不等待3无效不等待3.自动运行控制的系统变量#3004进给暂停进给速度倍率准确停止0有效有效有效1无效有效有效2有效无效有效3无效无效有效4有效有效无效5无效有效无效6有效无效无效7无效无效无效4. 工件原点偏移值的系统变量#5201：#5204第1轴外部工件零点偏移值：第4轴外部工件零点偏移值 #5221 ：#5224第1轴G54工件零点偏移值：第4轴G54工件零点偏移值 #5241 ：#5244第1轴G55工件零

18、点偏移值：第4轴G55工件零点偏移值 4.工件原点偏移值的系统变量#5261：#5264 第1轴G56工件零点偏移值：第4轴G56工件零点偏移值#5281 ：#5284第1轴G57工件零点偏移值：第4轴G57工件零点偏移值 #5301 ：#5304第1轴G58工件零点偏移值：第4轴G58工件零点偏移值 4. 工件原点偏移值的系统变量#5321：#5324 第1轴G59工件零点偏移值：第4轴G59工件零点偏移值#7001 ：#7004第1轴工件零点偏移值（G54.1P1）：第4轴工件零点偏移值（G54.1P1） #7021 ：#7024第1轴工件零点偏移值（G54.1P2）：第4轴工件零点偏移值

19、（G54.1P2） 4. 工件原点偏移值的系统变量#7041 ：#7044第1轴工件零点偏移值（G54.1P3）：第4轴工件零点偏移值（G54.1P3） #7061 ：#7064第1轴工件零点偏移值（G54.1P4）：第4轴工件零点偏移值（G54.1P4） #7941 ：#7944第1轴工件零点偏移值（G54.1P48）：第4轴工件零点偏移值（G54.1P48） 4. 工件原点偏移值的系统变量轴功能变量号第一轴 外部工件零点偏移#2500#5201G54工件零点偏移#2501#5221G55工件零点偏移#2502#5241G56工件零点偏移#2503#5261G57工件零点偏移#2504#52

20、81G58工件零点偏移#2505#5301G59工件零点偏移 #2506#5321 4. 工件原点偏移值的系统变量轴功能变量号第二轴 外部工件零点偏移#2600#5202G54工件零点偏移#2601#5222G55工件零点偏移#2602#5242G56工件零点偏移#2603#5262G57工件零点偏移#2604#5282G58工件零点偏移#2605#5302G59工件零点偏移 #2606#5322 4. 工件原点偏移值的系统变量轴功能变量号第三轴 外部工件零点偏移#2700#5203G54工件零点偏移#2701#5223G55工件零点偏移#2702#5243G56工件零点偏移#2703#526

21、3G57工件零点偏移#2704#5283G58工件零点偏移#2705#5303G59工件零点偏移 #2706#5323 4. 工件原点偏移值的系统变量轴功能变量号第四轴 外部工件零点偏移#2800#5204G54工件零点偏移#2801#5224G55工件零点偏移#2802#5244G56工件零点偏移#2803#5264G57工件零点偏移#2804#5284G58工件零点偏移#2805#5304G59工件零点偏移 #2806#5324 格式：G10L2PpIP ；P=0：外部工件零点偏移值P=1：工件坐标系G54的零点偏移值P=2：工件坐标系G55的零点偏移值P=3：工件坐标系G56的零点偏移值

22、P=4：工件坐标系G57的零点偏移值P=5：工件坐标系G58的零点偏移值P=5：工件坐标系G59的零点偏移值IP： 对于绝对值指令（G90），为每个轴的工件零点偏移值。对于增量值指令（G91），为每个轴加到设定的工件零点偏移值。七、示例 1. 攻丝加工循环2.车削类宏程序练习（1）练习一#1 Z 坐标值变量 ; #2 X 函数值变量 ; #4 X 坐标值变量 ; 0001； G98 G97 G40 G21； M03 S800 ； T010l； G00 G42 X45.0 Z5.0 ； G73 U20.O R20.O ； G73 Pl0 Q50 U0.3 W0.0 F1O0.0 ； Nl0 G0

23、1 X0.0 F8O Sl000; Z0.0 ; #1 =25.0 ; N20 #2=SQRT1 - #1*#1 /625. * 225. ; #3=#1-25.0 ; #4=#2 * 2.0 ; G01 X#4 Z # 3; #l=#l-0.1; IF# lGE 0.0 GOTO20; G01 Z-35.0 ;G02 X40.0 Z -40.0 R5.0 ; N50 G0l X45.0 ; G7O P1O Q50; G00 G40 X100.0 Zl00.0 ; M05; M30；（2 2）练习二练习二O0002 M03 S600; G00 X65 Z5； G73 U22 W0 R12； G

24、73 P1 Q3 U0.5 W0 F0.2； N1 G00 X0； G01 Z0； 1=40； N2 2=SQRT 1-1*1/1600*225； 3=1 40； 4=21+2*2； G01 X4 Z3 F0.1； 1=1-0.1 IF1GE10.2 GOTO 2 GO1 Z-29.8； Z-46； G02 X58 W-4 R4; G01 X60 Z-60 N3 G01 X65； G70 P1 Q3 S1000; G00 X100 Z100; M05 M09; M30;（3）练习三）练习三O0003 M03 S600 T0101 G00 X60 Z1 G73 U25 WO R22 G73 P1

25、 Q3 U0.05 WO F0.01 N1 G01 X18.802 Z0 F0.2 #1=15 N2 #2=-SQRT1-#1*#1/400*169 #3=#1-15 #1=#1-0.1 G01 X36+2*#2Z#3 F0.15 IF #1GE-16 GOTO 2 G01 Z-31 G03 X26 Z-38.706 R12（4）练习四）练习四（5）练习五）练习五 配合件配合件38332820R10302020455545R3M2424523.1C1C1长半轴50短半轴15椭圆（6）练习五）练习五 综合件综合件（6）练习五）练习五 综合件综合件FANUC宏程序的G代码调用程序号参数号O9010

26、6050O90116051O90126052O90136053O90146054O90156055O90166056O90176057O90186058O90196059七 FANUC宏程序的G代码调用FANUC宏程序的M代码调用程序号参数号O90206080O90216081O90226082O90236083O90246084O90256085O90266086O90276087O90286088O90296089FANUC宏程序中刀具半径补偿 SIEMENS参数编程 格式：Rn （n的缺省取值范围为0-99）例如:R1 R2 R99西门子参数化的几种形式 1）用DEF命令，在.MPF或者

27、.SPF程序中制定变量，以达到调用的目的； 2）通过siemens自带的1001000个R参数进行参数的编制；（802D有300个） 3）直接调用siemens系统变量，进行参数化程序编制。 802D R0R99可自由使用； R100R249加工循环传递参数（如程序中 没有使用加工循环，这部分参数可自由使用）； R250R299加工循环内部计算参数（如程 序中没有使用加工循环，这部分参数可自由使用）。（2）赋值方式 为程序的地址赋值时，在地址字之后应使用 “=”，N、G、L除外。 提示：请确定是否你的设备供应商已经占用了一 些R参数，如果有设备制造商占用了一些R参数，最好不要使用这些R参数，选

28、取其他R参数就可以了。 R参数的用法和用DEF定义的变量用法是一样的，重要的区别是R参数不用定义，可以直接在程序中任何位置进行调用就可以了。而且不受SPF,MPF的控制，任何程序都可以直接调用。 不过，最好在使用R参数的时候，进行一些约定俗成，以便以后不会因为人员的变动造成参数含义的错乱，那时候就非常麻烦了！ SIEMENS参数编程中的数学运算符 SIEMENS参数编程中的数学运算符 SIEMENS参数编程中的比较或逻辑运算符 变量编程中的数学知识椭圆椭圆的解析方程：椭圆的参数方程： 实轴长=2a，短轴长=2b 12222byax)sin()cos(tbytaxtabxytabxy变量编程中的

29、数学知识抛物线（1） 抛物线方程： 几何意义：是焦点到准线的距离。 焦点 ： 准线方程： pxyOFl022ppxy0,2p2px变量编程中的数学知识抛物线（2） 抛物线方程： 几何意义：是焦点到准线的距离。 焦点 ： 准线方程：pxyOFl022ppxy0,2p2px 变量p022ppyx2py2,0p变量编程中的数学知识抛物线（4） 抛物线方程： 几何意义：是焦点到准线的距离。 焦点 ： 准线方程：2py 022ppyx2,0p变量编程中的数学知识抛物线（5）抛物线参数方程参数编程中的数学知识双曲线 双曲线方程： 焦点：F1(-c, 0), F2(0, c).渐近线方程： y=（b/a）*

30、x 双曲线的参数方程双曲线的参数方程: 以原点为圆心，分别以原点为圆心，分别 以以a、b为半径作圆，如为半径作圆，如 图，图， NoH= ，过，过 N、H分别作切线分别作切线 确定点确定点M的横坐标、的横坐标、 纵坐标，根据三角函纵坐标，根据三角函 数的定义数的定义 x= asec y=btg 参数参数 也称作离心角。也称作离心角。baoxy )MHNSIEMENS参数编程示例 SIEMENS参数编程程序跳转 无条件跳转GOTOB LABEL （向后跳转，向程序头跳转）GOTOF LABEL （向前跳转，向程序尾跳转）LABEL 为程序段标示SIEMENS参数编程程序跳转 条件跳转 IF 表达

31、式 GOTOB LABEL （向后跳转，向程序头跳转） IF 表达式 GOTOF LABEL（向前跳转，向程序尾跳转）LABEL 为程序段标示SIEMENS参数编程程序跳转 IF R1R2 GOTOF MARKE1如果R1大于R2，那么跳跃到MARKE1 R7=(R8+R9)*743 GOTOB MARKE1作为条件的复合表达式IF R10 GOTOF MARK1允许确定一个变量（INT，REAL，BOOL或CHAR）。如果变量值为0（=FALSE），条件就不能满足；对于所有其他值，条件为TRUE IF R1=0 GOTOF MARKE1 IF R1=1 GOTOF MARKE2 同一程序段中

32、的几个条件 宏程序示例 采用20R4铣刀加工SR30的球，已知球心坐标为（X0Y0Z-5.） 如下图所示：宏程序示例一图 宏程序示例一一分析 分析： 铣球程序一般采用自动编程来实现，但是，利用宏程序强大的功能同样也可以实现，而且程序更加简洁。编程思路： 铣球可以认为是多个铣圆的组合。排刀分布： 有两种方案，一是按Z向分布，二是按圆心角分布。从保证表面质量来看，最佳方案为按圆心角分布。宏程序示例一计算 圆弧起点计算，从X正向开始起刀。 刀具根部R4的圆心在XZ平面的运动轨迹为与R30等距的圆R34（见图示中红色轨迹），刀尖点上4mm处的轨迹（即褐色轨迹）为红色轨迹沿X正向平移6毫米，刀尖点坐标为

33、褐色轨迹沿Z轴向下平移4mm（即绿色轨迹）。 起始角度=ARCSIN（5+4）/34）=15.349 起始位置X值=34*COS（15.349）+6=38.787 起始位置Z值=0 （通用表达式=34*sin（15.349）-5-4）宏程序示例一编程 变量定义： #1为圆心角，范围由（15.349，90） #2为刀尖中心X值，=34*COS#1+6 #3为刀尖中心Z值，=34*SIN#1-5-4宏程序示例一程序 FANUCSIEMENSM03S3000；G00G90G54Z100.；#1=15.349X50.Y0；Z10.；WHILE#1 LE 90 DO1；#2=34*COS#1+6；#3=34*SIN#1-5-4;G01Z#3F900;X#2;G02X#2Y0I-#2J0;#1=#1+1;END1;G00Z100.;M30;M03S3000；G00G90G54Z100.；R1=15.349X50.Y0；Z10.；LABEL:R2=34*COS(R1)+6