数控机床编程与操作 第4版 数车 课件 16 典型宏程序简介

FANUC0i系统数控车床编程难点重点1、宏程序的执行过程2、常见非圆二次曲线轮廓的宏程序编程1、宏程序的意义2、宏程序的数学运算3、宏程序的控制指令典型宏程序简介前面学习的数控程序的程序字为常量，如线和圆弧，一个程序只能描述一个几何形状，我们称之为普通程序，普通程序缺乏灵活性和适用性。对于非圆二次曲线如抛物线、椭圆等轮廓，使用G01、G02/G03指令已经无法满足编程的需要。使用宏程序能执行一些有规律变化的动作。如今的数控系统都具备特殊编程功能——宏程序。只要二次曲线具有函数关系（方程式），在用户宏程序的本体中，就可以使用变量进行编程，还可以用宏指令对这些变量进行赋值、运算等处理。FANUC0i及高版本的系统中，可以输入运算符进行赋值及数学运算，即按B类宏程序进行编程。课程导入1.变量

(1)变量的表示一个变量由符号#和变量序号组成，如：#100、#200等。还可以用表达式进行表示，但其表达式必须全部写入“[]”中，如：#［#1+#2+10］，当#1=10，#2=100时，该变量表示#120。(2)变量的引用引用变量也可以采用表达式。例：G01X[#100-30.0]Y-#101F[#101+#103]；当#100=100.0、#101=50.0、#103=80.0时，上式即表示为G01X70.0Y-50.0F130。(3)变量的赋值变量可以在操作面板上用MDI方式直接赋值，也可在程序中以等式方式赋值，但赋值号（=）左边不能用表达式。例：#100=100.0；#100=30.0+20.0；一、宏程序1.运算指令一、宏程序功能格

式备注与示例定义、转换#i=#j#100=#1，#100=30.0加法#i=#j+#k#100=#1+#2#100=100.0-#2#100=#1*#2#100=#1/30减法#i=#j-#k乘法#i=#j*#k除法#i=#j/#k正弦#i=SIN[#j]#100=SIN[#1]#100=COS[36.3+#2]#100=ATAN[#1]/[#2]反正弦#i=ASIN[#j]余弦#i=COS[#j]反余弦#i=A[#j]正切#i=TAN[#j]反正切#i=ATAN[#j]/[#k]平方根#i=SQRT[#j]#100=SORT[#1*#1–100]#100=EXP[#1]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]或#i=#jOR#k逻辑运算一位一位地按二进制执行异或#i=#jXOR#k与#i=#jAND#kBCD转BIN#i=BIN[#j]用于与PMC的信号交换BIN转BCD#i=BCD[#j]功能格

式备注与示例表2-8变量的各种运算一、宏程序2.运算指令(1)函数SIN、COS等的角度单位是度，分和秒要换算成带小数点的度。如90º30'表示为90.5º，30º18'表示为30.3º。(2)宏程序数学计算的次序依次为：函数运算(SIN、COS、ATAN等)，乘和除运算(*、／、AND等)，加和减运算(+、-、OR、XOR等)。例：#1=#2+#3*SIN[#4]；(3)括号用于改变运算次序，函数中的括号允许嵌套使用，但最多只允许嵌套5层。例：#1=SIN［［［#2+#3］*4+#5／#6］；(4)在宏程序中的上、下取整运算CNC处理数值运算时，若操作产生的整数大于原数时为上取整，反之则为下取整。一、宏程序3.控制指令控制指令起到控制程序流向的作用。

(1)分支语句格式一：GOTOn；无条件转移例：GOTO10；执行该语句时，将无条件转移到N10程序段执行。格式二：IF[条件表达式]GOTOn；有条件转移例：IF[#1GT#100]GOTO10；如果条件成立，则转移到N10程序段执行；如果条件不成立，则执行下一程序段。条

件意

义示

例#iEQ#j等于(=)IF[#5EQ#6]GOTO100#iNE#j不等于(≠)IF[#5NE#6]GOTO100#iGT#j大于(＞)IF[#5GT#6]GOTO100#iGE#j大于等于(≥)IF[#5GE#6]GOTO100#iLT#j小于(＜)IF[#5LT#6]GOTO100#iLE#j小于等于(≤)IF[#5LE#6]GOTO100表2-9条件表达式的种类一、宏程序3.控制指令控制指令起到控制程序流向的作用。

(2)循环指令WHILE［条件表达式］DOm(m=1，2，3，…)；…ENDm；当条件满足时，就做第m个循环（m可取1,2…），即循环执行WHILE与END之间的程序段；当条件不满足时，就执行ENDm的下一个程序段。条

件意

义示

例#iEQ#j等于(=)IF[#5EQ#6]GOTO100#iNE#j不等于(≠)IF[#5NE#6]GOTO100#iGT#j大于(＞)IF[#5GT#6]GOTO100#iGE#j大于等于(≥)IF[#5GE#6]GOTO100#iLT#j小于(＜)IF[#5LT#6]GOTO100#iLE#j小于等于(≤)IF[#5LE#6]GOTO100表2-9条件表达式的种类二、宏程序编程实例【例2-21】已知毛坯是直径φ30mm的铝棒，试用宏程序编制图示椭圆零件的加工程序，其椭圆方程为X2/132+Z2/202=1。O1；T0101；80°外圆粗车刀M3S500；G0G40G99X99.0Z99.0;X32.0Z3.0;循环起点G71U2.0R1.0;G71P1Q2U0.5W0.2F0.3;N1G42G0X-2.0;

G1Z0F0.1;X0;#1=20.0;#1是Z方向的变量，初值为20，Z坐标作为自变量WHILE[#1GE0]DO1;当#1≥0时执行循环1，20、0均相对于椭圆原点而言#2=13*SQRT[400-#1*#1]/20;#2是X方向的变量，X坐标作为因变量G01X[2*#2]Z[#1-20];因椭圆原点在工件坐标系Z-20处，故Z坐标值为[#1-20]#1=#1-0.1;步长为0.1，该值越小，表面粗糙度越好END1;

循环1结束G1Z-30.0;N2X32.0;G0G40X99.0Z99.0;T0202M3S1200;外圆精车刀G0G99X99.0Z99.0;X32.0Z3.0;G70P1Q2;G0G40X99.0Z99.0;M30;二、宏程序编程实例【例2-22】已知毛坯是φ40mm的铝棒，试用宏程序编制图示零件的加工程序，其椭圆方程为X2/62+Z2/102=1。分析：该阶梯轴包含一段不对称的椭圆，仍然以Z坐标作为自变量，X坐标作为因变量，椭圆上的X、Z坐标值均相对于椭圆原点而言，将Z=6代入椭圆方程解得X=4.8，从而可求得椭圆与圆柱面交点A的坐标为29.4。O1;T0101M3S500;

80°外圆粗车刀G0G40G99X99.0Z99.0;X40.0Z3.0;G71U2.0R1.0;G71P1Q2U0.5W0.2F0.3;N1G42G0X-2.0;G1Z0F0.1;X20.0;Z10.0;X29.4;(4.8+9.9)×2=29.4#1=6.0;#1是Z方向的变量，初值为6WHILE[#1GE-3.6]DO1;当#1≥-3.6时执行循环1#2=6*SQRT[100-#1*#1]/10;#2是X方向的变量，由椭圆方程得到的函数关系G01X[19.8+2*#2]Z[#1-23]；#1=#1-0.1；END1；G1Z-36.0F0.1；N2X40.0;G0G40X99.0Z99.0;T0202M3S1200；外圆精车刀G0X99.0Z99.0;X40.0Z3.0;G70P1Q2G0G40X99.0Z99.0;M30;二、宏程序编程实例【例2-23】已知毛坯是φ50mm的铝棒，试用宏程序编制零件的加工程序，其椭圆方程为X2/242+Z2/402=1。O1;T0101M3S500;80°外圆粗车刀G0G40G99X99.0Z99.0;X55.0Z3.0;G71U2.0R1.0; G71P1Q2U0.5W0.2F0.3;N1G42G0X-2.0;G1Z0F0.1;X30.0;Z-15.0X38.21;

将Z=12代入椭圆方程得X=22.895，故A点X值为(42-22.895)×2=38.21#1=12.0;#1是Z方向的变量，初值为12WHILE[#1GE-26.458]DO1;B点X值为18(42-48/2)，将X值代入椭圆方程得Z=26.458#2=24*SQRT[1600-#1*#1]/40;G01X[84-2*#2]Z[#1-27];#1=#1-0.1;END1;G1Z-60.0F0.1;N2X55.0;G0G40X99.0Z99.0;T0202M3S1200;外圆精车刀G0G40G99X99.0Z99.0;G42X55.0Z3.0;G70P1Q2;G0G40X99.0Z99.0;M30;二、宏程序编程实例【例2-24】试用宏程序编制图示灯罩模具内曲面的加工程序。分析：抛物线方程式为Z=X2/40，以Z坐标作为自变量，X坐标作为因变量，那么工件坐标系下方程式为Z=(X/2)2/40-50，可得出X=2*SQRT[[Z+50]*40]。O0001;T0202;G00G99G40X99.0Z99.0;M03S800;X18.0Z5.0;G71U1.0R0.5;G71P1Q2U-0.5W0.1F0.2;N1G41G0X[2*SQRT[40*50]];精加工切削起点

位于抛物线X坐标最大值处#1=0;

Z初值#2=2*SQRT40*[#1+50]];X初值，直径编程G00X#2;G01Z0F0.08;WHILE[#1GE-47.5]DO1;#1=#1-0.5;#2=2*SQRT[40*[#1+50]];G01X#2Z#1;END1;N