數(shù)控宏程序基礎

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1、數(shù)控宏程序的編制及應用 默認分類 2008-06-13 16:07:36 閱讀660 評論5 字號：大中小 　一、概述 　　現(xiàn)行的數(shù)控程序的編制中，主要有兩種編程方式：手工編程和自動編程。雖然自動編程運用得越來越廣泛，但手工編程在某些領域也是不可或缺的一種編程手段。手工編程至少在此以下幾方面有著自己的優(yōu)勢：其一，熟練的程序員編制的手工程序加工效率高于自動編程；其二，熟悉手工編程，對自動程序的修改是不無裨益的；其三，自動編程的所敲定的走刀路線限制了其加工工藝，通過手工編程能夠得到彌補。 　　在手工編程過程中，用戶宏程序的編制，能極大提高程序編制的效率，因此，我們在數(shù)控教學及訓練過程中

2、，必須把用戶宏程序的編制作為我們數(shù)控教學的重要內(nèi)容之一。從歷年全國數(shù)控大賽的試題中也不難發(fā)現(xiàn)，用戶宏程序的編制是運用得極其頻繁的。但是，我們很難在目前的教材中找到完整的宏程序的編寫的方法及思路。為此，筆者提出了一整套設計用戶宏程序的方法，通過利用流程圖來設計用戶宏程序，提高了編程的效率。 　　二、用戶宏程序簡介 　　用戶宏程序有A、B兩種，A類宏程序用G65指令編寫，其格式如下： 　　G65 Hm P#i Q#j R#k 　　其中，m—01～99表示運算命令或轉(zhuǎn)移命令功能； 　　 #i—存入運算結(jié)果的變量名； 　　 #j—進行運算的變量名1，可以是常數(shù)，常數(shù)直接表示，不帶#； 　

3、　 #k—進行運算的變量名2，也可以是常數(shù)。 　　 意義, #i=#j○#k,表示運算符號，常用意義如表1 表1 G代碼 H代碼 功能 定義 G65 H01 賦值 #i＝#j G65 H02 加法 #i＝#j＋#k G65 H03 減法 #i＝#j－#k G65 H04 乘法 #i＝#j#k G65 H05 除法 #i＝#j#k G65 H80 無條件轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)向N G65 H81 條件轉(zhuǎn)移1 IF #j＝#k，GOTO N G65 H82 條件轉(zhuǎn)移2 IF #j≠#k，GOTO N G65 H83 條件轉(zhuǎn)移3

4、IF #j＞#k，GOTO N G65 H84 條件轉(zhuǎn)移4 IF #j＜#k，GOTO N G65 H85 條件轉(zhuǎn)移5 IF #j≥#k，GOTO N G65 H86 條件轉(zhuǎn)移6 IF #j≤#k，GOTO N G65 H99 產(chǎn)生P/S報警 產(chǎn)生500+1號P/S報警 　　除此以外，G65指令還可以實現(xiàn)邏輯運算、開平方、取絕對值、三角運算及復合運算等，相關指令見有關書籍，這里不一一介紹。需要指出的是，不同的數(shù)控系統(tǒng)，其功能的多少也不一樣，用戶可參考有關系統(tǒng)的說明書。 　　B類宏程序由控制語句，調(diào)用語句所組成。宏程序可以與主程序做在一起，也可以單獨做成一個子

5、程序，然后用G65指令調(diào)用。調(diào)用方法如下： 　　G65 P（程序號）〈引數(shù)賦值〉或G65 P（程序號） L(循環(huán)次數(shù))〈引數(shù)賦值〉 　　所謂引數(shù)賦值，是指用A、B、C、D等地址給變量#1、#2、#3、#4等賦值。 　　B類宏程序的控制指令有三類，與C語言等高級程序設計語言的控制指令很類似。一類是IF語句，格式為： 　　IF[條件式]GOTO n (n即順序號) 　　條件式成立時，從順序號為n的程序段往下執(zhí)行，條件式不成立時，執(zhí)行下一下程序段；第二類是WHILE語句，格式為： 　　WHILE[條件式] DO m 　?。? 　　． 　?。? 　　END m 　　條件式成立時，從D

6、O m的程序段到END m的程序段重復執(zhí)行，條件式不成立時，則從END m的下一程序段執(zhí)行。 　　第三類是無條件轉(zhuǎn)移指令，格式為：GOTO n。 　　三、運用流程圖編寫用戶宏程序的一般步驟 　　運用流程圖編寫用戶宏程序的一般步驟為：一分析零件結(jié)構(gòu)，確定宏程序加工的內(nèi)容，找出加工工藝路線的律；二將零件加工路線規(guī)律用流程圖表達出來，并進一步分清楚哪些是程序編制過程中的變量，哪些是常量，從而將一般的流程變成程序流程圖；三根據(jù)程序流程圖，編寫零件的加工程序。 　　四、應用舉例 　?。ㄒ唬┖瓿绦驊脤嵗? 　　如圖1所示，在一根軸上加工N個槽，每個槽的寬度為a1，槽的間距為a2，槽底直徑為b

7、1，棒料直徑b2，并且設所給材料足夠長，試編寫程序加工該零件，現(xiàn)有一零件參數(shù)為N＝100個槽，槽底直徑b1＝30mm，槽寬a1＝5mm，工件直徑b2＝40mm，間隔a2＝2mm，刀寬＝3mm，現(xiàn)編寫程序加工。 圖1 　　1零件工藝過程分析 　　該零件是一個比較簡單的例子，在壓面機械上用得較多。零件的精度要求不高，為了使程序有更廣泛的適應性，將宏程序做成一個子程序，用主程序來調(diào)用實現(xiàn)零件的加工。加工時將坐標原點選擇在如圖所示的位置，X軸離第一個槽的距離為一個間距a2的距離。 　　零件的加工過程如下將：將刀具移至加工起點→進刀→切削第一個槽→計算下一槽的位置并將刀具移到此位置→加工下一個

8、槽……如此至最后一個槽加工完為止。 　　將此過程畫成流程圖，如圖2（a）所示。 （a） （b） 圖2 　　2零件加工過程中所使用的變量 　　通過分析，要加工該零件，需要如下一些變量： 　　工件直徑#200= b2 　　槽底直徑#201= b1 　　槽寬#202= a1 　　槽間間隔#203= a2 　　切槽刀寬度#204 　　每加工一個槽后，切槽刀在Z軸方向移動的距離#205（等于槽間距加上槽寬） 　　槽的起點坐標Xs=#206，Zs=#207 　　槽加工終點的坐標Xf=#208，Yf=#209 　　計算槽數(shù)目的變量#215 　　加工槽的總數(shù)#216 　　由此畫

9、出編制程序所用的流程圖，如圖2（b）所示。 　　3根據(jù)程序流程圖編制程序 　　宏程序O9061 　　N10 G65 H83 P160 Q#204 R#202 如果刀寬大于槽完，則結(jié)束 　　N20 G65 H01 P#215 Q0 計數(shù)器變量清零 　　N30 G65 H02 P#205 Q#202 R#203 計算#205 　　N40 G65 H02 P#206 Q#200 R5 工件直徑加上5mm作為X方向起點 　　N50 G65 H02 P#207 Q#203 R#204 槽的間距加上一個刀寬 　　N60 G65 H01 P#207 Q?#207 取負值后作為第一個槽的Z向起

10、點 　　N70 G65 H01 P#208 Q#201 槽底直徑作為槽終點的X坐標 　　N80 G65 H01 P#209 Q?#205 第一個槽終點Z向坐標 　　N90 G00 X#206 Z#207 M08 定位到槽加工的位置 　　N100 G75 R1 　　N110 G75 X#208 Z#209 P2 Q#204 F20 加工槽 　　N120 G65 H03 P#207 Q#207 R#205 下一個槽起點Z向坐標計算 　　N130 G65 H03 P#209 Q#209 R#205 下一個槽終點Z向坐標計算 　　N140 G65 H02 P#215 Q#215 R1

11、 槽計數(shù)器加1 　　N150 G65 H84 P90 Q#215 R#216 判斷槽是否加工完畢 　　N160 M08 　　N170 M99 結(jié)束 　　主程序 O0001 　　N10 G65 H01 P#200 Q40 工件直徑賦值 　　N20 G65 H01 P#201 Q30 槽底直徑賦值 　　N30 G65 H01 P#202 Q5 槽寬賦值 　　N40 G65 H01 P#203 Q2 槽間間隔賦值 　　N50 G65 H01 P#204 Q3 切槽刀寬賦值 　　N60 G65 H01 P#216 Q100 槽數(shù)賦值 　　N70 G00 X100 Z100 起刀點

12、位置 　　N80 M98 P9061 調(diào)用宏程序 　　N90 M30 程序結(jié)束 　　（二）宏程序應用實例二 　　對于一些大懸伸（加工深度與刀具直徑之比較大）的零件，用普通加工方法總難達到理想效果，此時用插銑法容易保證零件精度，如圖3所示的零件，尺寸80很難保證，用插銑法后獲得了比較好的效果。曾經(jīng)有工廠做過類似的程序，但程序只是針對零件本身，適應性不強，當零件的尺寸發(fā)生變化后，程序還得發(fā)生較大修改。筆者針對這種情況，將程序分為主程序和子程序，當零件的尺寸發(fā)生變化后，只需要修改主程序即可，非常方便。 　　1加工工藝分析 　　傳統(tǒng)加工工藝方法采用多次重復加工。很難消除讓刀，并且造成加工應

13、力，最后由于應力釋放造成零件的內(nèi)腔變小。為了解決這個問題，我們將加工分為粗加工和精加工，粗加工采用普通的工藝方法，精加工采用插銑。 　　建立如圖3所示的坐標系，為了保證加工質(zhì)量，防止劃傷已加工過的表面，編程時避免使用鉆孔循環(huán)指令。加工軌跡如圖4所示，在YZ平面內(nèi)進行以下加工步驟：加工第一刀→沿圓弧退刀→返回Z=3處→沿圓弧進刀→沿X方向移動一個步距→加工第二刀→…。 　　加工過程中，粗加工尺寸80按79.6加工，而精加工采用宏程序編制高速插銑程序。精加工的具體參數(shù)如表2所示 圖3零件圖及坐標系 圖4刀具路徑 表2精加工參數(shù) 加工方式 加工材料 刀具 步距 設置安全高

14、度 順銑 鋁合金 Φ18整體硬質(zhì)合金加長球頭刀 0．05 Z=3 　　2加工流程圖 　　為增強程序的適應性，本程序刀分為子程序和主程序來編寫，子程序起始位置為（0，0，50），刀具在加工過程中的基本路線是按前面所給出的路線來走刀。 　　由此畫出加工流程圖如圖5（a）所示。 （a） （b） 圖5 　　3程序所使用的變量及程序流程圖 　　本程序中所使用的變量如下： 　　需加工部位X方向的長度：#1； 　　需加工部位Y方向的長度：#2； 　　需加工部位Z方向的深度：#3； 　　X方向的步距：#4； 　　走刀軌跡中，退（或進）刀時的半徑：#5（本例圖4中的R10）；

15、 　　中間變量：#6、#7、#8、#9 　　由所確定的變量及加工流程圖，畫出程序流程圖如圖5（b）所示。 　　4編制程序 　　子程序：%9001 　　N10 #1=#1/2 #1變量取1/2作為X坐標 　　N20 #2=#2/2 #2變量取1/2作為Y坐標 　　N30 G00 X#1 X方向定位到加工位置 　　N40 G41 D1 Y#2 Y方向定位到加工位置 　　N50 G01 Z3 F3000 M08 下降下安全高度，開冷卻液 　　N60 #6=－(#3－#5) 計算加工終點Z向坐標 　　N70 #7=#2－2*#5 計算退刀終點Y坐標 　　N80 G01 Z#6 插

16、銑加工 　　N90 G02 Y#7 R#5 退刀 　　N100 G01 Z3 返回 　　N110 G02 Y#2 R#5 進刀 　　N120 #8=#8+#4 X方向總加工長度計數(shù) 　　N130 G91 G01 X－#4 X方向走一個步距 　　N140 IF #8LE#1 GOTO 80 判別第一側(cè)是否加工完 　　N150 G90 Y－#2 移至另一側(cè) 　　N160 G01 Z#6 插銑加工另一側(cè) 　　N180 G02 Y－#7 R#5 退刀 　　N190 G01 Z3 返回安全高度 　　N200 G02 Y－#2 R#5 進刀 　　N210 #9=#9+#4 X方向總

17、加工長度計數(shù) 　　N220 G91 G01 X#4 X方向移動一個步距 　　N230 IF #9LE#1 GOTO 160 判別另一側(cè)是否加工完 　　N240 G90 G40 G00 X0 Y0 M09 X、Y方向返回起始點 　　N250 Z50 Z方向返回起始點 　　N260 M99 宏程序結(jié)束 　　主程序：%1010 　　N10 T01 選一號刀 　　N20 M06 換刀 N30 G00 G90 G54 G19 X0 Y0 S5000 M03 定位到起始位置，選擇坐標平面及坐標系，啟動主軸。 　　N40 G43 H01 Z50 Z方向補償 N60 G65 P9001

18、A200 B80.05 C90 D0 E0 F0 I0.05 J10 K0 調(diào)用宏程序并給相關變量賦值 　　N70 M05 停止主軸 　　N80 G49 Z50 Z方向取消補償 　　N90 M30 程序結(jié)束 　　五、結(jié)束語 　　利用流程圖編制用戶宏程序，思路清晰，所編制的程序適應性好，是一種值得推廣的方法。 數(shù)控宏程序 默認分類 2008-06-13 16:04:36 閱讀136 評論1 字號：大中小 用 戶 宏 程 序 能完成某一功能的一系列指令像子程序那樣存入存儲器，用一個總指令來它們，使用時只需給出這個總指令就能執(zhí)行其功能。 l 所存入的這一系列指令——用戶宏程

19、序 l 調(diào)用宏程序的指令————宏指令 l 特點：使用變量 一． 變量的表示和使用 （一） 變量表示　 ＃I(I=1,2,3,…)或＃[＜式子＞] 例：＃5，＃109，＃501，＃[＃1＋＃2－12] （二） 變量的使用　 1． 地址字后面指定變量號或公式 格式：?。嫉刂纷郑荆 ＜地址字＞－＃I ＜地址字＞[＜式子＞] 例：F＃103，設＃103＝15　則為F15 Z－＃110，設＃110＝250　則為Z－250 X[＃24＋＃18＊COS[＃1]] 2． 變量號可用變量代替 例：＃[＃30]，設＃30＝3　則為＃3 3．

20、變量不能使用地址O，N，I 例：下述方法下允許 O＃1； I＃2　6.00100.0; N＃3　Z200.0； 4． 變量號所對應的變量，對每個地址來說，都有具體數(shù)值范圍 例：＃30＝1100時，則M＃30是不允許的 5． ＃0為空變量，沒有定義變量值的變量也是空變量 6． 變量值定義： 程序定義時可省略小數(shù)點，例：＃123＝149 MDI鍵盤輸一． 變量的種類 1. 局部變量＃1~＃33 一個在宏程序中局部使用的變量 例：　　　A宏程序　　　　　B宏程序 　　　　　　…　　　　　　　　… 　　　　?。?0＝20　　　　　X＃10　不

21、表示X20 　　　　　　…　　　　　　　　… 斷電后清空，調(diào)用宏程序時代入變量值 2. 公共變量＃100~＃149，＃500~＃531 各用戶宏程序內(nèi)公用的變量 例：上例中＃10改用＃100時，B宏程序中的 　 X＃100表示X20 ＃100~＃149　斷電后清空 ＃500~＃531保持型變量（斷電后不丟失） 3. 系統(tǒng)變量 固定用途的變量，其值取決于系統(tǒng)的狀態(tài) 例：＃2001值為1號刀補X軸補償值 　?。?221值為X軸G54工件原點偏置值 入時必須輸入小數(shù)點，小數(shù)點省略時單位為μm 一． 運算指令 運算式的右邊可以是常數(shù)、變量、函數(shù)、

22、式子 式中＃j，＃k也可為常量 式子右邊為變量號、運算式 1． 定義 ＃I＝＃j 2． 算術運算 ＃I=＃j+＃k ＃I=＃j－＃k ＃I=＃j＊＃k ＃I=＃j／＃k 3． 邏輯運算 ＃I＝＃JOK＃k ＃I＝＃JXOK＃k ＃I＝＃JAND＃k 4． 函數(shù) ＃I＝SIN[＃j] 正弦 ＃I＝COS[＃j] 余弦 ＃I＝TAN[＃j] 正切 ＃I＝ATAN[＃j] 反正切 ＃I＝SQRT[＃j]　平方根 ＃I＝ABS[＃j]　絕對值 ＃I＝ROUND[＃j]　四舍五入化整 ＃I＝FIX[＃j]　下取整

23、 ＃I＝FUP[＃j]　上取整 ＃I＝BIN[＃j]　BCD→BIN（二進制） ＃I＝BCN[＃j]　BIN→BCD 1． 說明 1) 角度單位為度 例：90度30分為90．5度 2) ATAN函數(shù)后的兩個邊長要用“1”隔開 例：＃1＝ATAN[1]／[－1]時，＃1為了35．0 3) ROUND用于語句中的地址，按各地址的最小設定單位進行四舍五入 例：設＃1＝1．2345，＃2＝2．3456，設定單位1μm G91　X－＃1；X－1．235 X－＃2　F300；X－2．346 X[＃1＋＃2]；X3．580 未返回原處，應改為 X[ROU

24、ND[＃1]＋ROUND[＃2]]； 4) 取整后的絕對值比原值大為上取整，反之為下取整 例：設＃1＝1．2，＃2＝－1．2時 若＃3＝FUP[#1]時，則＃3＝2．0 若＃3＝FIX[#1]時，則＃3＝1．0 若＃3＝FUP[#2]時，則＃3＝－2．0 若＃3＝FIX[#2]時，則＃3＝－1．0 5) 指令函數(shù)時，可只寫開頭2個字母 例：ROUND→RO FIX→FI 6) 優(yōu)先級 函數(shù)→乘除（＊，1，AND）→加減（＋，－，OR，XOR） 例：＃1＝＃2＋＃3＊SIN[＃4]； 7) 括號為中括號，最多5重，園括號用于注釋語句 例：＃

25、1＝SIN[[[#2+#3]*#4+#5]*#6]；（3重） 一． 轉(zhuǎn)移與循環(huán)指令 1．無條件的轉(zhuǎn)移 格式：　GOTO　1； 　　　　GOTO?。?0； 2．條件轉(zhuǎn)移 格式：　IF[＜條件式＞]　GOTO　n 條件式： ＃j　EQ＃k 表示＝ ＃j　NE＃k 表示≠ ＃j　GT＃k 表示＞ ＃j　LT＃k 表示＜ ＃j　GE＃k 表示≥ ＃j　LE＃k 表示≤ 例：　IF[＃1　GT　10]　GOTO　100； 　　　… 　　　N100　G00　691　X10； 例：求1到10之和 　　O9500； 　?。?＝0 　

26、　＃2＝1 　　N1　IF　[＃2　GT10]　GOTO　2 　?。?＝＃1＋＃2； 　　＃2＝＃2＋1； 　　GOTO　1 　　N2　M301．循環(huán) 格式：WHILE[＜條件式＞]DO　m；（m＝1，2，3） … … … ENDm 說明：1．條件滿足時，執(zhí)行DOm到ENDm，則從DOm的程序段 　　　　不滿足時，執(zhí)行DOm到ENDm的程序段 　　　2．省略WHILE語句只有DOm…ENDm,則從DOm到ENDm之間形成死循環(huán) 　　　3．嵌套 4．EQ　NE時，空和“0”不同 其他條件下，空和“0”相同 　例：求1到10之和

27、 　　　O0001； 　　　＃1＝0； 　　?。?＝1； 　　　WHILE　[＃2LE10]　DO1； 　　?。?＝＃1＋＃2； 　　?。?＝＃2＋＃1； 　　　END1； 　　　M30； FANUC系統(tǒng)宏程序編程 一 變量 普通加工程序直接用數(shù)值指定G代碼和移動距離；例如，GO1和X100.0。使用用戶宏程序時，數(shù)值可以直接指定或用變量指定。當用變量時，變量值可用程序或用MDI面板上的操作改變。 #1＝#2＋100 G01 X#1 F300 說明： 變量的表示 計算機允許使用變量名，用戶宏程序不行。變量用變量符號（#）和后面的變量號指定。 例如：

28、#1 表達式可以用于指定變量號。此時，表達式必須封閉在括號中。 例如：#[#1+#2-12] 變量的類型 變量根據(jù)變量號可以分成四種類型 變量號 變量類型 功能 #0 空變量 該變量總是空,沒有值能賦給該變量. #1-#33 局部變量 局部變量只能用在宏程序中存儲數(shù)據(jù),例如,運算結(jié)果.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, #100-#199 #500-#999 公共變量 公共變量在不同的宏程序中的意義相同.當斷電時,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. #1000 系統(tǒng)變量

29、 系統(tǒng)變量用于讀和寫CNC運行時各種數(shù)據(jù)的變化,例如,刀具的當前位置和補償值. 變量值的范圍 局部變量和公共變量可以有0值或下面范圍中的值: -1047到-10-29或-10-2到-1047 如果計算結(jié)果超出有效范圍,則發(fā)出P/S報警NO.111. 小數(shù)點的省略 當在程序中定義變量值時，小數(shù)點可以省略。 例：當定義#1＝123；變量#1的實際值是123.000。 變量的引用 為在程序中使用變量值，指定后跟變量號的地址。當用表達式指定變量時，要把表達式放在括號中。 例如：G01X[#1+#2]F#3; 被引用變量的值根據(jù)地址的最小設定單位自動地舍入。 例如： 當G00

30、X#/;以1/1000mm的單位執(zhí)行時，CNC把123456賦值給變量#1,實際指令值為G00X12346. 改變引用變量的值的符號，要把負號（－）放在#的前面。 例如：G00X－#1 當引用未定義的變量時，變量及地址都被忽略。 例如：當變量#1的值是0，并且變量#2的值是空時，G00X#1 Y#2的執(zhí)行結(jié)果為G00X0。 雙軌跡（雙軌跡控制）的公共變量 對雙軌跡控制，系統(tǒng)為每一軌跡都提供了單獨的宏變量，但是，根據(jù)參數(shù)N0.6036和6037的設定，某些公共變量可同時用于兩個軌跡。 未定義的變量 當變量值未定義時，這樣的變量成為空變量。變量#0總是空變量。它不能寫，只能讀。

31、引用 當引用一個未定義的變量時，地址本身也被忽略。 當#1=<空> 當#1＝0 G90 X100 Y#1 G90 X100 G90 X100 Y#1 G90 X100 Y0 (b) 運算 除了用<空>賦值以外，其余情況下<空>與0相同。 當#1=<空>時 當#1＝0時 #2＝#1 #2＝<空> #2＝#1 #2＝0 #2＝#*5 #2＝0 #2＝#*5 #2＝0 #2＝#1+#1 #2＝0 #2＝#1+#1 #2＝0 (c)條件表達式 EQ和NE中的<空>不同于0。 當#1=<空>時 當#1＝0時 #1EQ#0 成立 #1EQ#0

32、 不成立 #1 NE #0 成立 #1 NE #0 不成立 #1 GE #0 成立 #1 GE #0 不成立 #1 GT #0 不成立 #1 GT #0 不成立 限制 程序號，順序號和任選程序段跳轉(zhuǎn)號不能使用變量。 例：下面情況不能使用變量： 0#1； /#2G00X100.0; N#3Y200.0; 二 算術和邏輯運算 下面表中列出的運算可以在變量中執(zhí)行。運算符右邊的表達式可包含常量和或由函數(shù)或運算符組成的變量。表達式中的變量#j和#k可以用常數(shù)賦值。左邊的變量也可以用表達式賦值。 說明： 角度單位 函數(shù)SIN ,COS,ASIN,ACOS,TAN和ATAN的角度單位是度。如9030’表示為90.5度。 ARCSIN # i= ASIN[#j] （1）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 （2）當#j超出－1到1的范圍時，發(fā)出P/S報警NO.111. （3）常數(shù)可替代變量#j ARCCOS #i＝ACOS[#j] 取值范圍從180～0 當#j超出－1到1的范圍時，發(fā)出P/S報警NO.111. 常數(shù)可替代變量#j