重慶科創職業學院項目十九宏程序的編制［學習目標］

1．學會數控車床用戶宏程序的編制。

2．學會數控車床用R參數編制程序。［學習重點］ 編程中變量使用、賦值、運算、轉移［學習難點］ 編程中變量使用、賦值、運算、轉移一、基本知識學習

FANUC0i-MATE-TC系統具備宏程序功能。宏程序通過編輯其本體變量來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，只是位置數據不同的系列零件的編程，還能用于拋物線、橢圓、雙曲線等沒有插補指令的曲線的編程。宏程序的使用不僅使得手工編程效率大大提高，更是拓寬了機床的使用范圍，使數控手工編程更加靈活。在SIMENS802D系統中具有R參數編程功能，其作用與FANUC0i-MATE-TC系統的宏程序類似。（一）FANUC0i-MATE-TC系統的用戶宏程序含有變量的子程序叫做用戶宏程序，在程序中調用用戶宏程序的那條指令叫用戶宏指令(G65)。

1．變量用一個可賦值的代號代替具體的坐標值，這個代號就稱為變量。變量又分為系統變量、公共變量和局部變量三類，它們的性質和用途各不相同。

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

(2)公共變量是指在主程序內和由主程序調用的各用戶宏程序內公用的變量。FANUC中共有600個公共變量，它們分兩組，一組是#100～#199；另一組是#500～#999.當斷電時,變量#100-#199初始化為空,變量#500-#999的數據保存,即使斷電也不丟失.

(3)局部變量指局限于在用戶宏程序內使用的變量。同一個局部變量在不同的宏程序內其值是不通用的。FANUC系統有33局部變量，分別為#1-#33。FANUC局部變量賦值(部分)對照表見表1-19-1。2．變量的演算

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

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

4．變量的賦值由于系統變量的賦值情況比較復雜，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(表示將數值116賦值于#2變量)#103=#2(表示將變量#2的即時值賦于變量#103)

(2)間接賦值間接賦值就是用演算式賦值，即把演算式內演算的結果賦給某個變量。圖5．18是一個橢圓，欲車削1/4橢圓(圖中粗線部分)的回轉輪廓線，要求在數控程序中用任意一點D的z值(用2號變量)來表達該點的x值(用5號變量)。

轉為變量表達式為：5號變量=(1號變量+1號變量)*

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的局部變量賦值以單層宏程序為例，欲車削圖1-19-1中從A點到B點的四分之一橢圓回轉零件，采用直線逼近(也叫擬合)，在z向分段，以1mm為一個步距，并把z作為自變量。為了適應不同的橢圓(即不同的長短軸)、不同的起始點和不同的步距，我們可以編制一個只用變量不用具體數據的宏程序，然后在主程序中調用該宏程序的用戶宏指令段為上述變量賦值。這樣，對于不同的橢圓、不同的起始點和不同的步距，不必更改宏程序，而只要修改主程序中用戶宏指令段內的賦值數據就可以了。以#6變量代表步距，以80賦于#2代表起始點A的z坐標值。

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．轉向語句轉向語句分為無條件轉向語句和條件轉向語句兩種。

(1)無條件轉向語句 程序段格式為：GOTON

其中N為程序段號例：GOTO85表示無條件轉向執行N85的程序段，而不論N85程序段在轉向語句之前還是其后。

(2)條件轉向語句 條件轉向語句一般由條件式和轉向目標兩部分構成。程序段格式為：IF[aGTb]GOTOc

表示為“如果a>b，那么轉向執行NC程序段”。a和b可以是數值、變量或含有數值及變量的算式，c是轉向目標的程序段。大于、等于、大于等于、小于,小于等于分別用GT、EQ、GE、LT,LE表示。條件轉向語句在宏程序內使用比較廣泛。使用條件轉向語句，能編出準確的用戶宏程序。對于圖5．18中的橢圓，我們在前述的基礎上加一個用#7變量代表切削終點B的z坐標值(在該例中，#7等于零)，它可以在宏指令中用D賦值。

例2

用戶宏指令用轉向語句。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）宏程序轉移和循環在程序中，使用G0TO語句和IF語句可以改變控制的流向。有三種轉移和循環操作可供使用：無條件轉移:GOTO語句 條件轉移:IF語句(IF…THEN…)循環:WHILE語句1．無條件轉移(GOTO語句)轉移到標有順序號n的程序段。GOTOn；n：順序號(1～99999)例:GOT01；可用表達式指定順序號。GOTO#10；2、條件轉移(IF語句)IF之后指定條件表達式。IF[<條件表達式>]GOTOn如果指定的條件表達式滿足時，轉移到標有順序號n的程序段。如果指定的條件表達式不滿足，執行下個程序段。

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

如果條件表達式滿足，執行預先決定的宏程序語句。只執行一個宏程序語句。 如果#1和#2的值,0賦給#3.(2)IF[#1EQ#2]THEN#3=0；

說明: 1．條件表達式必須包括算符。算符插在兩個變量中間或變量和常數中間，并且用括號([，])封閉。表達式可以替代變量。

2．運算符由2個字母組成．用于兩個值的比較，以決定它們是相等還是一個值小于或大于另一個值。注意，不能使用不等符號。3．循環(WHILE語句)

在WHILE后指定一個條件表達式,當指定條件滿足時，執行從DO到END之間的程序。否則，轉到END后的程序段。

說明：

1．當指定的條件滿足時,執行WHILE從DO到END之間的程序.否則,轉而執行END之后的程序段。這種指令格式適用于IF語句。D0后的號和END后的號是指定程序執行范圍的標號，標號值為1，2．3。

2．嵌套:在DO-END循環中的標號(1到3)可根據需要多次使用。但是，當程序有交叉重復循環(DO范圍的重疊)時，出現P/S報警No.124。

3．無限循環:當指定DO而沒有指定WHILE語句時，產生從DO到END的無限循環。

4．處理時間:當在GOTO語句中有標號轉移的語句時，進行順序號檢索。反向檢索的時間要比正向檢索長。用WHILE語句實現循環可減少處理時間。

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

（三）SIMENS802D系統的R參數編程1．計算參數R

功能要使一個NC程序不僅僅適用于特定數值下的一次加工，或者必須要計算出數值，這兩種情況均可以使用計算參數。你可以在程序運行時由控制器計算或設定所需要的數值；也可以通過操作面板設定參數數值。如果參數已經賦值，則它們可以在程序中對由變量確定的地址進行賦值。 編程R0=…到R299=…

賦值你可以在以下數值范圍內給計算參數賦值:±(0.0000001…99999999) (8位，帶符號和小數點)在取整數值時可以去除小數點。正號可以一直省去。

舉例：

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

用指數表示法可以賦值更大的數值范圍：

±(10-300…10+300)。指數值寫在EX符號之后；最大符號數：10(包括符號和小數點)。

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：一個程序段中可以有多個賦值語句；也可以用計算表達式賦值。給其它的地址賦值通過給其它的NC地址分配計算參數或參數表達式，可以增加NC程序的通用性。可以用數值、算術表達式或R參數對任意NC地址賦值。但對地址N、G和L例外。賦值時在地址符之后寫入符號“=”。賦值語句也可以賦值一負號。給坐標軸地址(運行指令)賦值時，要求有一獨立的程序段。

舉例:N10G0X=R2;給X軸賦值參數的計算在計算參數時也遵循通常的數學運算規則。園括號內的運算優先進行。另外，乘法和除法運算優先于加法和減法運算。角度計算單位為度。允許的計算功能參見章節“指令表”。 編程舉例:R參數N10R1=R1+1;由原來的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;乘法和除法運算優先于加法和減法運算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：坐標軸賦值N10G1G91X=R1Z=R2F3N20Z=R3N30X=-R4N40Z=-R5…

（四）SIMENS802D系統的程序跳轉1．標記符—程序跳轉目標功能標記符或程序段號用于標記程序中所跳轉的目標程序段，用跳轉功能可以實現程序運行分支。標記符可以自由選取，但必須由2-8個字母或數字組成，其中開始兩個符號必須是字母或下劃線。跳轉目標程序段中標記符后面必須為冒號。標記符位于程序段段首。如果程序段有段號，則標記符緊跟著段號。在一個程序段中，標記符不能含有其它意義。程序舉例N10MARKE1:G1X20;MARKE1為標記符，跳轉目標程序段…TR789:G0X10Z20;TR789為標記符，跳轉目標程序段沒有段號N100…;程序段號可以是跳轉目標

2．絕對跳轉功能NC程序在運行時以寫入時的順序執行程序段。程序在運行時可以通過插入程序跳轉指令改變執行順序。跳轉目標只能是有標記符或一個程序段號的程序段。此程序段必須位于該程序之內。絕對跳轉指令必須占用一個獨立的程序段。編程GOTOFLabel;向前跳轉（向程序結束的方向）GOTOBLabel;向后跳轉（向程序開始的方向）說明GOTOF向前跳轉(向程序結束的方向跳轉)GOTOB向后跳轉(向程序開始的方向跳轉)Label所選的字符串用于標記符或程序段號

編程N10...N20GOTOFMARKE0...N50MARKE0:R1=R2+R3N51;jumptolabelMARKE1...;jumptolabelMARKE0GOTOFMARKE1程序執行G0X...Z......MARKE2:X...Z...N100M2;endofprogramMARKE1:X...Z...N150GOTOBMARKE2;jumptolabelMARKE2

3．有條件跳轉功能用IF-條件語句表示有條件跳轉。如果滿足跳轉條件（也就是值不等于零），則進行跳轉。跳轉目標只能是有標記符或程序段號的程序段。該程序段必須在此程序之內。有條件跳轉指令要求一個獨立的程序段。在一個程序段中可以有許多個條件跳轉指令。使用了條件跳轉后有時會使程序得到明顯的簡化。編程IF條件GOTOFLabel;向前跳轉IF條件GOTOBLabel;向后跳轉AWL說明GOTOF向前跳轉（向程序結束的方向跳轉）GOTOB向后跳轉（向程序開始的方向跳轉）Label所選的字符串用于標記符或程序段號IF跳轉條件導入符條件作為條件的計算參數，計算表達式表1-19-3SIMENS系統的跳轉功能說明

表1-19-4SIMENS系統的比較運算功能說明運算符意義==等于<>不等>大于<小于>=大于或等于<=小于或等于二、實踐訓練1．實踐內容：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：短半軸長度（20）#2：長半軸長度（30）#3：橢圓上要加工點的X方向坐標值（在宏程序中由#4計算，是直徑值）#4：橢圓上加工點的Z坐標（初值為0，在本題中變化范圍為0~-23）

（2）變量運算思路 采用直線逼近(也叫擬合)，以Z坐標作為自變量，在Z向以0.1mm為每一個步距來分段。假設以橢圓中心作為坐標軸則（X0/2）2/202+Z02/302=1。但在本題中編程坐標原點與橢圓中心存在一個偏距，橢圓中心在編程坐標系中的坐標值為（X80，Z-5），即所有計算出的擬合點坐標都應該加上相應的X和Z偏差值 即#3=X0+80#4=-5+Z0Z0=#4+5

將Z0=#4+5代入上式得