FANUC系统宏程序应用

宏程序的应用

宏程序与子程序类似,对编制相同加工的操作可以使程序简化.同时宏程序中可以使用变量，算术和逻辑运算及转移指令，还可以方便地实现循环程序设计。使相同加工操作的程序更方便，更灵活。

使用子程序编程可以重复同样的操作,简化程序的书写工作，但是用户宏B提供了更丰富的编程功能,它允许使用变量、算术和逻辑操作及条件分支，使得用户可以自行编辑软件包、固定循环程序。

本章以FANUC系统为例介绍宏程序设计的内容。

8.1 变量的定义

1. 变量概述

一个普通的零件加工程序指定G码并直接用数字值表示移动的距离，例：G100 X100.0。而利用用户宏，既可以直接使用数字值也可以使用变量号。当使用变量号时，变量值既可以由程序改变，也可以用MDI面板改变。

变量书写规格：

宏程序中使用的变量与日常生活中使用的变量不同，变量用符号“#”后跟变量的变量号指定。

当指定一个变量时，在#后指定变量号。个人计算机允许赋名给变量，宏没有此功能。

例：#1

也可以用表达式指定变量号，这时表达式要用方括号括起来。例：#[#1+#2—12]

变量值的范围：

2.变量可分为四种类型。

1. 空变量

#0为空变量，该变量不能赋值。

2. 局部变量

#1~#33为局部变量，局部变量只能在宏程序中存储数据。当断电时局部变量被初始化为空，调用宏程序时，自变量对局部变量赋值。局部变量的数值范围10-29~1047或-1047~-10-29，如果计算结果超过该范围则发出P/S报警No.111。

3. 公共变量

#100~#199、#500~#999为公共变量，公共变量在不同的宏程序中意义相同。当断电时，变量#100~#199被初始化为空，变量#500~#999的数据不会丢失。全局变量的数值范围

10-29~1047或-1047~-10-29，如果计算结果超过该范围则发出P/S报警No.111。

4. 系统变量

#1000~为系统变量，系统变量用于读和写CNC运行时的各种数据，如刀具的当前位置和补偿值等。

5. 变量与地址（自变量）的对应关系

系统可用两种形式的自变量指定，表12-1为自变量指定I的自变量与变量的对应关系。表12-2为自变量指宾II的自变量与变量的对应关系。

表12-1 自变量指定I的变量对应关系

在自变量指定I中，G、L、O、N、P不能用，地址I、J、K必须按顺序使用，其它地址顺序无要求。

举例：G65 P3000 L2 B4 A5 D6 J7 K8 正确（J、K符合顺序要求）

在宏程序中将会把4赋给#2，把5赋给#1，把6赋给#7，把7赋给#5，把8赋给#6

举例：G65 P3000 L2 B3 A4 D5 K6 J5 不正确（J、K不符合顺序要求）

表12-2 自变量指定II的变量对应关系

系统能够自动识别自变量指定I和自变量指定II并赋给宏程序中相应的变量号。如果自变量指定I和自变量指定II混合使用，则后指定的自变量类型有效。

举例：G65 A1.0 B2.0 I-3.0 I4.0 D5.0 p1000

宏程序中：#1:1.0

#2:2.0,

#3:

#4:-3.0

#5:

#6:

#7:5.0

说明：I4.0为自变量指定II，D为自变量指定I，所以#7使用指定类型中的D5.0，而不使用自变量指定II中的I4.0。

6. 本级变量#1～#33

作用于宏程序某一级中的变量称为本级变量，即这一变量在同一程序级中调用时含义相同，若在另一级程序（如子程序）中使用，则意义不同。本级变量主要用于变量间的相互传递，初始状态下未赋值的本级变量即为空白变量。

局部变量#1~#33（一个宏程序中的同名变量）从0到4级，主程序是0级。每调用一个含有同名变量的宏程序，级别加1，前一级的变量被保存。当一个宏程序结束（执行M99）时，级别减1。

例如：

主程序宏程序宏程序宏程序宏程序

（0级）（1级）（2级）（3级）（4级）

O0001 O0002 O0003 O0004 O0005

#1=1；#1=2 #1=3 #1=4 #1=5

G65P2A2；G65P3A3 G65P4A4 G65P5P5 ……

……………………M99

M30 M99 M99 M99

10.2 变量的运算

对宏程序中的变量可以可以进行算术运算和逻辑运算。

1. 算术运算

可以进行加、减、乘、除运算。运算功能和格式如表12-3所示。

举例：G00X[#1+#2]

X坐标的值是变量1与变量2之和。

2. 三角函数计算

对宏程序中的变量可进行正弦（SIN）、反正弦（ASIN）、余弦（COS）、反余弦（ACOS）、正切（TAN）、反正切（ATAN）函数运算。三角函数中的角度以度为单位。运算功能和格式如表12-3所示。

表12-3 变量运算功能表

对于反反正弦（ASIN）取值范围如下：

当参数（No.6004#0）NAT位设为0时：270°~90°

当参数（No.6004#0）NAT位设为1时：-90°~90°

当#j超出-1~1时发出P/S报警No.111。

对于反余弦（ACOS）的取值范围如下：

取值范围180°~0°

当#j超出-1~1时发出P/S报警No.111。

对于反正切（ATAN）的取值范围如下：

当参数（No.6004#0）NAT位设为0时：0°~360°

当参数（No.6004#0）NAT位设为1时：-180°~180°

3. 其它函数计算

对宏程序中的变量还可以进行平方根（SQRT）、绝对值（ABS）、舍入（ROUN）、上取整（FIX）、下取整（FUP）、自然对数（LN）、指数（EXP）运算。运算功能和格式如表12-3所示。

对于自然对数LN[#j]，相对误差可能大于10-8。当#j≤0时，发出P/S报警No.111。

对于批数函数EXP[#j]，相对误差可能大于10-8。当运算结果大于3。65×1047（j大约110）时，出现溢出并发出P/S报警No.111。

对于取整函数ROUN[#j]，根据最小设定单位四舍五入。

例如，假设最小设定单位为1/1000mm，#1=1.2345,则#2=ROUN[#1]的值是1.0。

对于上取整FIF[#j]，绝对值值大于原数的绝对值。对于下取整FUP绝对值小于原数的绝对值。

例如，假设#1=1.2，则#2=FIX[#1]的值是2.0。

假设#1=1.2，则#2=FUP[#1]的值是1.0。

假设#1=-1.2，则#2=FIX[#1]的值是-2.0。

假设#1=-1.2，则#2=FUP[#1]的值是-1.0。

4. 逻辑运算

对宏程序中的变量可进行与、或、异或逻辑运算。逻辑运算是按位进行。运算功能和格式如表所示。

5. 数制转换

变量可以在BCD码与二进制之间转换。

6. 关系运算

由关系运算符和变量（或表达式）组成表达式。系统中使用的关系运算符如下。

（1）等于（EQ）

用EQ与两个变量（或表达式）组成表达式，当运算符EQ两边的变量（或表达式）相等时，表达式的值为真，否则为假。

例如，#1EQ#2，当#1与#2相等时，表达式的值为真。

（2）不等于（NE）

用NE与两个变量或表达式组成表达式，当运算符NE两边的变量（或表达式）不相等时，表达式的值为真，否则为假。

例如，#1NE#2，当#1与#2不相等时，表达式的值为真。

（3）大于等于（GE）

用GE与两个变量或表达式组成表达式，当左边的变量（或表达式）大于或等于右边的变量（或表达式）时，表达式的值为真，否则为假。

例如，#1GE#2，当#1大于或等于#2时，表达式的值为真。否则为假。

（4）大于（GT）

用GT与两个变量或表达式组成表达式，当左边的变量（或表达式）大于右边的变量（或表达式）时，表达式的值为真，否则为假。

例如，#1GT#2，当#1大于#2时，表达式的值为真。否则为假。

（5）小于等于（LE）

用LE与两个变量或表达式组成表达式，当左边的变量（或表达式）小于或等于右边的变量（或表达式）时，表达式的值为真，否则为假。

例如，#1LE#2，当#1小于或等于#2时，表达式的值为真。否则为假。

（6）小于（LT）

用LT与两个变量或表达式组成表达式，当左边的变量（或表达式）小于右边的变量（或表达式）时，表达式的值为真，否则为假。

例如，#1GE#2，当#1大于#2时，表达式的值为真。否则为假。

7. 运算优先级

运算符的优先顺序是

（1）函数。函数的优先级最高。

（2）乘、除、与运算。乘、除、与运算的优先级次于函数的优先级。

（3）加、减、或、异或运算。加、减、或、异或运算的优先级次于乘、除、与运算。乘、除、与运算的优先级。

（4）关系运算。关系运算的优先级最低。

用方括号可以改变优先级，括号不能超过5层。超过5层时，发出P/S报警No.111。

8. 变量值的精度

变量值的精度为8位十进制数。

例如，用赋值语句#1=9876543210123.456时，实际上#1=9876543200000.000。

用赋值语句#2=9876543277777.456时，实际上#1=9876543300000.000。

11. 宏程序结构

宏程序从结构上可以有顺序结构、分支结构和循环结构。本节介绍分支和循环结构的实现方法。

1. 无条件转移（GOTO）

格式：GOTOn；n为顺序号（1~9999）

例如，GOTO6；

语句组

N6 G00X100；

执行GOTO6语句时，转去执行标号为N6的程序段。

2. 条件转移（IF）

功能: 在IF后面指定一个条件表达式，如果条件满足，转向第N句，否则执行下一段。

格式IF [条件表达式] GOTO n；

其中：

条件表达式一个条件表达式一定要有一个操作符，这个操作符插在两个变量或一个变量

]。

操作符

4. 循环（WHILE）

格式：WHILE[关系表达式]DO m;

语句组；

END m；

当条件表达式成立时执行从DO到END之间的程序，否则转去执行END后面的程序段。

例如，#1=5；

WHILE[#1LE30]DO 1；

#1=#1+5；

G00X#1Y#1；

END 1；

M99；

当#1小于等于30时，执行循环程序，当#1大于30时结束循环返回主程序。

13.1 宏程序的调用与返回

1. 宏程序的简单调用

宏程序的简单调用是指在主程序中，宏程序可以被单个程序段单次调用。调用指令格式： G65 P （宏程序号） L （重复次数）（变量分配）其中：G65——宏程序调用指令

P （宏程序号）——被调用的宏程序代号；

L （重复次数）——宏程序重复运行的次数，重复次数为1时，可省略不写；（变量分配）——为宏程序中使用的变量赋值。

宏程序与子程序相同的一点是，一个宏程序可被另一个宏程序调用，最多嵌套4层。 2. 宏程序的开始与返回

宏程序的编写格式与子程序相同。其格式为： O0010（0001～8999为宏程序号） //程序名 N10 …… //指令 ……

N30 M99 //宏程序结束宏程序以程序号开始，以M99结束。

加工如图所示的凹槽表面。零件材料为中碳钢。为保证表面质量，内外轮廓先粗加工后精加工，粗加工内轮廓时刀补半径比刀具半径大0.2mm ，作为精加工余量。精加工的刀补半径与刀具半径相同。

图12-2 凹槽表面零件

表12-1 实用刀具卡片

表数控加工工序卡

图12-3 工步1~工步4的走刀路线图图12-4 工步5~工步7的走刀路线图

图12-5 工步8~工步10的走刀路线图图12-16 工步5~工步7的走刀路线图

图12-3至图12-6给出了有关工步的走刀路线图。

主程序

O0100

N0101 G92X0.0Y0.0Z150.0; 设定坐标系

N0102 M06T01H01; 换第1号刀

N0103 G00Z1.0M03S300.0; 接近工件起动主轴

N0104 G00X30.0Y25.0; 进入切削起点A

N0105 G01Z-6.0F50.0; Z向切入工件（粗加工第1次深度）

N0106 G01X15.0Y15.0G42D1F100.0; A-B（D1刀补比实际直径大0.2mm，右刀补）N0107 G65P0200I15.0J15.0; 调用切矩形宏程序

N0108 G01X30.0Y25.0G40; 回切削起点A

N0109 G01Z-12.0F50.0; Z向切入工件（粗加工第2次深度）

N0110 G01X15.0Y15.0G42D1F100.0; A-B（D1刀补比实际直径大0.2mm，右刀补）N0111 G65P0200I15.0J15.0; 调用切矩形宏程序

N0112 G01X30.0Y25.0G40; 回切削起点A

N0113 G01X15.0Y15.0G42D2F100.0; A-B（D2与实际直径相同，精加工）

N0114 G65P0200I15.0J15.0; 调用切矩形宏程序

N0115 G01X30.0Y25.0G40; 回切削起点A

N0116 G00Z-6.0; 抬刀（粗加工第1次深度）

N0117 G01X35.0Y29.0; A-B（切削矩形无刀补）

N0118 G65P0200I35.0J29.0; 调用矩形宏程序

N0119 G01X30.0Y25.0 回切削起点A

N0120 G01Z-12.0F50.0；Z向切入工件（粗加工第2次深度）

N0121 G01X35.0Y29.0; A-B（切削矩形无刀补）

N0122 G65P0200I35.0J29.0; 调用矩形宏程序

N0123 G01X30.0Y25.0 回切削起点A

N0124 G01Z-6.0; 切削两端余量（粗加工第1次深度）

N0125 G65P0300; 切第1层

N0126 G01X30.0Y25.0 回切削起点A

N0127 G01Z-12.0; Z向进刀（粗加工第2次深度）

N0128 G65P0300; 切第2层

N0129 G01X30.0Y25.0 回切削起点A

N0130 M06T02H02; 换第2把刀

N0131 G01X30.0Y25.0; 进入切削起点

N0132 G00Z1.0; 接近工件

N0133 G01Z-6.0F50.0; 切入6mm深（粗加工第1次深度）

N0134 G01X0.0Y44.0G41D3F100.0; A-B（切入曲线轮廓到上部长边的中点）

N0135 G65P0400; 调曲线轮廓宏程序

N0136 G01X30.0Y25.0G40; 进入切削起点A

N0137 G01Z-12.0F50.0; Z向切入深度12mm（粗加工第2次深度）

N0138 G01X0.0,Y44.0G41D3F100.0; A-B（切入曲线轮廓到上部长边的中点）

N0139 G65P0400; 调曲线轮廓宏程序

N0140 G01X30.0Y25.0G40; 回起刀点A

N0141 G01X0.0Y44.0G41D4F100.0；A-B（切入到长边中点第4号刀补）

N0142 G65P0400; 调用曲线轮廓宏程序

N0143 G01Z-2; 抬刀至斜面顶点高度

N0144 G01X30.0Y25.0G40; 加工切削起点A

N0145 M06T01H01; 换第1号刀

N0146 G01X30.0Y0.0G42D2 进入上斜面起点处

N0147 G65P0500I30.0J0.0I-30.0J30.0; 加工上斜面

N0148 G00Z-2.0; 抬刀

N0149 G00X30.0Y25.0G40; 回切削起点

N0150 G01X30.0Y0.0G41D2F100.0；进入下斜面起点处

N0151 G65P0600I30.0J0.0I-30.0J-30.0; 加工下斜面

N0152 G00Z1.0; 抬刀

N0153 G00X30.0Y25.0G40; 回切削起点

N0154 G01Z-2.0 F100.0 下刀

N0155 G01X0.0Y30.0G41D2；进入右斜面起点

N0156 G65P0700I0.0J30.0I30.0J-30.0; 加工右斜面

N0157 G00Z1.0 抬刀

N0158 G00X30.0Y25.0Z-2G42F100.0; 回切削起点

N0159 G01Z-2.0 下刀

N0160 G01X0.0Y30.0G42D2 进入左斜面起点

N0161 G65P0800I0.0J30.0I-30.0J-30.0; 加工左斜面

N0162 G00Z150.0; Z向回初始位置

N0163 G00X0.0Y0.0G42; XY回坐标原点

N0164 M30; 程序结束

切削矩形宏程序，直刀路线如图12-3和12-4所示。

O0200

N0201 G01X-#4F100.0; B-C

N0202 G01Y-#5; C-D

N0203 G01X#4; D-E

N0204 G01Y#5; E-B

N0205 M99; 返回主程序

切削内内腔两端余量宏程序，走刀路线如图12-5所示。

O0300

N0301 G01X48.0Y29.0F100；A-B

N0302 G01X-48.0；B-C

N0303 G01X-35.0Y0.0；C-D

N0304 G01X-48.0Y-29.0；D-E

N0305 G01X48.0；E-F

N0306 G01X35.0Y0.0；F-G

N0307 G01X48.0Y29.0; G-B

N0308 M99; 返回主程序

切削曲线轮廓宏程序，走刀路线如图12-6所示。

O0400

N0401 G01X-53.0F100.0；B-C

N0402 G03X-63.0Y34.0R10.0；C-D

N0403 G01Y20.365；D-E

N0404 G03X-58.8Y12.219R10.0；E-F

N0405 G02X-58.8Y-12.219R15.0；F-G

N0406 G03X-63.0Y-20.365R10.0；G-H

N0407 G01Y-34.0；H-I

N0408 G03X-53.0Y-44.0R10.0；I-J

N0409 G01X53.0；J-K

N0410 G03X63.0Y-34.0R10.0；K-L

N0411 G01Y-20.219；L-M

N0412 G03X58.8Y-12.219R10.0；M-N

N0413 G02X58.8Y12.219R15.0；N-P

N0414 G03X63.0Y20.365R10.0；P-Q

N0415 G01Y34.0；Q-R

N0416 G03X53.0Y44.0R10.0；R-S

N0417 G01X0.0；S-B

N0418 M99；返回主程序

加工上斜面宏程序

O0500

#1=-2.0; Z初值为-2

WHILE[#1GE-8] DO1；当Z值小于-8时斜面加工结束

N0501 G01X#6；-X方向走刀

#1=#1-0.01*8.0/15.0；计算Z值

#5=#5+0.05; 计算Y值

N0502 G01Y#5Z#1; 斜面插补走刀

N0503 G01X#4; +X方向走刀

END1; 循环终止

N0504 M99; 返回主程序

加工下斜面宏程序

O0600

#1=-2.0；Z初值为-2

WHILE[#1GE-8] DO1；当Z值小于-8时斜面加工结束

N0601 G01X#6；-X方向走刀

#1=#1-0.01*8.0/15.0；计算Z坐标

#5=#5-0.05；计算Y坐标

N0602 G01Y#5Z#1；斜面插补走刀

N0603 G01X#4；+X方向走刀

END1；循环终止

N0604 M99；返回主程序

加工右斜面宏程序

O0700

#1=-2.0；Z初值为-2

WHILE[#1GE-8] DO1 当Z值小于-8时斜面加工结束

N0701 G01X#7；-Y方向走刀

#1=#1-0.01*6.0/15.0；计算Z坐标

#4=#4+0.05; 计算X坐标

N0702 G01X#4Z#1；斜面插补走刀

N0703 G01X#5；+Y方向走刀

END1; 循环终止

N0704 M99; 返回主程序

加工左斜面宏程序

O0800

#1=-2.0；Z初值为-2

WHILE[#1GE-8] DO1；当Z值小于-8时斜面加工结束

N0801 G01X#7；-Y方向走刀

#1=#1-0.01*6.0/15.0；计算Z坐标

#4=#4-0.05；计算X坐标

N0802 G01X#4Z#1；斜面插补走刀

N0803 G01X#5；+Y方向走刀

END1；循环终止

N0804 M99；返回主程序