FANUC 系統(tǒng)宏程序的設(shè)計

畢業(yè)論文（設(shè)計）FANUC系統(tǒng)宏程序的設(shè)計指導(dǎo)老師：班級：系（部）：專業(yè)：答辯時間：摘要隨著數(shù)控技術(shù)以及計算機(jī)輔助制造軟件的迅速發(fā)展,在數(shù)控編程方面,手工編程越來越多的被計算機(jī)自動編程所取代,從而使大家慢慢忽略了手工編程特別是宏程序的重要性,一個宏程序可以很方便地編制三維曲面的加工程序,而且程序非常簡潔,通用性好,對于相同形狀、不同尺寸的零件,只要在調(diào)用宏程序時賦不同的數(shù)值即可。宏程序的優(yōu)越性同時體現(xiàn)在孔系加工、口袋及輪廓加工、各類圓柱面、斜面、內(nèi)外球面、橢球面及倒R面加工。本文通過對FANUCOi系統(tǒng)研究,以宏程序的理論知識及應(yīng)用為基礎(chǔ),從宏程序編制的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)開始,涉及到了宏程序的編譯,給出了一種典型的可以用于任意宏程序的編譯方法,以及用戶宏程序B的應(yīng)用,并對其常見問題進(jìn)行了歸納總結(jié),并以典型車削及銑削實例的形式加以具體闡述,希望為宏程序的應(yīng)用及推廣起到一定的借鑒作用。

AlongwiththerapidlydevelopmentofCNCtechnologyandCAMsoftware,manualprogramminghasbeenmainlyreplacedbyCAP.Somanypeopleignoretheimportanceofmanualprogrammingespeciallymacroprogram.Amacroprogramcanworkout3-Dcurvedfaceprogrameasily,andtheprogramwillbeconcisionandgoodatuniversalproperty.Ifthepartshavesameshapbutdifferentdimension,youcanusedifferentunivericalvaluewhentransferamacroprogram.Theadvantageofamacroprogramcanincarnateonmachini...目錄摘要緒論宏程序應(yīng)用概述1.1宏程序概述1.2宏程序與普通程序的對比1.3數(shù)控編程技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀1.4宏程序編程的技術(shù)特點1.5宏程序與CAD/CAM軟件生成程序的加工性能對比宏程序的變量和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的應(yīng)用2.1宏程序基本變量2.2雙軌跡的公共變量2.3算術(shù)和邏輯運算2.4宏程序的控制指令2.5FANUC-0i刀具補償值的系統(tǒng)變量2.6宏程序報警、停止和信息顯示、時間信息變量2.7自動運行控制可以改變自動運行的控制狀態(tài)的變量第三章非圓曲線宏程序加工工藝3.1、非圓曲線宏程序的使用步驟3.2、非圓曲線宏程序的具體應(yīng)用實例3.3用戶宏程序應(yīng)用舉例第四章宏程序編程實例4.1編程實例4.2加工實例的工藝分析4.3數(shù)控車宏程序編程總結(jié)致謝參考文獻(xiàn)附錄一附錄二緒論數(shù)控加工程序編制的關(guān)鍵是刀具相對工作運動軌跡的計算，即計算加工輪廓的基點和節(jié)點坐標(biāo)或刀具中心的基點和節(jié)點坐標(biāo)。數(shù)控機(jī)床一般只提供平面直線和圓弧插補功能，對于非圓的平面曲線Y=f（X），采用的加工方法是按編程允許誤差，將平面輪廓曲線分割成許多小段，然后用數(shù)學(xué)計算的方法求逼近直線或圓弧輪廓曲線的交點和切點坐標(biāo)。隨著計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（CNC）的不斷發(fā)展。CNC不僅能通過數(shù)字量去控制多個軸的機(jī)械運動，而且具有強大的數(shù)據(jù)計算和處理能力，編程時只要建立加工輪廓的基點和節(jié)點的數(shù)學(xué)模型，按加工的先后順序。由數(shù)控系統(tǒng)即時計算出加工節(jié)點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。進(jìn)而控制加工，這就是數(shù)控系統(tǒng)提供的宏編程。宏指令編程像高級語言一樣，可以使用變量驚醒算術(shù)運算邏輯運算的函數(shù)混合運算進(jìn)行編程。在宏程序形式中，一般都市提供循環(huán)判斷分支和子程序調(diào)用的方法?？删幹聘鞣N復(fù)雜的零件加工程序，熟悉應(yīng)用宏程序指令進(jìn)行編程，可大大精簡程序量，還可以增強機(jī)床的加工適應(yīng)能力。比如可以控制拋物線、橢圓的那個非圓曲線的算法標(biāo)準(zhǔn)化后做成內(nèi)部宏程序，以后就可以像圓弧插補一樣按照標(biāo)準(zhǔn)格式編程調(diào)用，相當(dāng)于增加了系統(tǒng)的插補功能。隨著數(shù)控系統(tǒng)的不斷更新，宏指令應(yīng)用越來越廣泛。以日本FANUC-0i系統(tǒng)為例。0i系統(tǒng)使用B類宏指令，包括宏變量的賦值、運算、條件調(diào)用等，其功能強大，編程直觀。宏指令編程雖然屬于手工編程的范疇，但它不是直接算出輪廓各個節(jié)點的具體坐標(biāo)數(shù)據(jù)，而是給出數(shù)學(xué)公式的算法，由CNC來即時計算節(jié)點坐標(biāo)，因此對于簡單直觀的零件輪廓不具有優(yōu)勢。若零件結(jié)構(gòu)不能用常規(guī)插補指令可以完成編程的，則可采用編制宏程序的方法，將計算復(fù)雜數(shù)據(jù)的任務(wù)交由數(shù)控系統(tǒng)來完成。對于加工方法和加工方式，零件的步驟，走刀路線及對刀點、起刀點的位置以及切入、切出方式的設(shè)計還是遵循一般手工編程的規(guī)則。編制宏程序時，應(yīng)從零件的結(jié)構(gòu)特點出發(fā)，分析零件加工表面之間的幾何關(guān)系，應(yīng)從零件的結(jié)構(gòu)特點出發(fā)，分析零件上各加工表面之間的幾何關(guān)系，據(jù)此推到出各參數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系，建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型。第一章宏程序應(yīng)用概述1.1宏程序概述1.1.1數(shù)控編程技術(shù)的分類數(shù)控編程方法可以分為兩類：一類手工編程，另一類是自動編程。1.1.2手工編程手工編程是指編制零件數(shù)控加工程序的各個步驟，即從零件圖紙分析，工藝決策，確定加工路線和工藝參數(shù)，計算刀尖軌跡坐標(biāo)數(shù)據(jù)，編寫零件的數(shù)控加工程序單直至程序的檢驗，均由人工完成。對于點位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的輪廓加工，幾何計算較簡單，程序段不多，手工編程即可實現(xiàn)。如簡單階梯軸的車削加工，一般不需要復(fù)雜的坐標(biāo)計算，往往可以由技術(shù)人員根據(jù)工序圖紙數(shù)據(jù)直接編寫數(shù)控加工程序。但對輪廓形狀不是由簡單的直線，圓弧組成的復(fù)雜零件，特別是空間復(fù)雜曲面零件，數(shù)值計算則相當(dāng)繁瑣，工作量大，容易出錯，且很難孝對，采用手工編程是難以完成的。1.1.3自動編程使用計算機(jī)編制數(shù)控加工程序，自動地輸出零件加工程序單及自動的制作控制介質(zhì)的過程稱作自動編程。自動編程就是編程人員根據(jù)零件圖紙和工藝要求，使用規(guī)定的數(shù)控語言編寫一個較簡短的零件加工源程序，輸入到計算機(jī)中。計算機(jī)自動地進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，計算出刀具中心運動軌跡，編寫出零件加工程序單，并生成控制介質(zhì)。有預(yù)見在計算機(jī)上可自動地繪出所編程的圖形及走刀軌跡，所以能及時的檢查程序是否錯誤，并進(jìn)行修改，得到正確的程序。在自動編程時，工藝處理部分工作還需編程人員來完成并按自動編程系統(tǒng)要求的格式輸入。1.2宏程序與普通程序的對比一般意義上所講的數(shù)控指令其實是指ISO代碼指令編程。即每個代碼的功能是固定的，由系統(tǒng)生產(chǎn)廠家開發(fā)，使用者只需（只能）按照規(guī)定編程即可。但有時候這些指令滿足不了用戶的需要，系統(tǒng)因此提供了用戶宏程序功能，便用戶可以對數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行一定的功能擴(kuò)展，實際上是數(shù)控系統(tǒng)對用戶的開放，也可視為用戶利用數(shù)控系統(tǒng)提供的工具，在數(shù)控系統(tǒng)的平臺上進(jìn)行二次開發(fā)，當(dāng)然這里的開放和開發(fā)都是有條件和有限制的。

用戶宏程序和與普通程序存在一定的區(qū)別，認(rèn)識和了解這些區(qū)別，將有助于宏程序的學(xué)習(xí)理解和掌握運用，表一是用戶宏程序與普通程序的簡要對比。

表一普通程序宏程序只能使用常量可以使用變量，并給變量賦值常量之間不可以運算變量之間可以運算程序只能順序執(zhí)行，不能跳轉(zhuǎn)程序運行可以跳轉(zhuǎn)1.3數(shù)控編程技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀在我國，六成以上的數(shù)控銑床（包括加工中心）都是應(yīng)用在模具行業(yè)，由于模具加工的特殊性和一些非技術(shù)性原因，CAD/CAM軟件的應(yīng)用由來已久，且日趨成熟，特別是在數(shù)控三維曲面加工中，手工編程幾乎已沒有用武之地，而由于強大對我思維定勢和使用習(xí)慣，使得編程人員不論程序大小、加工難易，都習(xí)慣并樂于使用各種CAD/CAM軟件來編程加工。手工編程似乎被遺忘在角落里，大有無人問津之勢。1.4宏程序編程的技術(shù)特點盡管使用各種CAD/CAM軟件來編制數(shù)控加工程序已經(jīng)成為潮流(或主流),但手工編程畢竟還是基礎(chǔ),各種”疑難雜癥“的解決往往還要利用手工編程；且手動編程還可以使用變量編程，即宏程序的運用。其最大特點就是將有規(guī)律的形狀或尺寸用最短的程序段表示出來，具有極好的易讀性和易修改性，編寫出的程序非常簡潔，邏輯嚴(yán)密，通用性極強，而且機(jī)床在執(zhí)行此類程序時，較執(zhí)行CAD/CAM軟件生成的程序更加快捷，反應(yīng)更迅速。

隨著技術(shù)的發(fā)展，自動編程逐漸取代手工編程，但宏程序簡捷的特點使之依然具有使用價值，我個人認(rèn)為，宏程序的運用應(yīng)該是手工編程應(yīng)用中最大的亮點和最后的堡壘。宏程序具有靈活性、通用性和智能性等特點，例如對于規(guī)則曲面的編程來說，使用CAD/CAM軟件編程一般都有工作量大，程序龐大，加工參數(shù)不容易修改等缺點，只要任何一個參數(shù)發(fā)生任何變化，再智能的軟件也要根據(jù)變化后的加工參數(shù)重新計算刀具軌跡，盡管軟件計算刀具軌跡的計算速度非?？?，但始終是個比較麻煩的過程。而宏程序則注重把機(jī)床參數(shù)與編程語言結(jié)合，而且靈活的參數(shù)設(shè)置也使機(jī)床具有最佳的工作性能，同時也給予操作工人極大的自由調(diào)整空間。從模塊化加工的角度看，宏程序最具有模塊化的思想和資質(zhì)條件，編程人員只需要根據(jù)零件幾何信息和不同的數(shù)學(xué)模型即可完成相應(yīng)的模塊化加工程序設(shè)計，應(yīng)用時只需要把零件信息，加工參數(shù)等輸入到相應(yīng)的模塊的調(diào)用語句中，就能使編程人員從繁瑣的、打量重復(fù)性的編程工作中解脫出來，有中一勞用逸的效果。另外，由于宏程序基本上包含了所有的加工信息（如所使用刀具的幾何尺寸信息等），而且非常簡明直觀，通過簡單的存儲和調(diào)用，就可以很方便的重現(xiàn)當(dāng)時的加工狀態(tài)，給周期性的生產(chǎn)特別是不定期的間隔式生產(chǎn)帶來了極大的方便?？陀^的說，對于主要由于大量的不規(guī)則復(fù)雜曲面構(gòu)成的模具成型零件，由于設(shè)計、分析道制造的整個生產(chǎn)鏈在技術(shù)層面及生產(chǎn)管理上都是通過以上各種CAD/CAM軟件為核心（還包括PDM/CAE等）的紐帶緊密相連的，從而形成一種高速的一體化和關(guān)聯(lián)性，無論從哪個角度來看，數(shù)控加工程序編制幾乎百分百的依賴各種CAD/CAM軟件，宏程序在這里的發(fā)揮空間是非常有限的。但是，數(shù)控加工領(lǐng)域還有很大一片天空是屬于機(jī)械零件的批量加工，雖然同樣是數(shù)控加工，它與上述的模具類零件的數(shù)控加工還是有著相當(dāng)大的差別的，機(jī)械零件的數(shù)控加工主要有以下幾個特點：（1）機(jī)械零件絕大多數(shù)都是批量生產(chǎn)，在保證質(zhì)量的前提下要求最大限度的提高生產(chǎn)效率以降低生產(chǎn)成本。另外批量零件字加工的幾何尺寸精度和形狀位置精度要求保證高度的一致性，而加工工藝的優(yōu)化主要就是程序的優(yōu)化，是一個反復(fù)調(diào)整、嘗試的過程，這就要求操作者能夠非常方便的調(diào)整程序中的各項加工參數(shù)（如刀具尺寸、刀具補償值、層降、步距、計算精度、進(jìn)給速度等），宏程序在這方面就有強大的優(yōu)越性，只要能用宏程序來表述，操作者就根本無需觸動程序本身，而只需要針對各項加工參數(shù)所對應(yīng)得自變量賦值做出個別調(diào)整，就能迅速的將程序調(diào)整到最優(yōu)化的狀態(tài)，這就體現(xiàn)出宏程序的一個突出優(yōu)點，即一次編程，終身受益。（2）機(jī)械零件的形狀主要是由于各種凸臺、凹槽、圓孔、斜平面、回轉(zhuǎn)面等組成，很少包含不規(guī)則的復(fù)雜曲面，構(gòu)成其的幾何因素?zé)o外乎點、直線、圓弧，最多加上各種二次圓錐曲面（橢圓、拋物線、雙曲線），以及一些漸開線（常應(yīng)用于齒輪及凸輪等），所有這些都是基于三角函數(shù)，解析幾何的應(yīng)用，而數(shù)學(xué)上都可以用三角函數(shù)表達(dá)式及參數(shù)方程加以表述，因此宏程序在此有廣泛的應(yīng)用空間，可以發(fā)揮其強大的作用。（3）機(jī)械零件還有一些很特殊的應(yīng)用，即使采用CAD/CAM軟件也不一定能輕易地解決，例如變螺距螺紋的加工、用螺旋插補進(jìn)行錐度螺紋的加工和鉆深可變式深孔鉆加工等，而在這些方面宏程序卻可以發(fā)揮它的優(yōu)勢。1.5宏程序與CAD/CAM軟件生成程序的加工性能對比只要能夠用宏程序完整地表達(dá)，即使再復(fù)雜，其程序篇幅都非常有限，可以說任何一個比較合理、優(yōu)化的宏程序，極少會超過60行，換算成字節(jié)數(shù)，至多不過2kbytes。一方面，宏程序天生短小精悍，即使是最廉價的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，其內(nèi)部程序存儲空間再小也會有個10kbytes左右，完全容納得下任何“龐大”的宏程序，因此根本無需考慮機(jī)床與外部電腦的傳輸速度對實際加工速度的影響。另一方面，為了對復(fù)雜的加工運動進(jìn)行描述，宏程序必然會最大限度地使用數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部的各種指令代碼，例如直線插補G01指令、圓弧（螺旋）插補G02/G03指令等，因此機(jī)床在執(zhí)行宏程序時，數(shù)控系統(tǒng)的計算機(jī)可以直接進(jìn)行插補運算，運算速度極快，伺服電機(jī)響應(yīng)快，機(jī)床反應(yīng)迅速，加工效率極高。而對于CAD/CAM軟件生成的程序，情況則要復(fù)雜得多首先，CAD/CAM軟件生成的程序通常都比較大，非常容易就突破機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部程序存儲空間的限制，因此一般來說除了相對簡單的孔系加工、二維輪廓或口袋加工以外，其余絕大部分程序都不得不以DNC方式進(jìn)行在線加工，顯然機(jī)床與電腦之間的傳輸速度成為了影響加工速度的第一個“瓶頸”因素。當(dāng)計算精度較高、進(jìn)給速度F值又較大（如F1800~F2500）時，程序傳輸速度往往還是跟不上機(jī)床的節(jié)拍，在實際加工中可以看到機(jī)床的進(jìn)給運動有明顯的斷續(xù)、遲滯，對于Fanuc系統(tǒng)，即使打開DNC緩沖，或設(shè)置G51.1參數(shù)，也難以有大的改觀。其次，在CAD/CAM軟件中，無論構(gòu)造規(guī)則或不規(guī)則的曲面，都有一個數(shù)學(xué)運算的過程，也必然存在著計算的誤差和處理，而在對其生成三維加工刀路時，軟件是根據(jù)你選擇的加工方式、設(shè)定的加工參數(shù)，并結(jié)合所設(shè)定的加工誤差（或稱為曲面的計算精度），使刀具與加工表面接觸點（相交點或相切點）逐點移動完成加工，從本質(zhì)上看，其實就是在允許的誤差值范圍內(nèi)沿每條路徑用直線去逼近曲面的過程！第二章宏程序的變量和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的應(yīng)用2.1宏程序基本變量普通加工程序直接用指定G代碼和移動距離；例如G01和X100.使用用戶宏程序是，數(shù)值可以直接指定或變量指定。當(dāng)用變量時，變量值可以用程序或用MDI面板上的操作改變。如#1=#2+100G01X#1F300變量的表示計算機(jī)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：#1表達(dá)式可以用于指定變量號。此時，表達(dá)式必須封閉在括號中。例如：#[#1+#2-12]（2）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-10-19或-10-2到-1047范圍。如果計算范圍超出有效范圍，則發(fā)出P/S報警NO.111。小數(shù)點的省略當(dāng)在程序中定義變量值時，小數(shù)點可以省略。例：當(dāng)定義#1=123；變量#1的實際值時123.000。變量的引用[1]為在程序中使用變量值，指定后跟變量號的地址。當(dāng)用表達(dá)式指定變量時，要把表達(dá)式放在括號中。例如：G01X[#1+#2]F#3[2]被引用變量的值根據(jù)地址的最小設(shè)定單位自動地舍入。例如：當(dāng)G00X#1；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G00X123456[3]改變引用變量的值的符號，要把負(fù)號（-）放在#的前面。例如：G00X-#1[4]當(dāng)引用未定義的變量時，G00X#1Y#2的執(zhí)行結(jié)果G00X0。2.2雙軌跡的公共變量對雙軌跡控制，系統(tǒng)為每一軌跡都是提供了單位的宏變量，但是，根據(jù)參數(shù)N0.6036和6037的設(shè)定，某些公共變量可同時用于兩個軌跡。未定義的變量當(dāng)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。[1]引用：當(dāng)引用一個未定義的變量時，地址本身也被忽略。[2]運算：除了用賦值以外，其余情況下與0相同。[3]條件表達(dá)式：EQ和NE中的<空>不同于0。限制程序號，順序號和任選程序段跳轉(zhuǎn)不能使用變量。例：下面情況不能使用變量：0#1；/#G00X100.0；N#3Y200.0；2.3算術(shù)和邏輯運算線面運算可在變量中執(zhí)行運算表達(dá)式可包含常量和由函數(shù)或運算符組成的變量。表達(dá)式中的變量#j#k可以用常數(shù)賦值。（1）常用變量#i=#j【加】#i=#j+#k【減】#i=#j-#k【乘】#i=#j*#k【除】#i=#j/#k（2）角度單位為度【正弦】#i=sin[#j]【余弦】#i=cos[#j]【正切】#i=tan[#j]【反正切】#i=atan[#j]（3）函數(shù)【平方根】#i=sqrt[#j]【絕對值】#i=abs[#j]【四舍五入圓整】#i=round[#j]【舍入】#i=round[#j]【上取整】#i=fin[#j]【下取整】#i=fup[#j]【自然對數(shù)】#i=ln[#j]【指數(shù)函數(shù)】#i=exp[#j]（4）邏輯變量邏輯運算對二進(jìn)制數(shù)逐位進(jìn)行【或】#i=#jor#k【異或】#i=#jxor#k【與】#i=#jand#k(5)運算符 EQ 等NE 不等于GT 大于GE 大于或等于LT 小于LE小于或等于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(shè)定單位進(jìn)行四舍五入

例：設(shè)＃1＝1．2345，＃2＝2．3456，設(shè)定單位1μm

G91X－＃1；X－1．235

X－＃2F300；X－2．346

X[＃1＋＃2]；X3．580

未返回原處，應(yīng)改為X[ROUND[＃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(shè)＃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：＃1＝SIN[[[#2+#3]*#4+#5]*#6]；（3重）2.4宏程序的控制指令在宏程序中，有三種轉(zhuǎn)移和循環(huán)操作可供使用。（1）無條件轉(zhuǎn)移（GOTO語句）語句格式為：GOTOn其中n為順序號（1—9999），可用變量表示。例如：GOTO1；GOTO#10；（2）條件轉(zhuǎn)移（IF語句）語句格式為：IF[條件式]GOTOn條件式成立時，從順序號為n的程序段開始執(zhí)行；條件式不成立時，執(zhí)行下一個程序段。條件式有以下幾類：#jEQ#KEQ等于#jNE#KNE不等于#jGT#KGT大于#jLT#KLT小于#jGE#KGE大于等于#jLE#KLE小于等于條件式中變量#J或#K可以是常量也可以是表達(dá)式，條件式必須用括弧括起來。下面的程序可以得到1到10的和：O7100#1=0#2=1N1IF[#2GT10]GOTO2#1=#1+#2#2=#2+1GOTO1N2M30（3）循環(huán)語句（WHILE語句）語句格式為：WHILE[條件式]DOm（m=1，2，3）…ENDm如右圖所示：當(dāng)條件語句成立時，程序執(zhí)行從DOm到ENDm之間的程序段；如果條件不成立，則執(zhí)行ENDm之后的程序段。DO和END后的數(shù)字是用于表明循環(huán)執(zhí)行范圍的識別號?？梢允褂脭?shù)字1，2和3，如果是其他數(shù)字，系統(tǒng)會產(chǎn)生報警。DO—END循環(huán)能夠按需執(zhí)行多次。如下例所示：上面的O7100程序也可以用WHILE語句編制如下：O7200#1=0#2=1WHILE[#2LE10]DO1#1=#1+#2#2=#2+1END1M302.5FANUC-0i刀具補償值的系統(tǒng)變量（1）系統(tǒng)變量用于讀和寫NC內(nèi)部數(shù)據(jù)例如刀具偏置值和當(dāng)前位置數(shù)據(jù)，但是某些系統(tǒng)變量只能讀。系統(tǒng)變量是自動控制和通用加工程序開發(fā)的基礎(chǔ)，是可編程機(jī)床控制器PMC和用戶宏程序之間交換的信號。接口信號的系統(tǒng)變量變量號功能#1000；#1015；#1032；把16位信號從PMC送到用戶宏程序變量#1000，到#1015用于按位讀取信號變量#1032用于一次。讀取一個16位信號。#1100#1115#1132把16位信號從用戶宏程序送到PMC變量#1100，到#1115用于按位寫信號變量#1132用于一次寫。一個16位信號#1133變量#1133用于從用戶宏程序一次寫一個32位的信號到PMC。注意#1133的值為從99999999到+99999999，詳細(xì)情況請見連接說明書B-63503C-1，用系統(tǒng)變量可以讀和寫刀具補償值。（2）刀具補償存儲器C的系統(tǒng)變量刀具長度補償H刀具半徑補償D補償；幾何補償磨損補償幾何補償磨損補償當(dāng)偏置組數(shù)小于等于200時也可使用#2001#24002.6宏程序報警、停止和信息顯示、時間信息變量（1）宏程序報警的系統(tǒng)變量變量號功能#3000當(dāng)變量#3000的值為0200時CNC停止運行，且報警。在表達(dá)式后為不超過26個字符的報警信息；CRT屏幕上顯示報警號和報警信息其中報警號為變量#3000的值加上3000。例#3000=1TOOLNOTFOUND報警屏幕上顯示3001TOOLNOTFOUND刀具未找到程序執(zhí)行停止并顯示信息報警號功能。#3006在宏程序中指令#3006=1MESSAGE時程序執(zhí)行前面程序段并停止。當(dāng)最多到26個字符的信息由控制輸入和控制輸出括住在同一程序段中編程時，信息被顯示在外部操作信息屏幕，時間信息可以讀和寫。（2）時間信息的系統(tǒng)變量變量號功能#3001該變量為一個計時器以1毫秒為計時單位，當(dāng)電源接通時該變量值復(fù)位為0當(dāng)達(dá)到2147483648毫秒時該計時器的值返回到0。#3002該變量為一個計時器當(dāng)循環(huán)起動燈亮?xí)r以一小時為單位計時該計時器即使在電源斷電時，也保存該值當(dāng)達(dá)到9544.371767小時，該計時器的值返回到0。#3011該變量用于讀取當(dāng)前的曰期年/月/曰年/月/曰信息轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。例如：1994年9月8曰表示為19940928。#3012該變量用于讀取當(dāng)前的時間時/分/秒時/分/秒信息轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。例如：下午3點34分56秒表示為153456。2.7自動運行控制可以改變自動運行的控制狀態(tài)的變量自動運行控制的系統(tǒng)變量#3003#3003單程序段輔助功能的完成0有效等待1無效等待2有效不等待3無效不等待當(dāng)電源接通時該變量的值為0當(dāng)單程序段停止無效時，即使單程序段開關(guān)設(shè)為ON也不執(zhí)行單程序段停止，當(dāng)不指定等待輔助功能MS和T功能完成時，在輔助功能完成之前，程序執(zhí)行到下列程序段而且分配完成信號DEN不輸出自動運行控制的系統(tǒng)變量#3004#3004進(jìn)給暫停進(jìn)給速度倍率準(zhǔn)確停止0有效有效有效1無效有效有效2有效無效有效3無效無效有效4有效有效無效5無效有效無效6有效無效無效7無效無效無效當(dāng)電源接通時該變量的值為0當(dāng)進(jìn)給暫停無效時1當(dāng)進(jìn)給暫停按鈕被按下時，機(jī)床在單段停止方式停止，但是當(dāng)用變量#3003使單程序段方式無效時單程序段停止不執(zhí)行。2當(dāng)進(jìn)給暫停按鈕壓下又松開時，進(jìn)給暫停燈亮，但是機(jī)床不停止程序繼續(xù)執(zhí)行，并且機(jī)床停在進(jìn)給暫停有效的第一個程序段，當(dāng)進(jìn)給速度倍率無效時總是100%的倍率而不管機(jī)床操作面板上的進(jìn)給速度倍率開關(guān)的設(shè)置。第三章非圓曲線宏程序加工工藝機(jī)械加工中常有由復(fù)雜曲線所構(gòu)成的非圓曲線(如橢圓曲線、拋物線、雙曲線和漸開線等)零件，隨著工業(yè)產(chǎn)品性能要求的不斷提高，非圓曲線零件的作用就日益重要，其加工質(zhì)量往往成為生產(chǎn)制造的關(guān)鍵。數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)一般只具有直線插補和圓弧插補功能，非圓曲線形狀的工件在數(shù)控車削中屬于較復(fù)雜的零件類別，一般運用擬合法來進(jìn)行加工。而此類方法的特點是根據(jù)零件圖紙的形狀誤差要求，把曲線用許多小段的直線來代替，根據(jù)零件圖紙的形狀誤差，如果要求高，直線的段數(shù)就多，雖然可以憑借CAD軟件來計算節(jié)點的坐標(biāo)，但是節(jié)點太多也導(dǎo)致了加工中的不方便，如果能靈活運用宏程序，則可以方便簡捷地進(jìn)行編程，從而提高加工效率。3.1、非圓曲線宏程序的使用步驟選定自變量。非圓曲線中的X和Z坐標(biāo)均可以被定義成為自變量，一般情況下會選擇變化范圍大的一個作為自變量，并且要考慮函數(shù)表達(dá)式在宏程序中書寫的簡便，為方便起見，我們事先把與Z坐標(biāo)相關(guān)的變量設(shè)為#100、#101，將X坐標(biāo)相關(guān)的變量設(shè)為#200、#201等。(2)確定自變量起止點的坐標(biāo)值。必須要明確該坐標(biāo)值的坐標(biāo)系是相對于非圓曲線自身的坐標(biāo)系，其起點坐標(biāo)為自變量的初始值，終點坐標(biāo)為自變量的終止值。(3)進(jìn)行函數(shù)變換，確定因變量相對于自變量的宏表達(dá)式。(4)確定公式曲線自身坐標(biāo)系的原點相對于工件原點的代數(shù)偏移量(△X和△Z)。(5)計算工件坐標(biāo)系下的非圓曲線上各點的X坐標(biāo)值(#201)時，判別宏變量#200的正負(fù)號。以編程輪廓中的公式曲線自身坐標(biāo)原點為原點，繪制對應(yīng)的曲線坐標(biāo)系的X′和Z′坐標(biāo)軸，以其Z′坐標(biāo)為分界線，將輪廓分為正負(fù)兩種輪廓，編程輪廓在X′正方向稱為正輪廓，編程輪廓在X′負(fù)方向為負(fù)輪廓。如果編程中使用的公式曲線是正輪廓，則在計算工件坐標(biāo)系下的X坐標(biāo)值(#201)時，宏變量#200的前面應(yīng)冠以正號;如公式曲線是負(fù)輪廓，則宏變量#200的前面應(yīng)冠以負(fù)號，即#201=±#200+△X。(6)設(shè)計非圓曲線宏程序的模板。設(shè)Z坐標(biāo)為自變量#100，X坐標(biāo)為因變量#200，自變量步長為△w，△X為曲線本身坐標(biāo)系原點在工件坐標(biāo)系下X方向偏移量，△Z為曲線本身坐標(biāo)系原點在工件坐標(biāo)系下Z方向偏移量，則公式曲線段的加工程序宏指令編程模板如下。#100=Z1(定義自變量的起點Z坐標(biāo))WHILE[#100GEZ2]DO1(加工控制)#200=f(#100)(建立自變量與因變量函數(shù)關(guān)系式)#201=±#200+△X(計算曲線上點在加工坐標(biāo)系的X坐標(biāo))#101=#100+△Z(計算曲線上點在加工坐標(biāo)系的Z坐標(biāo))G01X[2*#201]Z[#101]F(曲線加工)#100=#100-△w(自變量減小一個步距)END1(加工結(jié)束)3.2、非圓曲線宏程序的具體應(yīng)用實例運用以上非圓曲線宏程序模板，就可以快速準(zhǔn)確實現(xiàn)零件公式曲線輪廓的編程和加工。下面介紹一個具體應(yīng)用示例。加工圖1所示橢圓輪廓，棒料Φ45，編程零點放在工件右端面。圖1分析零件尺寸，確定正負(fù)輪廓及代數(shù)偏移量(△X和△Z)。由圖1可知，該圖中的橢圓曲線為凸?fàn)?，編程輪廓在X′軸正方向為正輪廓，在計算工件坐標(biāo)系下的X坐標(biāo)值(#3、#201)時，宏變量#200的前面應(yīng)冠以正號，公式曲線自身坐標(biāo)系的原點相對于工件原點的偏移量為(X0，Z-60)。(2)零件的外輪廓粗精加工參考程序如下(粗加工用直角方程，精加工用極坐標(biāo)方程)。O9988G98S700M3;T0101;G00X41Z2;G01Z-100F150;(粗加工開始)G00X42;Z2;#1=20*20*4;(4a2)#2=60;(b)#3=35;(X初值(直徑值))WHILE[#3GE0]DO1;(粗加工控制)#100=#2*SQRT[1-#3*#3/#1];(Z)#101=#100-60+0.2G00X[#3+1];(進(jìn)刀)G01Z[#101]F150;(切削)G00U1;(退刀)Z2;(返回)#3=#3-4;(下一刀切削直徑)END1;#10=0.8;(X向精加工余量)#11=0.1;(Z向精加工余量)WHILE[#10GE0]DO1;(半精、精加工控制)G00X0S800;(進(jìn)刀，準(zhǔn)備精加工)#20=0;(角度初值)WHILE[#20LE90]DO2;(曲線加工范圍)#200=2*20*SIN[#20];(X)#201=#200+#10#100=60*COS[#20];(Z)#101=#100+#11-60;G01X[#201]Z[#101]F100;(曲線精加工)#20=#20+1;END2;G01Z-100;G00X45Z2;#10=#10-0.8;#11=#11-0.1;END1;G0X100Z200;M30;3.3用戶宏程序應(yīng)用舉例例：用宏程序和子程序功能順序加工圓周等分孔。設(shè)圓心在O點，它在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(X0,Y0)，在半徑為r的圓周上均勻地鉆幾個等分孔，起始角度為α，孔數(shù)為n。以零件上表面為Z向零點。見圖3.3。使用以下保持型變量：

#502：半徑r；

#503：起始角度α；

#504：孔數(shù)n，當(dāng)n>0時，按逆時針方向加工，當(dāng)n<0時，按順時針方向加工；

#505：孔底Z坐標(biāo)值；

#506：R平面Z坐標(biāo)值；

#507：F進(jìn)給量。

#100：表示第i步鉆第i孔的記數(shù)器；圖3.3

#101：記數(shù)器的最終值(為n的絕對值)；

#102：第i個孔的角度位置θi的值；

#103：第i個孔的X坐標(biāo)值；

#104：第i個孔的Y坐標(biāo)值；

用用戶宏程序編制的鉆孔子程序如下：

O9010

N110G65H01P#100Q0#100=0

N120G65H22P#101Q#504#101=│#504│

N130G65H04P#102Q#100R360#102=#100×360o

N140G65H05P#102Q#102R#504#102=#102/#504

N150G65H02P#102Q#503R#102#102=#503+#102孔角度位置θi=α+(360o×i)/n

N160G65H32P#103Q#502R#102#103=#502×COS(#102)當(dāng)前孔的X坐標(biāo)

N170G65H31P#104Q#502R#102#104=#502×SIN(#102)當(dāng)前孔的Y坐標(biāo)

N180G90G00X#103Y#104定位到當(dāng)前孔（返回開始平面）

N190G00Z#506快速進(jìn)到R平面

N200G01Z#505F#507加工當(dāng)前孔

N210G00Z#506快速退到R平面

N220G65H02P#100Q#100R1#100=#100+1孔計數(shù)

N230G65H84P-130Q#100R#101當(dāng)#100<#101時，向上返回到130程序段

N240M99子程序結(jié)束調(diào)用上述子程序的主程序如下：

O0010

N10G54G90G00X0Y0Z20進(jìn)入加工坐標(biāo)系

N20M98P9010調(diào)用鉆孔子程序，加工圓周等分孔

N30Z20抬刀

N40G00G90X0Y0返回加工坐標(biāo)系零點

N50M30程序結(jié)束

設(shè)置G54：X=-400，Y=-100，Z=-50。

變量#500～#507可在程序中賦值，也可由MDI方式設(shè)定。第四章宏程序編程實例4.1編程實例用數(shù)控車床完成如圖4—2所示零件的加工。零件材料為45鋼，毛坯為圖（a）：Ф50×100，圖（b）：Ф50×52，按圖樣要求完成零件節(jié)點、基點要求，設(shè)定工件坐標(biāo)系，制定正確的工藝方案，選擇合理的刀具的切削工藝參數(shù)，編制數(shù)控加工程序。如圖4—2所示：圖4—24.2加工實例的工藝分析（1）打孔Ф28×52（2）保證右端能正好或超過橢圓與直線的交點，用G71粗加工2右端，用G70精加工工件右端（3）用用G71粗加工圖圖（b）里端1：10的錐度，用G70精加工工件里端1：10的錐度（4）掉頭保證長度50（5）加工橢圓的一部分，并留1mm余量（6）用G76螺紋復(fù)合循環(huán)加工M30×1.5內(nèi)螺紋（7）粗車圖（a）右端外部橢圓，留雙邊1mm的余量（8）將圖（a）旋入圖（b），精加工橢圓。4.3數(shù)控車宏程序編程加工圖4—2的加工程序：先加工如圖（a)所示零件，在加工如圖（b）所示零件。技術(shù)要求：（1）銳角倒角C0.3；（2）未注倒角C1；（3）圓弧過渡光滑；（4）未注尺寸和公差按GB/T1084-m12加工和檢驗。圖（b）FANUC—0i系統(tǒng)參考程序：圖（b）O0001主程序名N05G97GN10M03S400F40主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速400r/minN15T0202換2號內(nèi)孔車刀N20G00X34Z4進(jìn)給到內(nèi)徑粗車循環(huán)起刀點N25G71U1R1內(nèi)徑粗車循環(huán)U：單邊切深1mm.R退刀量單邊1mmN30G71P35Q60U0.5W0.1F80U:精加工余量雙邊0.5N35G01X38內(nèi)徑的起點N40G01Z0N45G01X36Z-1倒角N50X33Z-30N55X30.2Z-31.5N60Z-51N35-N60內(nèi)徑循環(huán)輪廓程序N65G00X100N70Z50退刀N75T0202N80M03S1200F20設(shè)定精加工主軸轉(zhuǎn)速1200r/minN85G70P35Q60精加工程序段N86G00X100Z100退刀N87T0101 換1號930菱形外圓車刀N88M03S800F80主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/minN90G00X52Z4進(jìn)給到外徑粗車循環(huán)起刀點N95G71U1R1外徑粗車循環(huán)U：單邊切深1mm.R退刀量單邊1mmN100G71P105Q120U0.5W0.1F80W：精加工余量0.1N105G00X45外徑的起刀點N110G01Z0N115X48Z-1.5倒角N120Z-36N125G00X100Z50退刀N130T0101N140M03S1200F50精加工的轉(zhuǎn)速，進(jìn)給速度50mm/minN145G70P105Q120P105：精加工第一程序段號。P120精加工最后程序段號。N150G00X100Z100退刀N155M30程序的停止掉頭加工螺紋：O0002主程序名N05G97GN10T0202換2號600的內(nèi)螺紋刀N15M03S400轉(zhuǎn)速400r/minN20G00X28Z6進(jìn)給到內(nèi)螺紋復(fù)合循環(huán)起到點N25G76P020060Q50R0.1P020060：02精加工次數(shù)2次；00螺紋尾端的倒角量為0；60刀尖角度。Q螺紋最小被吃刀量為0.05mm。R：精加工余量0.1mm。N30G76X31.86Z-23R0P0.93Q350F1.5X：有效螺紋終點X坐標(biāo)；Z：有效螺紋終點Z坐標(biāo)。R：螺紋半徑差。P：螺紋牙高單邊0.93mmQ：第一次被吃刀量單邊0.35mmF：螺紋導(dǎo)程1.5mm。N35G00X150Z150退刀M30程序停止圖（b）右端的的橢圓：O0003主程序名N05G97GN10T0101換1號930菱形外圓車刀N15M03S600F40主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速600r/min，進(jìn)給速度40mm/minN20G00X36Z12快進(jìn)N25#150=43設(shè)置到達(dá)的最高點43mmN30IF[#150LT1]GOTO70到達(dá)最高點小于1mm跳轉(zhuǎn)到N70N35#1=0Z軸步距的起點N40#2=24*[SIN#1]+36在切削過程中X坐標(biāo)N45#3=40*[COS#1]-28在切削過程中Z坐標(biāo)N50G01X#2Z#3刀具所走的軌跡#1=#1+0.5Z軸步距，每次0.5N55IF[#1LT90]GOTO40Z軸步距小于90度跳轉(zhuǎn)到N40N60#150=#150-2每次被吃刀量雙邊2mmN65GOTO30跳轉(zhuǎn)到N30N70G00X100Z100退刀M30程序停止FANUC—0i系統(tǒng)參考程序：圖（a）圖（a）技術(shù)要求：（1）銳角倒角C0.3；（2）未注倒角C1；（3）圓弧過渡光滑；（4）未注尺寸和公差按GB/T1084-m12加工和檢驗。圖（a）左端加工程序：O0004主程序名N05G97GN10T0101換1號930菱形外圓車刀N15M03S600F50主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速600r/min，進(jìn)給速度50mm/minN20G00X51Z2進(jìn)給到外徑粗車循環(huán)起刀點N25G71U1R1外徑粗車循環(huán)U：單邊切深1mm.R退刀量單邊1mmN30G71P35Q60U0.3W0.3F50U:精加工余量雙邊0.3。W：精加工余量0.3。進(jìn)給速度50mm/minN35G00X42快進(jìn)N40G01Z0F70N45X44Z-1倒角N50Z-20N55X47X48Z-20.50.5mm的倒鈍N60Z-50N65M03S1200精加工的轉(zhuǎn)速1200r/minG70P35Q60F40P35：精加工第一程序段號。P60：精加工最后程序段號F：進(jìn)給速度50mm/minN75G00X100Z100退刀T0202換2號內(nèi)孔車刀N80M03S500F50主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速500r/min，進(jìn)給速度50mm/minN85G00X18Z3粗車內(nèi)螺紋起點N90G71U1R1內(nèi)徑粗車循環(huán)U：單邊切深1mm.R退刀量單邊1mmN95G71P100Q120U0.3W0.3F50U:精加工余量雙邊0.3。W：精加工余量0.3。進(jìn)給速度50mm/min。P：粗加工程序首段Q：程序粗加工末段N100G00X28.17N105G01Z0F40N110G02X24Z-10R25車半徑25mm的圓弧N115G01Z-20N120X18N125M03S600精加工轉(zhuǎn)速600r/minN130G70P100Q120F30P：粗加工程序首段Q：程序粗加工末段進(jìn)給速度30mm/minN136G00X100Z100退刀M30主軸停止，程序停止。圖（a）右端加工程序：O0005主程序段號N05G97GN10T0101換1號930菱形外圓車刀N15M03S600F70主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速600r/min，進(jìn)給速度70mm/minN20G00X51Z2進(jìn)給到外徑粗車循環(huán)起刀點N25G71U1R1外徑粗車循環(huán)U：單邊切深1mm.R退刀量單邊1mmN30G71P35Q80U0.3W0.3F70U:精加工余量雙邊0.3。W：精加工余量0.3。P：粗加工程序首段Q：程序粗加工末段N35G00X0N40G01Z0F70N45G03X17.32Z-5R10半徑為10mm的圓N50G01X21N55X23Z-6倒角N60Z-12N65X28N70X29.7Z-13倒角N75Z-32N80X52N85M03S1200精加工轉(zhuǎn)速600r/minN90G70P35Q80F40P70：精加工最后程序段號F：進(jìn)給速度40mm/minN95G00X100Z100退刀T0303換3號5mm寬的割槽刀N100G00Z-32進(jìn)給到所割的Z坐標(biāo)N105G00X52進(jìn)給到所割的X坐標(biāo)N110G01X26F20割槽進(jìn)給速度20mm/minN115G01X52N120G00X100退刀N125Z100T0404換4號600的外螺紋刀N130M03S300主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速300r/minN135G00X32Z-2進(jìn)給到內(nèi)螺紋復(fù)合循環(huán)起到點N140G76P020060Q50R0.1P020060：02精加工次數(shù)2次；00螺紋尾端的倒角量為0；60刀尖角度。Q螺紋最小N145G76X27.8Z-30R0P0.93Q350F1.5X：有效螺紋終點X坐標(biāo)；Z：有效螺紋終點Z坐標(biāo)。R：螺紋半徑差。P：螺紋牙高單邊0.93mmQ：第一次被吃刀量單邊0.35mmF：螺紋導(dǎo)程1.5mm。N150G00X100Z100退刀N155M30程序停止圖（a）左端的橢圓：O0006主程序段號N05G97GN10T0101換1號930菱形外圓車刀N15M03S600F40主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速600r/min，進(jìn)給速度40mm/minN20G00X42Z-4快進(jìn)N25#150=9設(shè)置最大切削深度9mmN30IF[#150LT1]GOTO70到達(dá)最大切削深度小于1mm跳轉(zhuǎn)到N70N35#1=0Z軸步距的起點N40#2=24*[SIN#1]+42在切削過程中X坐標(biāo)N45#3=40*[COS#1]-44在切削過程中Z坐標(biāo)N50G01X#2Z#3刀具所走的軌跡#1=#1-0.5Z軸步距，每次0.5N55IF[#1LT-150]GOTO40Z軸步距小于150度跳轉(zhuǎn)