蔣富良

摘?；要：本文根據(jù)數(shù)控車削高級(jí)工、技師培訓(xùn)及考證要求，詳細(xì)介紹宏程序的格式、編制方法，歸納數(shù)控車削函數(shù)曲線時(shí)粗加工分層切削循環(huán)，函數(shù)曲線等間距插補(bǔ)循環(huán)的程序框架模板，同時(shí)結(jié)合模板給出了實(shí)例圖樣的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：函數(shù)曲線?；宏程序?；程序模板?；子程序

在數(shù)控車工、高級(jí)工、技師以及數(shù)控技能比賽中，經(jīng)?？吹讲僮黝}圖樣中有函數(shù)曲線的加工結(jié)構(gòu)要素。如果不用軟件自動(dòng)編程完成這些結(jié)構(gòu)要素，就只能采用宏程序來實(shí)現(xiàn)。

編制宏程序，首先要建立數(shù)學(xué)模型，也就是確定自變量、因變量，把函數(shù)曲線轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)方程、參數(shù)方程；其次要掌握宏程序結(jié)構(gòu)、宏程序語句格式；另外要搞清函數(shù)曲線標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)值變換關(guān)系。

一、FANUC數(shù)控系統(tǒng)宏程序格式、指令

1.變量

宏程序允許使用變量、算術(shù)和邏輯運(yùn)算及條件轉(zhuǎn)移，使得編制的程序具有通用性、靈活性。

（1）變量形式（FANUC數(shù)控系統(tǒng)）。變量用符號(hào)#后面加上變量號(hào)碼所構(gòu)成。

（2）變量引用。在程序中引用變量時(shí)，是在地址符后指定變量。

（3）變量賦值。賦值是指將一個(gè)數(shù)據(jù)賦予一個(gè)變量。

賦值規(guī)律：

①賦值號(hào)“=”兩邊不能隨意互換，左邊只能是變量，右邊可以是表達(dá)式、數(shù)據(jù)或變量；

②一個(gè)賦值語句只能給一個(gè)變量賦值；

③可以多次給一個(gè)變量賦值，新變量值將取代原變量值，即最后賦的值有效；

④賦值語句具有運(yùn)算功能，它的一般形式是：變量=表達(dá)式；

⑤賦值表達(dá)式的運(yùn)算順序與數(shù)學(xué)運(yùn)算順序相同。

算術(shù)運(yùn)算符：

正弦SIN[] （角度以度數(shù)指定） 平方根 SQRT[]

余弦 COS[]絕對(duì)值 ABS[]

正切 TAN[]

（4）變量種類。

①局部變量：#1—#33。只能用在用戶宏程序中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，斷電時(shí)被初始化為空。

②公共變量：#100—#199，#500—#999。在主程序和用戶宏程序中意義相同，斷電時(shí)#100—#199初始化為空，#500—#999數(shù)據(jù)保存。

③系統(tǒng)變量：#1000—。用于讀和寫CNC內(nèi)部運(yùn)行時(shí)的各種數(shù)據(jù)。

2.條件表達(dá)式

必須包括運(yùn)算符，運(yùn)算符在兩個(gè)變量中間或變量和常數(shù)中間，并且用方括號(hào)封閉。

運(yùn)算符由兩個(gè)字母組成，用于兩個(gè)值比較。

運(yùn)算符 EQ NE GT GE LT LE

含義 等于 不等于 大于 大于等于 小于 小于等于

3.轉(zhuǎn)移語句

用于控制程序執(zhí)行的流向。

（1）無條件轉(zhuǎn)移。 GOTON。轉(zhuǎn)移到標(biāo)有順序號(hào)n 的程序段。

（2）條件轉(zhuǎn)移。IF [條件表達(dá)式] GOTON。如果指定的條件表達(dá)式滿足時(shí)，轉(zhuǎn)移到標(biāo)有順序號(hào)n 的程序段。如果指定的條件表達(dá)式不滿足，執(zhí)行下個(gè)一程序段。

（3）IF[條件表達(dá)式] THEN。如果條件表達(dá)式滿足，執(zhí)行預(yù)先決定的宏程序語句。只執(zhí)行一個(gè)宏程序語句。

4.循環(huán)語句

WHILE [條件表達(dá)式] DO m（m=1、2、3）

（程序）

END m

（程序）

在WHILE 后指定一個(gè)條件表達(dá)式，當(dāng)指定條件滿足時(shí)，循環(huán)執(zhí)行從DO 到END之間的程序。否則，轉(zhuǎn)到END后的程序段。

二、宏程序編制方法及步驟

第一，確定自變量。第二，確定自變量起始坐標(biāo)值、終止坐標(biāo)值。在函數(shù)曲線標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中確定。第三，進(jìn)行函數(shù)變換，確定因變量相對(duì)于自變量的宏表達(dá)式。在函數(shù)曲線標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中變換。第四，確定自變量、因變量在工件坐標(biāo)系中的宏表達(dá)式。確定函數(shù)曲線標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系相對(duì)于工件坐標(biāo)系的偏移值，自變量、因變量疊加該偏移值就變換到工件坐標(biāo)系中的宏表達(dá)式。第五，確定粗加工分層切削循環(huán)結(jié)束判斷條件、函數(shù)曲線插補(bǔ)循環(huán)結(jié)束判斷條件。在函數(shù)曲線標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中確定，粗加工分層切削循環(huán)結(jié)束可用精加工余量（直徑值）作為判斷條件，函數(shù)曲線插補(bǔ)循環(huán)結(jié)束判斷條件就是自變量終止坐標(biāo)值。

三、宏程序模板

注意：FANUC0i經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，即型號(hào)中帶有Mate型的，G71內(nèi)、外圓粗加工復(fù)合循環(huán)指令循環(huán)體內(nèi)不可嵌入宏指令編程，加工輪廓也不能有倒錐和下凹形狀的工件；G73閉合粗加工復(fù)合循環(huán)指令循環(huán)體內(nèi)可嵌入宏指令編程，可以加工有倒錐和下凹形狀的工件。

四、實(shí)例應(yīng)用

根據(jù)宏程序編制方法、步驟及宏程序模板，編制實(shí)例零件圖輪廓部分加工程序。

第一步：確定自變量。確定Z坐標(biāo)作為自變量，取#1

變量。

第二步：確定自變量起始坐標(biāo)值、終止坐標(biāo)值。在函數(shù)曲線標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中，確定自變量起始坐標(biāo)值為+12，是橢圓輪廓的開始點(diǎn)坐標(biāo)，等間距循環(huán)插補(bǔ)橢圓時(shí)，賦初值用；終止坐標(biāo)值為-26.458，該值根據(jù)橢圓方程Z2/402+X2/242=1，代入X值，算出Z坐標(biāo)，是等間距循環(huán)插補(bǔ)橢圓結(jié)束的條件。

零件圖

第三步：進(jìn)行函數(shù)變換，確定因變量相對(duì)于自變量的宏表達(dá)式。X坐標(biāo)是因變量，取#2變量，根據(jù)橢圓方程Z2/402+X2/242=1，在函數(shù)曲線標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中變換得到因變量#2相對(duì)于自變量#1的宏表達(dá)式，#2=24/40*SQRT[40*40-#1*#1]。

第四步：確定自變量、因變量在工件坐標(biāo)系中的宏表達(dá)式。確定函數(shù)曲線標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系相對(duì)于工件坐標(biāo)系的偏移值，X向偏移是42，Z向偏移是-44，自變量、因變量疊加該偏移值就變換到工件坐標(biāo)系中的宏表達(dá)式。

第五步：確定粗加工分層切削循環(huán)結(jié)束判斷條件、函數(shù)曲線插補(bǔ)循環(huán)結(jié)束判斷條件。初加工分層切削循環(huán)采用G73，結(jié)束判斷條件根據(jù)G73指令參數(shù)設(shè)定；橢圓等間距循環(huán)插補(bǔ)采用循環(huán)指令，結(jié)束判斷條件是自變量終止坐標(biāo)值-26.458。