蔣富良

摘?；要：本文根據(jù)數(shù)控車削高級工、技師培訓及考證要求，詳細介紹宏程序的格式、編制方法，歸納數(shù)控車削函數(shù)曲線時粗加工分層切削循環(huán)，函數(shù)曲線等間距插補循環(huán)的程序框架模板，同時結合模板給出了實例圖樣的應用。

關鍵詞：函數(shù)曲線?；宏程序?；程序模板?；子程序

在數(shù)控車工、高級工、技師以及數(shù)控技能比賽中，經(jīng)常看到操作題圖樣中有函數(shù)曲線的加工結構要素。如果不用軟件自動編程完成這些結構要素，就只能采用宏程序來實現(xiàn)。

編制宏程序，首先要建立數(shù)學模型，也就是確定自變量、因變量，把函數(shù)曲線轉化成標準方程、參數(shù)方程；其次要掌握宏程序結構、宏程序語句格式；另外要搞清函數(shù)曲線標準坐標系與工件坐標系之間的坐標值變換關系。

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、算術和邏輯運算及條件轉移，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#后面加上變量號碼所構成。

（2）變量引用。在程序中引用變量時，是在地址符后指定變量。

（3）變量賦值。賦值是指將一個數(shù)據(jù)賦予一個變量。

賦值規(guī)律：

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

②一個賦值語句只能給一個變量賦值；

③可以多次給一個變量賦值，新變量值將取代原變量值，即最后賦的值有效；

④賦值語句具有運算功能，它的一般形式是：變量=表達式；

⑤賦值表達式的運算順序與數(shù)學運算順序相同。

算術運算符：

正弦SIN[] （角度以度數(shù)指定） 平方根 SQRT[]

余弦 COS[]絕對值 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數(shù)據(jù)，斷電時被初始化為空。

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#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內部運行時的各種數(shù)據(jù)。

2.條件表達式

必須包括運算符，運算符在兩個變量中間或變量和常數(shù)中間，并且用方括號封閉。

運算符由兩個字母組成，用于兩個值比較。

運算符 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.轉移語句

用于控制程序執(zhí)行的流向。

（1）無條件轉移。 GOTON。轉移到標有順序號n 的程序段。

（2）條件轉移。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(zhí)行下個一程序段。

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

4.循環(huán)語句

WHILE [條件表達式] DO m（m=1、2、3）

（程序）

END m

（程序）

在WHILE 后指定一個條件表達式，當指定條件滿足時，循環(huán)執(zhí)行從DO 到END之間的程序。否則，轉到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值、終止坐標值。在函數(shù)曲線標準坐標系中確定。第三，進行函數(shù)變換，確定因變量相對于自變量的宏表達式。在函數(shù)曲線標準坐標系中變換。第四，確定自變量、因變量在工件坐標系中的宏表達式。確定函數(shù)曲線標準坐標系相對于工件坐標系的偏移值，自變量、因變量疊加該偏移值就變換到工件坐標系中的宏表達式。第五，確定粗加工分層切削循環(huán)結束判斷條件、函數(shù)曲線插補循環(huán)結束判斷條件。在函數(shù)曲線標準坐標系中確定，粗加工分層切削循環(huán)結束可用精加工余量（直徑值）作為判斷條件，函數(shù)曲線插補循環(huán)結束判斷條件就是自變量終止坐標值。

三、宏程序模板

注意：FANUC0i經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，即型號中帶有Mate型的，G71內、外圓粗加工復合循環(huán)指令循環(huán)體內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閉合粗加工復合循環(huán)指令循環(huán)體內可嵌入宏指令編程，可以加工有倒錐和下凹形狀的工件。

四、實例應用

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

第一步：確定自變量。確定Z坐標作為自變量，取#1

變量。

第二步：確定自變量起始坐標值、終止坐標值。在函數(shù)曲線標準坐標系中，確定自變量起始坐標值為+12，是橢圓輪廓的開始點坐標，等間距循環(huán)插補橢圓時，賦初值用；終止坐標值為-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，是等間距循環(huán)插補橢圓結束的條件。

零件圖

第三步：進行函數(shù)變換，確定因變量相對于自變量的宏表達式。X坐標是因變量，取#2變量，根據(jù)橢圓方程Z2/402+X2/242=1，在函數(shù)曲線標準坐標系中變換得到因變量#2相對于自變量#1的宏表達式，#2=24/40*SQRT[40*40-#1*#1]。

第四步：確定自變量、因變量在工件坐標系中的宏表達式。確定函數(shù)曲線標準坐標系相對于工件坐標系的偏移值，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系中的宏表達式。

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