1、二二.宏编程及其技术应用宏编程及其技术应用椭圆1椭圆方程椭圆方程2椭圆拟合算法椭圆拟合算法3用户宏程序用户宏程序41.1.宏编程概念宏编程概念宏程序：含有宏程序：含有变量变量的程序。的程序。宏程序的最大特点：宏程序的最大特点：以以FANUC 0i数控系统为例介绍宏指令编程数控系统为例介绍宏指令编程5宏程序调用示例宏程序调用示例61.1.宏编程概念宏编程概念宏程序类型：宏程序类型：A、B。B类程序符号直类程序符号直观好记观好记FANUC 0系列只有系列只有A，需用需用H指令指令7 使用方法与子程序类似，区别是在宏程序主体中，使用方法与子程序类似，区别是在宏程序主体中，除了使用通常的除了使用通常的
2、CNC指令外，还可以使用变量的指令外，还可以使用变量的CNC指令，进行变量运算，宏指令可以给变量设指令，进行变量运算，宏指令可以给变量设定实际值。定实际值。2.用户宏程序用户宏程序A8 变量变量 1）变量的概念）变量的概念:变量用和后面的数字表示，其变量用和后面的数字表示，其格式为：格式为：i（i=1,2,3）2）变量的引用：变量可以代替宏程序中地址后面）变量的引用：变量可以代替宏程序中地址后面的数值。的数值。例：例：F103，G00 Z100，G130，9 3)变量变量 共四种：空变量、局部变量、公共变量和系统变量共四种：空变量、局部变量、公共变量和系统变量 空变量：空变量：0 没有值能赋给
3、该变量；没有值能赋给该变量；局部变量：局部变量：133，只能用于宏程序中存储数据，只能用于宏程序中存储数据，断电时初始化为空。断电时初始化为空。公共变量（公共变量（100149 断电时初始化为空；断电时初始化为空；（500531 断电不丢失）断电不丢失）10 系统变量：系统变量：刀具偏移（刀具偏移（199、20002200）接口输入信号（接口输入信号（10001015、1032）接口输出信号（接口输出信号（11001115、1132、1133）计时信息（计时信息（3011、3012）需要零件计数和加工零件计数信息需要零件计数和加工零件计数信息(3901、3902）模态信息（模态信息（40014
4、120）位置信息（位置信息（50015083）114）运算指令和转移指令（）运算指令和转移指令（G65）格式：格式：G65 Hm Pi Qj Rk；其中其中:m=0199，Hm表示运算指令和转移指令的功能；表示运算指令和转移指令的功能；i：运算结果的变量名；：运算结果的变量名；j,k：被运算的变量名，可以定为常量；被运算的变量名，可以定为常量；例：例：G65 H01 P#100 Q0；#100=0G65 H02 P#100 Q#101 R#102；#100=#101+#102G65 H84 P2000 Q#100 R#101；#100#101时，转移到时，转移到N2000程序段程序段12G代码
5、H代码功 能定 义G65H01定义，置换i=jH02加法i=j+kH03减法i=j-kH04乘法i=jkH05除法i=jkH22绝对值H31正弦i=jSIN（k）H32余弦i=jCOS（k）H84条件转移4IFjk，GOTOni=j13例：在以圆心为（例：在以圆心为（X0，Y0），半径为），半径为r的的圆周上，始角为圆周上，始角为加工加工n个等分孔。个等分孔。X0、Y0：螺栓孔圆周基准点的坐标值使用变量：500,501：基准点的坐标（X0,Y0）502：半径（r）503：始角（）504：孔的个数（n）100：表示加工第i个孔的计数（i）101：计数的总值=n（ie）102：第i个孔的角度（1）
6、103,104：第i个孔的坐标值（Xi,Yi）基准点基准点X0,Y0X0,Y0r rX XY Y第第3 3孔孔第第2 2孔孔第第1 1孔孔第第n n孔孔14 调出用户宏程序主体的程序调出用户宏程序主体的程序O0010(主程序主程序)；N010 G65 H01 P500 Q10000；X=100 mm G65 H01 P501 Q-200000；Y=-200 mm G65 H01 P502 Q100000；r=100 mm G65 H01 P503 Q20000；=20 G65 H01 P504 Q12；n=12 N020 G92 X0 Y0 Z0；设定坐标系设定坐标系 N025 M98 P90
7、10；调出用户宏程序调出用户宏程序 G00 X0 Y0；回原点回原点 N030 M02；程序结束程序结束15基准点X0，Y0rXY第3孔第2孔第1孔16用户宏程序主体如下（子程序）：O9010；N100 G65 H01 P100 Q0；i=0 G65 H01 P101 Q504；ie=nN200 G65 H04 P102 Q100 R360000；G65 H05 P102 Q102 R504；G65 H02 P102 Q503 R102；G65 H32 P103 Q502 R102；G65 H02 P103 Q500 R103；G65 H31 P104 Q502 R102；G65 H02 P1
8、04 Q501 R104；G90 G00 X103 Y104；第i孔定位nii 360 X=X+rCOSX=X+rCOS（ii）Y=Y+rSINY=Y+rSIN（ii）17N250；孔加工代码孔加工代码 （或（或G90 G99 G81 X103 Y104 Z R F；）；）G65 H01 P100 Q100 R1；i=i+1 G65 H84 P200 Q100 R101；iie时，转移到时，转移到N200程序段程序段N300 M99；用户宏程序主体结束用户宏程序主体结束18第一节第一节 变量及其运算变量及其运算一、宏变量一、宏变量v在宏程序中使用的变量称为宏变量。在宏程序中使用的变量称为宏变量
9、。v宏变量值可在程序中修改或利用宏变量值可在程序中修改或利用MDI面板操作进面板操作进行修改。行修改。3.用户宏程序用户宏程序B19二、宏变量的表示及引用二、宏变量的表示及引用（1）变量的表示）变量的表示 变量符号变量符号#+变量号变量号#0#49 如：如：#1=#2+100;G01 X#1 F300;表达式（必须封闭在括号中）表达式（必须封闭在括号中）如：如：#1+#2-123.用户宏程序用户宏程序B20（2）变量的引）变量的引用用2122（3）变量的赋值）变量的赋值直接赋值直接赋值#1=10;#112=#6*cos#100;格式：变量格式：变量=常数或表达式常数或表达式23直接赋值的规律：
10、直接赋值的规律：24宏程序中自变量赋值宏程序中自变量赋值25变量赋值方法变量赋值方法12627变量赋值方法变量赋值方法22829303132宏程序的调用宏程序的调用3334调用示例调用示例35G65调用指令说明调用指令说明36三、宏变量的类型三、宏变量的类型 空变量空变量#0 局部变量局部变量#1#33 公共变量公共变量#100#199#500#999 系统变量系统变量#10003.用户宏程序用户宏程序B3738四、宏变量运算四、宏变量运算1、算术运算、算术运算:主要是指加、减、乘、除、乘方、函数等主要是指加、减、乘、除、乘方、函数等 39402、数学和逻辑运算、数学和逻辑运算:通常是指两个数
11、值的比较或者关系。通常是指两个数值的比较或者关系。常用的运算有：常用的运算有：EQ （等于）NE （不等于）GT （大于）GE（大于且等于）LT （小于）LE（小于且等于）AND（与）OR （或）NOT（非）41函 数 格 式 赋值 Definition#i=#j 求和 Sum 求差 difference 乘积 Product 求商 Quotient#i=#j+#k#i=#j-#k#i=#j*#k#i=#j/#k 42函 数 格 式 正弦 sine 余弦 cosine 正切 tangent 反正切 arctangent#i=SIN#j#i=COS#j#i=TAN#j#i=ATAN#J/#k 平
12、方根 Square root 绝对值 Absolute value 四舍五入 Rounding off#i=SQRT#j#i=ABS#J#I=ROUND#J 或 OR 异或 XOR 与 AND#I=#J OR#K#I=#J XOR#K#I=#J 43在程序中可用在程序中可用GOTO语句和语句和IF语句改变控制执行顺序。语句改变控制执行顺序。v分支和循环操作共有三种类型分支和循环操作共有三种类型:GOTO 语句语句无条件分支（转移）无条件分支（转移）IF语句语句条件分支条件分支;if,thenWHILE语句语句 循环；循环；while五、分支和循环五、分支和循环441、无条件分支、无条件分支GO
13、TO语句语句控制转移（分支）到顺序号控制转移（分支）到顺序号n所在位置。所在位置。顺序号可用表达式指定顺序号可用表达式指定。格式：格式：GOTO n;n（转移到的程序段）顺序号（转移到的程序段）顺序号例：例：GOTO1;GOTO#10;45在在IF后指定一条件，当条件满足时，转移到顺序号为后指定一条件，当条件满足时，转移到顺序号为n的程序段，不满足则执行下一程序段。的程序段，不满足则执行下一程序段。格式：格式：IF 表达式表达式 GOTO n;.Nn;条件表达式条件表达式由两变量或一变量一常数中间夹比较运由两变量或一变量一常数中间夹比较运算符组成，条件表达式必需包含在一对方括号内。算符组成，条
14、件表达式必需包含在一对方括号内。条件表达式可直接用变量代替。条件表达式可直接用变量代替。2、条件分支、条件分支IF语句语句4647例程例程 求求110的和。的和。O9500;#1=0;和和#2=1；加数加数N1 IF#2 GT 10 GOTO2;相加条件相加条件#1=#1+#2;相加相加#2=#2+1;下一加数下一加数 GOTO1 返回返回1N2 M30;结束结束483、循环、循环WHILE语句语句 在在WHILE 后指定一条件表达式，当条件满足后指定一条件表达式，当条件满足时，执行时，执行DO到到END之间的程序，之间的程序，(然后返回到然后返回到WHILE 重新判断条件重新判断条件,)不满
15、足则执行不满足则执行END后的下后的下一程序段。一程序段。格式：格式：WHILE 条件表达式条件表达式 DO m;(m=1,2,3).ENDm;4950 五种情况说明：五种情况说明：5152宏程序的数学基础宏程序的数学基础53常见曲线的标准方程常见曲线的标准方程54例例1：T02内圆车刀内圆车刀55例例2：加工一椭圆：加工一椭圆:椭圆长轴为椭圆长轴为100，短轴为，短轴为50 O100XXYY5056加工路线为加工路线为O X Y X Y X O假如现在要加工内形，它的刀具轨迹如下图。假如现在要加工内形，它的刀具轨迹如下图。57O0001；N10 G92 X0 Y0 Z0 S1200 M03;
16、确定坐标系确定坐标系;N20 G01 G41 X50;图图1中中OX距离距离;N30#1=0;将角度设为自变量，赋初值为将角度设为自变量，赋初值为0;N40 X50*COS#1 Y25*SIN#1 F200;XY轴联动的步距轴联动的步距;N50#1=#11;自变量每次自加自变量每次自加1;N60 IF#1LT360 GOTO 40;如果变量自加后不足如果变量自加后不足360度，则度，则转到第转到第40段段 执行，否则执行下一段执行，否则执行下一段;（40前不用加行号前不用加行号N）N70 G00 G40 X0;撤消刀补，回到起点撤消刀补，回到起点N80 M30;程序结束程序结束 58说明：说明
17、：v若要提高椭圆的加工精度，可将自变量的角度若要提高椭圆的加工精度，可将自变量的角度（步距）改小（如（步距）改小（如0.1），修改程序很简单。），修改程序很简单。v若要将此椭圆轮廓加工多次，只需多加两循环若要将此椭圆轮廓加工多次，只需多加两循环语句。语句。对于可以用标准的参数方程表示的曲线，如正对于可以用标准的参数方程表示的曲线，如正圆、抛物线、渐开线、摆线等，宏编程技术可圆、抛物线、渐开线、摆线等，宏编程技术可以方便的编制其加工程序。以方便的编制其加工程序。59例例3：在圆周上钻、镗均匀分布的孔：在圆周上钻、镗均匀分布的孔如下图所示，在半径为如下图所示，在半径为R的圆周上均匀分布的圆周上均匀
18、分布n个孔。个孔。601、数学建模、数学建模n个孔均匀分布，则第个孔均匀分布，则第i个孔与编程坐标系个孔与编程坐标系X轴夹角为轴夹角为i=360/n（i1）(1in)第第i个孔的孔中心在编程坐标系中个孔的孔中心在编程坐标系中X、Y值分别如下：值分别如下：xi=Rcosi yi=Rsini612、变量设置、变量设置变量名称 变量意义#1 孔所在圆周半径 R#2 均匀分布孔总个数 n#3 第 i 个孔#4 第 i 个孔的孔中心与编程坐标 X 轴夹角i#10 第 i 个孔的孔中心 X 坐标值ix#11 第 i 个孔的孔中心 Y 坐标值iy#6 孔深度#7 R 平面高度 62G90 G98 G81 X
19、#10 Y#11 Z#6 R#7 F500#3=#3+1END1G80 取消固定循环取消固定循环G91 G28 Z0 退刀退刀M05M303、宏程序、宏程序#1=50#2=6 孔个数；孔个数；#3=1#5=3.14159/180#6=-20#7=5 While#3LE#2 DO1#4=360/#2*#3-1*#5#10=#1*COS(#4)#11=#1*SIN(#4)63例例4 椭圆长轴椭圆长轴100mm，短轴，短轴 48mm，毛坯，毛坯5590mm。64 加工工艺过程车端面粗、精车30、36和倒角调头车端面粗、精车椭圆面65 左端参考程序G00 X58 Z2;倒角;66 左端参考程序G00 X100 Z200;M30;6768 椭圆粗车路线（切深3mm）69 椭圆精加工走刀路线（2次走刀）70 走刀路线控制算法71 宏程序72 粗精加工加工参考程序73思考题思考题74放映放映结束！结束！无悔无愧于昨天，丰硕殷实无悔无愧于昨天，丰硕殷实的今天，充满希望的明天。的今天，充满希望的明天。75
