FANUC用户宏程序(椭圆篇)

用户宏程序 宏程序是指含有变量的子程序，在程序中调用用户宏程序的那条指令叫做用户宏指令（这里用G65） 1、变量 用一个可赋值的代号代替具体的坐标值，这个代号称为变量。变量分为系统变量、全局变量和局部变量三类，它们的性质和用途个不相同。 （1）系统变量  是固定用途的变量，它的值决定了系统的状态。FANUC中的系统变量为#1000~#1005、#1032、#3000等。 （2）全局变量  是指在主程序内和由主程序调用的各用户宏程序内公用的变量。FANUC中的全局变量有60个，它们分两组，一组是#100~#149；另一组是#500~#509。 （3）局部变量  是仅局限于在用户宏程序内使用的变量。同一个局部变量在不同的宏程序内的值是不通用的。FANUC中的局部变量有33个，分别为#1~#33。 表1  FANUC系统中局部变量赋值（部分）对照表 赋值代号 变量号 赋值代号 变量号 赋值代号 变量号 A #1 E #8 T #20 B #2 F #9 U #21 C #3 H #11 V #22 I #4 M #13 W #23 J #5 Q #17 X #24 K #6 R #18 Y #25 D #7 S #19 Z #26             2、 变量的演算 （1）加减型运算  加减型运算包括加、减、逻辑加和排它的逻辑加。分别用以下四个形式表达： #i = #j ＋#k #i = #j －#k #i = #j OR #k #i = #j XOR #k 式中，i、j、k为变量；＋、－、OR、XOR称为为演算子。 （2）乘除型运算  乘除型运算包括乘、除和逻辑乘。分别用以下形式表达： #i = #j * #k #i = #j / #k #i = #j AND #k 4．变量的赋值 由于系统变量的赋值情况比较复杂，这里只介绍公共变量和局部变量的赋值。变量的赋值方式可分为直接和间接两种。 （1）直接赋值 例：#1=115（表示将变量115赋值于#1变量） #100=#2(表示将变量#2的即时值赋于变量#100) （2）间接赋值  间接赋值就是用演算式赋值，即把演算式内演算的结果赋给某个变量。在演算式中有自变量代号，自变量每得到一个即时值，相应就得到一个演算结果，该结果就赋值给变量，该变量也叫应变量。 5．转向语句 转向语句分为无条件转向语句和条件转向语句两种。 （1）无条件转向语句 程序段格式：GOTO N ；其中N后面的数值为程序段号。 例如：GOTO 55；表示无条件转向执行N55程序段，而不论N55程序段在转向语句之前还是之后。 （2）条件转向语句  条件转向语句一般由判断条件式和转向目标两部分构成。 程序段格式：IF [a GT b ] GOTO c；表示为“如果a>b,那么转向执行第Nc句程序段”。a和b可以是数值、变量或含有数值及变量的算式，c是转向目标的程序段。 大于、等于、大于等于、小于等于分别用 GT、EQ、GE、LE表示。 三、用户宏程序的应用 下面就以椭圆为例，介绍宏程序间接赋值法的应用。 1、椭圆的中心偏离工件原点一个Z向距离 如下图是一个椭圆，椭圆的中心偏离工件原点一个Z向距离W=40，欲车削1/4椭圆（图中粗线部分）的回转轮廓线，要求在数控程序中用任意一点D的Z值（用#3号变量指定）来表达该点的X值（用#5号变量指定），由此可知，这里是以Z作为自变量，以X作为应变量。根据椭圆的方程即可以写出自变量Z与应变量X之间的关系表达式。那么，如果我们在Z向分段，以0.5mm为一个步距给Z赋值，就可以得到相应的一个X值。然后把所得各个点的坐标值用直线插补方式来逼近，就可以得到椭圆的近似轨迹。步距取的越小，所得的轨迹就越接近椭圆。 如下图所示椭圆方程为：（式中X为半径值） 根据公式可得：（式中X值为直径值） 用宏参数间接赋值情况为： #1=40（长半轴）；#2=24（短半轴）；#3=40（起点A的Z坐标）； #6=8（终点B的Z坐标）；#7=0.5（Z变量步距）；#5=X（应变量） 则演算式为：#5=[#2+#2]* SQRT [1—[#3*#3]/[#1*#1]] 2、编制数控加工程序 分析编程时存在的问题 （1）由于工件坐标系和椭圆的坐标系不重合，Z向偏离的距离为W=40，所以在编程时，直线插补中点的Z坐标需要进行相应的坐标变换。变换公式为：Z=#3-40； （2）假定毛坯直径为Ф50。则可得该椭圆加工的最大切削余量为50（用#100全局变量指定），选定粗车循环时每刀切削双边余量2mm，留精加工余量1mm。 （3）由于椭圆上最高点的直径为48，而粗车循环时，可能存在空走刀情况，所以可用宏程序条件转向语句限制空走刀，即：如果计算得到X值大于等于48，则不加工椭圆，返回重新判断计算。 编程如下：（FANUC-0i系统） O0001；（主程序） N10 G97 G99；（设定主轴转速为r/min，进给量为mm/r） N20 T0101 S800 M03；（选1号粗车外圆刀，主轴800r/min，正转） N30 G00 X100 Z100；（快速进刀到换刀点） N40 G00 X52 Z2；（快速进刀到循环加工起点） N50 #100=50；（设置最大切削余量为50） N60 G65 P0002 A40 B24 C40 D8 K0.5；（调用椭圆加工宏程序） N70 #100=#100-2；（每次切削深度双边2mm） N80 IF [ #100 GE 1 ] GOTO 60；（判断毛坯余量是否大于等于1） N90 IF [ #100 GE 0 ] GOTO 100；（判断毛坯余量是否大于等于0） N100 G00 X100；（快速退刀到换刀点） N110 Z100； N120 T0202；（选2号精车外圆刀，及调用其刀具补偿值 ） N130 G96 S120 M03；（改用恒线速切削，主轴120m/min，正转） N140 G00 X52 Z2；（快速进刀到循环加工起点） N150 #100=0；（设置切削余量为0） N160 G65 P0002 A40 B24 C40 D8 K0.5；（调用椭圆加工宏程序） N170 G00 X100；（快速退刀到换刀点） N180 Z100； N190 M30；（程序结束） O0002；（宏程序） N10 #5=[#2+#2]* SQRT [1—[#3*#3]/[#1*#1]]；  （X轴应变量计算式） N20 IF [#5+#100 GE 48 ] GOTO 60；      （如果X直径大于等于48，转向执行N60程序段） N30 G01 X [#5+#100] Z[#3-40] F0.06 ；  （椭圆插补） N40 #3=#3-#6；                        （Z向步距，每次0.5mm） N50 IF [#3 GE #7 ] GOTO 10；          （判断Z向是否走到终点） N60 G01 W-1；                          （Z负向直线插补1mm） N70 G00 U5；                          （X向退刀5mm） N80 Z2；                              （Z向退刀到离开端面2mm处） N90 M99；                              （宏程序结束，返回主程序）