数控车床宏程序编程.docx

1、数控车床宏程序编程数控宏程序一什么是宏程序？ 什么是数控加工宏程序？简单地说， 宏程序是一种具有计算能力和决策能力的数控程序。宏程序具有如下些特点： 1使用了变量或表达式（计算能力），例如：（1）G01 X3+5 ; 有表达式 3+5（2）G00 X4 F#1 ; 有变量 #1（3）G01 Y50*SIN3 ; 有函数运算 2使用了程序流程控制（决策能力），例如： （1）IF #3 GE 9 ; 有选择执行命令ENDIF2) WHILE #1 LT #4*5 ; 有条件循环命令ENDW二用宏程编程有什么好处？1宏程序引入了变量和表达式，还有函数功能，具有实时动态计算能力， 可以加工非圆曲线，如

2、抛物线、椭圆、双曲线、三角函数曲线等；2宏程序可以完成图形一样，尺寸不同的系列零件加工； 3宏程序可以完成工艺路径一样，位置不同的系列零件加工； 4宏程序具有一定决策能力，能根据条件选择性地执行某些部分； 5使用宏程序能极大地简化编程，精简程序。适合于复杂零件加工的编程。一宏变量及宏常量1宏变量先看一段简单的程序：G00 X25.0上面的程序在X轴作一个快速定位。其中数据 25.0是固定的，引入变量后可以写成：#1=25.0 ;#1 是一个变量G00 X#1 ;#1 就是一个变量宏程序中，用“ #”号后面紧跟 14位数字表示一个变量，如 #1， #50， #101， , 。变 量有什么用呢？变

3、量可以用来代替程序中的数据，如尺寸、刀补号、 G指令编号,，变量的使用，给程序的设计带来了极大的灵活性。使用变量前，变量必需带有正确的值。如#1=25G01 X#1; 表示 G01 X25#1=-10 ; 运行过程中可以随时改变 #1的值G01 X#1 ; 表示 G01 X-10用变量不仅可以表示坐标，还可以表示 G、 M、 F、 D、 H、 M、 X、 Y、 , 等各种代码后的数字。如：#2=3G#2 X30 ; 表示 G03 X30 例1 使用了变量的宏子程序。%1000#50=20 ; 先给变量赋值M98 P1001 ; 然后调用子程序#50=350 ; 重新赋值M98 P1001 ;

4、再调用子程序M30%1001G91 G01 X#50;同样一段程序，#50的值不同，X移动的距离就不同M992局部变量编号#0 #49的变量是局部变量。 局部变量的作用范围是当前程序 （在同一个 程序号 内）。 如果在主程序或不同子程序里，出现了相同名称（编号）的变量，它们不会相互干扰，值也 可以不同。例%100N10 #3=30 ; 主程序中 #3为 30M98 P101 ; 进入子程序后 #3不受影响#4=#3 ; #3仍为 30，所以 #4=30M30%101#4=#3 ; 这里的 #3不是主程序中的 #3，所以 #3=0（没定义），则： #4=0#3=18 ; 这里使 #3的值为 18

5、，不会影响主程序中的 #3M99 3全局变量编号#50 #199的变量是全局变量（注：其中 #100#199也是刀补变量）。全局变量的作用范围是整个 零件程序 。不管是主程序还是子程序， 只要名称 （编号） 相同就是同一个变量， 带有相同的值，在某个地方修改它的值，所有其它地方都受影响。例%100N10 #50=30 ;先使 #50为30M98 P101 ;进入子程序#4=#50 ;#50变为18，所以 #4=18M30%101#4=#50 ; #50的值在子程序里也有效，所以 #4=30#50=18 ;这里使 #50=18，然后返回M99为什么要把变量分为局部变量和全局变量？如果只有全局变量

6、，由变量名不能重复，就 可能造成变量名不够用；全局变量在任何地方都可以改变它的值，这是它的优点，也是它的 缺点。说是优点，是因为参数传递很方便；说是缺点，是因为当一个程序较复杂的时候，一 不小心就可能在某个地用了相同的变量名或者改变了它的值，造成程序混乱。局部变量的使 用，解决了同名变量冲突的问题，编写子程序时，不需要考虑其它地方是否用过某个变量名。什么时候用全局变量？什么时候用局部变量？在一般情况下，你应优先考虑选用局部变 量。局部变量在不同的子程序里，可以重复使用，不会互相干扰。如果一个数据在主程序和 子程序里都要用到，就要考虑用全局变量。用全局变量来保存数据，可以在不同子程序间传 递、共

7、享、以及反复利用。刀补变量（#100#199）。这些变量里存放的数据可以作为刀具半径或长度补偿值来使 用。如#100=8G41 D100 ;D100就是指加载#100的值8作为刀补半径。上面的程序中，如果把 D100写成了 D#100，则相当于D8，即调用8号刀补，而不是补偿 量为&4.系统变量#300以上的变量是系统变量。系统变量是具有特殊意义的变量，它们是数控系统内部定 义好了的，你不可以改变它们的用途。系统变量是全局变量，使用时可以直接调用。#0#599是可读写的，#600以上的变量是只读的，不能直接修改。其中，#300 #599是子程序局部变量缓存区。这些变量在一般情况下，不用关心它的

8、存 在，也不推荐你去使用它们。要注意同一个子程序，被调用的层级不同时，对应的系统变量 也是不同的。 #600#899是与刀具相关系统变量。 #1000#1039坐标相关系统变量。#1040#1143参考点相关系统变量。 #1144#1194系统状态相关系统变量。（详见： 2 .华中数控系统系统变量一览）有时候需要判断系统的某个状态，以便程序作相应的处理，就要用到系统变量。5.常量PI表示圆周率， TRUE条件成立（真）,FALSE条件不成立（假）。二.运算符与表达式1.算术运算符力口 + , 减-,乘* , 除/2.条件运算符宏程序运算符EQNEGTGELTLE数学意义=工V条件运算符用在程序

9、流程控制 IF和WHILE的条件表达式中，作为判断两个表达式大小关 系的连接符。注意：宏程序条件运算符与计算机编程语言的条件运算符表达习惯不同。3逻辑运算符在IF或WHILE语句中，如果有多个条件，用逻辑运算符来连接多个条件。AND （且）OR （或）多个条件冋时成立才成立多个条件只要有一个成立即可NOT （非） 取反（如果不是）#1 LT 50 AND #1GT 20 表示：#120#3 EQ 8 OR #4 LE 10 表示：#3=8或者#4 10有多个逻辑运算符时，可以用方括号来表示结合顺序，如：NOT#1 LT 50 AND #1GT 20 表示：如果不是“ #120”更复杂的例子，如

10、：#1 LT 50 AND #2GT 20 OR #3 EQ 8 AND #4 LE 10 4.函数正 弦：SINa 余弦：COSa 正切：TANa 注：a为角度，单位是弧度值。反正切：ATANa（返回：度，范围：-90+ 90）反正切：ATAN2a/b（返回：度，范围：-180+ 180）（注:华中数控暂不支持） 绝对值：ABSa，表示|a|取 整：INTa，采用去尾取整，非“四舍五入”取符号：SIGNa , a为正数返回1, 0返回0，负数返回-1开平方：SQRTa，表示-指数：EXPa，表示 5.表达式与括号包含运算符或函数的算式就是表达式。表达式里用方括号来表示运算顺序。宏程序中不 用

11、圆括号，因圆括号是注释符。例如 175/SQRT2 * COS55 * PI/180 #3*6 GT 146运算符的优先级方括号 t函数 t乘除 t加减t条件 t逻辑 技巧：常用方括号来控制运算顺序，更容易阅读和理解。7.赋值号=把常数或表达式的值送给一个宏变量称为赋值，格式如下： 宏变量=常数或表达式例如 #2 = 175/SQRT2 * COS55 * PI/180 #3 = 124.0#50 = #3+12特别注意，赋值号后面的表达式里可以包含变量自身，如：#1 = #1+4 ；此式表示把#1的值与4相加，结果赋给#1。这不是数学中的方程或等式,如果#1的值是2，执行#1 = #1+4后

12、，#1的值变为6。三.程序流程控制程序流程控制形式有许多种，都是通过判断某个“条件”是否成立来决定程序走向的。 所谓“条件”，通常是对变量或变量表达式的值进行大小判断的式子，称为“条件表达式”。 华中数控系统有两种流程控制命令： IF ENDIF， WHILE ENDW。1条件分支 IF需要选择性地执行程序，就要用 IF 命令。格式 1： （条件成立则执行）IF 条件表达式条件成立执行的语句组ENDIF功能：条件成立执行IF与ENDIF之间的程序，不成立就跳过。其中 IF、ENDIF称为关键词，不区分大小写。IF为开始标识，ENDIF为结束标识。IF语句的执行流程如图1所示。例：IF #1 E

13、Q 10 ；如果 #1=10M99 ；成立则，执行此句（子程返回）ENDIF ；条件不成立，跳到此句后面例：IF #1 LT 10 AND #1 GT 0 ；如果#10G01 x20 ；成立则执行Y15ENDIF ；条件不成立，跳到此句后面格式 2： （二选一， 选择执行）形式：IF 条件表达式条件成立执行的语句组ELSE条件不成立执行的语句组ENDIF例：IF #51 LT 20G91G01 X10F250ELSEG91G01X35F200ENDIF功能：条件成立执行IF与ELSE之间的程序，不成立就执行ELSE与ENDIF之间的程序。IF语句的 执行流程如图1所示。2.条件循环 WHILE

14、 格式：WHILE 条件表达式条件成立循环执行的语句ENDW功能：条件成立执行 WHILE与ENDW之间的程序，然后返回到WHILE再次判断条件，直到条件不成立才跳到ENDW后面。WHILE语句的执行流程如图 1所示。例：#2=30WHILE ENDW流程图WHILE #2 GT 0; 如果#20G91G01X10 ;成立就执行#2=#2-3 ;修改变量，ENDW ;返回G90 G00 z50；不成立跳到这里执行WHILES必须有“修改条件变量”的语句，使得其循环若十次后，条件变为“不成立”而退出循环，不然就成为死循环。图1 流程控制四子程序及参数递传1普通子程序 普通子程序指没有宏的子程序，

15、程序中各种加工的数据是固定的，子程序编好后，子程 序的工作流程就固定了，程序内部的数据不能在调用时“动态”地改变，只能通过“镜像”、 “旋转”、“缩放”、“平移”来有限的改变子程序的用途。例%4001G01 X80 F100M99 子程序中数据固定，普通子程序的效能有限。2宏子程序 宏子程序可以包含变量，不但可以反复调用简化代码，而且通过改变变量的值就能实现 加工数据的灵活变化或改变程序的流程，实现复杂的加工过程处理。例%4002G01 Z#1 F#50 ;Z坐标是变量；进给速度也是变量，可适应粗、精加工。M99例 对圆弧往复切削时，指令 G02、G03交替使用。参数#51改变程序流程，自动选

16、择。%4003IF #51 GE 1G02 X#50 R#50 ;条件满足执行 G02ELSEG03 X-#50 R#50 ; 条件不满足执行 G03ENDIF#51=#51*-1 ;改变条件，为下次做准备M99子程序中的变量， 如果不是在子程序内部赋值的， 则在调用时， 就必需要给变量一个值。 这就是参数传递问题，变量类型不同，传值的方法也不同。3全局变量传参数如果子程序中用的变量是全局变量，调用子程序前，先给变量赋值，再调用子程序。例：M99 4 局部变量传参数问题：%400N1 #1= 40 ；为局部变量#1赋值N2 M98 P401 ；进入子程序后#1的值是40吗？M30%401N4

17、G91G01X#1；子程序中用的是局部变量 #1M99结论：主程序中N1行的#1与子程序中N4行的#1不是同一个变量，子程序不会接收到 40这个 值。怎么办呢？局部变量的参数传递，是在宏调用指令后面添加参数的方法来传递的。上面的程序中， 把N1行去掉，把N2行改成如下形式即可：N2 M98 P401 B40比较一下，可知多了个 B40，其中B代表#1，紧跟的数字40代表#1的值是40。这样就把参 数40传给了子程序%401中的#1。更一般地，我们用 G65来调用宏子程序（称宏调用）。G65指令：G65是专门用来进行宏子程序调用的，但在华中数控系统里面， G65和M98功能相同，可以互换。宏子程

18、序调用指令G65的格式：G65 P_ L_ A_ B_ , Z_P 子程序号L 调用次数AZ 参数，每个字母与一个局部变量号对应。 A对应#0，B对应#1，C对应#2，D对应#3，,女口 A20，即#0=20 ； B6.5，即#1=6.5 ;其余类推。换句话说，如果要把数 50传给变量 #17，则写 R50。G65代码在调用宏子程序时，系统会将当前程序段各字母 （AZ共26个，如果没有定义则为零）后跟的数值对应传到宏子程序中的局部变量 #0-#25。下面列出了宏调用时，参数字母与变量号的对应关系：子程序中的变量#0#1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12传参数用的字母ABCDEF

19、GHIJKLM子程序中的变量#13#14#15#16#17#18#19#20#21#22#23#24#25传参数用的字母NOPQRSTUVWXYZ要注意，由于字母 G P、L等已被宏调用命令、子程序号和调用次数占用，所以不能再用 来传递其它任意数据。传进去的是， G65即 #6=65，P401即#15=401 （子程序号），L2即#1仁2。为了便于参数传递，编写子程序时要避免用 #6、#15、#11等变量号来接收数据，但这些变量号可以用在子程序中作为内部计算的中间变量暂存数据。另外，G65代码在调用宏子程序时， 还会把当前九个轴的绝对位置 （工件绝对坐标）传入局部变量#30#38。#30#38

20、与轴名的对应关系由机床制造厂家规定，通常 #30为X轴，#31为Y轴，#32为Z轴。固定循环指令初始平面 Z模态值也会传给变量#26。通过#30#38可以轻易得 到进入子程序时的轴坐标位置，这在程序流程控制中是很有用的。5.系列零件加工所谓系列零件加工，是指不同规格的零件，形状基本相同，加工过程也相同，只是尺寸 数据不一样，利用宏程序就可以编写出一个通用的加工程序来。例1切槽宏子程序。%8002G92X90 Z306 高级参考在子程序中，可能会改变系统模态值。 例如，主程序中的是绝对编程 （G90）,而子 程序中用的是相对编程 （G91），如果调用了 这个子程序，主程序的模态就会受到影响。 当

21、然，对于简单的程序，你可以在子程序返 回后再加一条G90旨令变回绝对编程。但是， 如果编写的子程序不是你自己用，别人又不 知道你改变了系统模态值，直接调用就有可 能出问题。有没有办法，使子程序不影响主 程序的模态值呢？简单的办法就是，进入子 程序后首先把子程序会影响到的所有模态用 局部变量保存起来，然后再往后执行，并且 在子程序返回时恢复保存的模态值。看下面 的例子 例 %102;不管原来是什么状态，先记录下来对于每个局部变量，还可用系统宏 AR 来判别该变量是否被定义，是被定义为增量或绝 对方式。该系统宏的调用格式如下AR#变量号返回值：0 表示该变量没有被定义90表示该变量被定义为绝对方式

22、 G9091表示该变量被定义为相对方式 G91例 下面的主程序 %1000 在调用子程序 %9990 时设置了 I JK 之值， 子程序 %9990 可分别通过 当前局部变量 #8 #9 #10 来访问主程序的 I J K 之值%1000G92 X0Y0Z0M98 P9990 I20 J30 K40M30%9990IF AR#8 EQ 0 OR AR#9 EQ 0 OR AR#10 EQ 0M99 ; 如果没有定义 I J K 值，则返回ENDIFN10 G91 ; 用增量方式编写宏程序IF AR#8 EQ 90 ; 如果 I 值是绝对方式 G90#8=#8-#30 ; 将I值转换为增量方式，

23、#30为X的绝对坐标ENDIFM99HNC-21M子程序嵌套调用的深度最多可以有七层，每一层子程序都有自己独立的局部变 量，变量个数为 50 。当前局部变量为 #0-#49 ， 第一层局部变量为 #200-#249 ，第二层局部 变量为 #250-#299 ，第三层局部变量 #300-#349 ，依此类推。 在子程序中如何确定上层的局部 变量要依上层的层数而定。由于通过系统变量来直接访问局部变量容易引起混乱，因此不提 倡用这种方法。例%0099G92 X0 Y0 Z0N100 #10=98M98 P100M30%100N200 #10=222 ; 此时N100所在段的局部变量 #10为第0层#

24、210M98 P110M99%110N300 #10=333 ; 此时N200所在段的局部变量 #10为第1层#260，即#260=222；此时N100所在段的局部变量 #10为第0层#210，即#210=98M99五宏编程实例1 .数车编程(1)函数曲线加工通用宏程序 ;任意曲线y=f(x)的加工;单调区间x由x1变到x2方法一-%1001#1=x1 ;初值#2=f(x1);或者写成 #2=f(#1)WHILE #1 LE x2;或者 WHILE #1 GE x2G01 X#1 Y#2 ;到下一位置#1=#1+0.01 ;X 增量 0.01;或者 #仁#1-0.01 ;X 增量-0.01 #

25、2=f(#1) ;计算下个点坐标ENDW;退刀M30(实际应用，请用具体表达式代替 f(x)(2)抛物线车削1方法二%1002#1=x1 初值#3=f(x1);或者写成 #3=f(#1)WHILE #1 LE x2;或者WHILE #1 GE x2#2=#3 ;保存前一个点坐标#1=#1+0.01 ;X增量 0.01;或者 #仁#1-0.01 ;X 增量-0.01 #3=f(#1) ;计算下个点坐标G91 G01 X0.01 Y#3-#2;到下一位置 ENDW;退刀M30用宏程序编制如图所示抛物线在 X区间0，8内的程序。%3401T0101 G37 M03 S600 ;G37 半径编程#0=

26、0 ;X坐标，初值为0#1=0 ; Z坐标，初值为0WHILE #0 LE 8G90G01X#0Z-#1F200 #0=#0+0.08#仁 #0*#0/2ENDWG00 X40Z80 M05M30(3)抛物线车削2%0342T0101 M03 S600G00 X20.5 Z2#1仁12 ;B初值#10=SQRT2*#11 ;A 初值WHILE #10 LE 8G90G01 X2*#10 Z12- #11 F200 #10=#10+0.1#11=#10*#10/2ENDWG01 X16 Z-32+12Z-2832B世同IN 32U4GOO X20.5 Z2 M05M30(4)抛物线车削3%034

27、2T0101 M03 S600GOO X35 Z3G01 X18 F100Z-8#1仁12 ;B初值#10=SQRT2*#11 ;A 初值WHILE #11 LE 32G90G01X2*#10+3Z4-#11F500 #11= #11+0.06#10=SQRT2*#11ENDWG01 X22 Z-28Z-30X30Z-35G00X35Z3M30(5)抛物线车削4%0001T0101 M03 S800G92 X100 Z50G64 G00X36Z4#1仁32 ;B初值#10=SQRT2*#11 ;A 初值 WHILE #11 GT 0G01X20+2*#10Z#11-38 #1仁#11-0.2#

28、10=SQRT2*#11ENDWG01X20Z-38G00X18Z4X100Z50M30(6)抛物线车削5 ( G71与宏程序)这个例子中应用了 G71复合循环与宏程序配合完成粗精加工。 G71参数简介:G71 U_R_P_Q_X_Z_F_S_T_U背吃刀量；R每次退刀量；P起始段号; 时有效，精车时以精车程序为准。%3402T0101 M03 S600GOO X21 Z2G71 U0.5 R1 P11 Q22 X0.6 Z0.1 F100 S600N11 G01 XO S1200 ;精加工，起始#10=0 ;A坐标,初值为0#1仁0 ;B坐标,初值为0WHILE #10 LE 8G01 X2

29、*#10 Z-#11 F50#10=#10+0.1 ;A 坐标增量 0.1#11=#10*#10/ 2 ;更新 B 坐标ENDWG01 X16 Z-32Z-40N22 G00X20.5 ；精加工，结束X21 Z2M30（7）抛物线车削6%3404T0101 M03 S600G92X80Z30G00X20Z3G71U0.6R0.6P6Q14X-0.6Z0.1F100N6G01X38#1仁0 ;B初值#10=0 ;A 初值WHILE #11 LE 18G01X38-2*#10Z-#11F100#1仁#11+0.5#10=SQRT#11*2ENDWG01X26 Z-18N14 G01Z-24X22G00Z5X80Z30M05M30