FANUC 0iMC系统加工中心A或铣床宏程序.docx
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FANUC0iMC系统加工中心A或铣床宏程序
FANUC-0i-MC系统宏程序
虽然子程序对编制相同的加工程序非常有用，但用户宏程序由于允许使用变量、算术和逻辑运算及条件转移，使得编制同样的加工程序更简便。
（一）变量
1.变量的表示
变量用变量符号（#）和后面的变量号指定，如：
#1；表达式可以用于指定变量号，此时表达式必须封闭在括号中，如：
#[#1+#2－12]。
变量号可用变量代替，如#[#3]，设#3＝1，则#[#3]为#1。
2.变量的类型
变量根据变量号可以分成四种类型，具体见表1－1。
表1－1变量的类型
变量号
变量类型
功能
#0
空变量
该变量总是空，没有值能赋给该变量。
#1～#33
局部变量
局部变量只能用在宏程序中存储数据，例如，运算结果。
当断电时局部变量被初始化为空。
调用宏程序时，自变量对局部变量赋值。
#100～#199
#500～#999
公共变量
公共变量在不同的宏程序中的意义相同。
当断电时变量#100～#199初始化为空；变量#500～#999的数据保存，即使断电也不丢失。
#1000～
系统变量
系统变量用于读和写CNC的各种数据，例如，刀具的当前位置和补偿值。
3.变量的引用
在地址后指定变量号即可引用其变量值。
当用表达式指定变量时，要把表达式放在括号中。
如：
G01X[#1+#2]F#3；
改变引用变量值的符号，要把负号“－”放在#的前面，如：
G00X－#1；
当引用未定义的变量时，变量及地址字都被忽略，如：
当变量#1的值是0，并且变量#2的值是空时，G00X#1Y#2的执行结果为G00X0。
在编程时，变量的定义、变量的运算只允许每行写一个（见表1－2），否则系统报警。
表1－2变量的正确和错误编程方法对比
正确的编程方法
错误的编程方法
N100#1=0
N100#1=0#2=6#3=8
N110#2=6
N110#4=#2*SIN[#1]+#3#5=#2－#2*COS[#1]
N120#3=8
N130#4=#2*SIN[#1]+#3
N140#5=#2－#2*COS[#1]
（二）算术和逻辑运算
变量的算术和逻辑运算见表1－3。
表1－3算术和逻辑运算
功能
格式
备注
功能
格式
备注
定义
#i＝#j
平方根
#i=SQRT[#j]
加法
减法
乘法
除法
#i＝#j＋#k
#i＝#j－#k
#i＝#j*#k
#i＝#j/#k
绝对值
#i=ABS[#j]
舍入
#i=ROUND[#j]
四舍五入取整
上取整
#i=FUP[#j]
下取整
#i=FIX[#j]
正弦
反正弦
余弦
反余弦
正切
反正切
#i=SIN[#j]
#i=ASIN[#j]
#i=COS[#j]
#i=ACOS[#j]
#i=ATN[#j]
#i=ATAN[#j]/[#k]
角度以度指定。
表示为65.5度
自然对数
#i=LN[#j]
指数函数
#i=EXP[#j]
或
#i=#jOR#k
逻辑运算一位一位地按二进制数执行
异或
#i=#jXOR#k
与
#i=#jAND#K
从BCD转为BIN
从BIN转为BCD
#i=BIN[#j]
#i=BCD[#j]
用于与PMC的信息交换
（BIN：
二进制；BCD：
十进制）
几点说明：
1.上取整和下取整
CNC处理数值运算时，若操作后产生的整数绝对值大于原数的绝对值时为上取整；若小于原数的绝对值为下取整。
对于负数的处理应注意。
如：
#1＝1.2，#2＝－1.2，则#3＝FUP[#1]→#3＝2；#3＝FIX[#1]→#3＝1；#3＝FUP[#2]→#3＝－2；#3＝FIX[#2]→#3＝－1。
2.运算次序
函数→乘和除运算（*、/、AND）→加和减运算（＋、－、OR、XOR）。
3.括号嵌套
括号（方括号）用于改变运算次序。
括号可以使用5级，包括函数内部使用的括号。
圆括号用于注释语句。
如：
#1＝SIN[[[#2+#3]*#4+#5]*#6]（3重括号）
4.运算符
运算符见表1－4。
表1－4运算符
运算符
含义
运算符
含义
EQ
等于（＝）
GE
大于或等于（≥）
NE
不等于（≠）
LT
小于（＜）
GT
大于（＞）
LE
小于或等于（≤）
5.反三角函数的取值范围
（1）#i=ASIN[#j]
当参数No.6004#0设为“0”时，90°～270°；当参数No.6004#0设为“1”时，－90°～90°。
（2）#i=ACOS[#j]
取值范围为0°～180°。
（3）#i=ATAN[#j]/[#k]
当参数No.6004#0设为“0”时，0°～360°；当参数No.6004#0设为“1”时，－180°～180°。
（三）宏程序语句和NC语句
下面的程序段为宏程序语句：
1.包含算术或逻辑运算（＝）的程序段；
2.包含控制语句（如：
GOTO、DO、END）的程序段；
3.包含宏程序调用指令（如：
用G65、G66、G67或其它G指令、M指令调用宏程序）的程序段。
除了宏程序语句以外的任何程序段都为NC语句。
（四）转移和循环
在程序中，使用GOTO语句和IF语句可以改变控制的流向。
1.无条件转移（GOTO语句）
转移到标有顺序号N的程序段。
可用表达式指定顺序号。
编程格式：
GOTON__（N__：
顺序号。
1～99999）
例：
GOTO1
GOTO#10
2.条件转移（IF语句）
IF之后指定条件表达式。
（1）如果指定的条件表达式满足时，转移到标有顺序号N的程序段；如果指定的条件表达式不满足，执行下个程序段。
编程格式：
IF[条件表达式]GOTON__
例：
如果变量#1大于10，转移到程序段号N70的程序段。
（2）如果条件表达式满足，执行预先决定的宏程序语句。
只执行一个宏程序语句。
编程格式：
IF[条件表达式]THEN宏程序语句
例：
如果#1和#2的值相同，0赋给#3→IF[#1EQ#2]THEN#3=0
3.循环（WHILE语句）
在WHILE后指定一个条件表达式。
当指定条件满足时，执行从DO到END之间的程序。
否则，转到END后的程序段。
编程格式：
WHILE[条件表达式]DOm
1，2，3
…
ENDm
DO后的号和END后的号是指定程序执行范围的标号，标号值为1，2，3。
循环语句的嵌套可以使用以下几种：
（1）标号1到3可以根据要求多次使用。
（2）循环可以从里到外嵌套3级
图1－1圆弧的宏程序
（3）控制可以转到循环的外边
例1－1用G1指令编写图1－1中AB圆弧的宏程序如下（不考虑刀具半径）：
用IF语句
用WHILE语句
%
%
:
3012
程序名
:
3112
程序名
M6T1
换上1号刀
M6T1
换上1号刀
G54G90G0G43H1Z50
选择坐标系，调入长度补偿
G54G90G0G43H1Z50
选择坐标系，调入长度补偿
M3S800
主轴正转，转速800r/min
M3S800
主轴正转，转速800r/min
X30Y0
快速定位到A点上方
X30Y0
快速定位到A点上方
Z2
主轴下降
Z2
主轴下降
G1Z－2F30
切入Z－2
G1Z－2F30
切入Z－2
#1=0
被加数变量的初值
#1=0
被加数变量的初值
#2=30
存储数变量的初值
#2=30
存储数变量的初值
N1#3＝#2*COS[#1]
计算变量
WHILE[#1LE90]DO1
当角度小于等于90时循环DO1
#4＝#2*SIN[#1]
计算变量
#3＝#2*COS[#1]
计算变量
IF[#1GT90]GOTO2
当角度大于90时转移到N2
#4＝#2*SIN[#1]
计算变量
G1X#3Y#4F50
以50mm/min进给
G1X#3Y#4F50
以50mm/min进给
#1＝#1＋1
计算和数（角度增加1度）
#1＝#1＋1
计算和数
GOTO1
转移到N1
END1
循环到END1
N2G0Z200
快速上升
G0Z200
快速上升
G49Z0
取消长度补偿
G49Z0
取消长度补偿
M30
程序结束
M30
程序结束
%
%
（五）宏程序调用
宏程序的调用方法有：
①非模态调用（G65）；②模态调用（G66、G67）；③用G指令调用宏程序；④用M指令调用宏程序；⑤用M指令调用子程序；⑥用T指令调用子程序。
宏程序调用不同于子程序调用（M98），用宏程序调用可以指定自变量（数据传送到宏程序），M98没有该功能。
1.非模态调用（G65）
编程格式：
G65P__L
<自变量指定>
P__：
要调用的程序
：
重复次数（1～9999的重复次数，省略L值时，默认值为1）
自变量：
数据传递到宏程序（其值被赋值到相应的局部变量）
如：
A1.0代表#1＝1.0
B2.0代表#2＝2.0
自变量的指定形式有两种。
自变量指定Ⅰ使用除了G、L、O、N和P以外的字母，每个字母指定一次（表1－5）；自变量指定Ⅱ（表1－6）使用A、B、C和Ii、Ji和Ki（i为1～10）。
根据使用的字母，自动地决定自变量的类型。
任何自变量前编写指定G65。
表1－5自变量指定Ⅰ
地址
变量号
地址
变量号
地址
变量号
地址
变量号
地址
变量号
地址
变量号
地址
变量号
A
#1
I
#4
D
#7
H
#11
R
#18
U
#21
X
#24
B
#2
J
#5
E
#8
M
#13
S
#19
V
#22
Y
#25
C
#3
K
#6
F
#9
Q
#17
T
#20
W
#23
Z
#26
表1－6自变量指定Ⅱ
地址
变量号
地址
变量号
地址
变量号
地址
变量号
地址
变量号
地址
变量号
A
#1
I1
#4
I3
#10
I5
#16
I7
#22
I9
#28
B
#2
J1
#5
J3
#11
J5
#17
J7
#23
J9
#29
C
#3
K1
#6
K3
#12
K5
#18
K7
#24
K9
#30
I2
#7
I4
#13
I6
#19
I8
#25
I10
#31
J2
#8
J4
#14
J6
#20
J8
#26
J10
#32
K2
#9
K4
#15
K6
#21
K8
#27
K10
#33
2.模态调用（G66）
编程格式：
G66P__L
<自变量指定>
…
G67
P__：
要调用的程序
：
重复次数（1～9999的重复次数，省略L值时，默认值为1）
自变量：
数据传递到宏程序（其值被赋值到相应的局部变量）
如：
A1.0代表#1＝1.0
B2.0代表#2＝2.0
指定G67指令时，其后面的程序段不再执行模态宏程序调用。
（六）宏程序的编制
（a）（b）
图1－2球面台与凹球面宏程序加工
数控系统不能同时处理宏程序中的坐标位置计算和半径补偿的计算，即数控系统在遇到宏程序的程序段时将取消半径补偿的功能。
因此在编制宏程序时必须计算出刀具中心的轨迹，并且以此轨迹作为编程的轨迹，这一点在编程过程中必须注意。
1.用立铣刀加工球面台、用球铣刀加工凹球面的宏程序
例1－2在图1－2a、b中，球面的半径为SR20（#2）、球面台展角（最大为90°）为
（#6），图1－2a中所用立铣刀的半径为R8（#3）；图2－2b中所用球铣刀的半径为R6（#3），球铣刀的刀位点在球心处，在对刀及编程时应注意。
球面台外圈部分应先切除，即已加工出圆柱，程序略。
用立铣刀加工球面台的宏程序为：
%
:
3113
程序名
N10M6T1
换上1号刀，
球铣刀
N20G54G90G0G43H1Z200
刀具快速移动Z200处（在Z方向调入了刀具长度补偿）
N30M3S2000
主轴正转，转速2000r/min
N40X0Y0
刀具快速定位（下面#1=0时#5=0）
N50Z2
Z轴下降
N60M8
切削液开
N70G1Z0F50
刀具移动到工件表面的平面
N80#1=0
定义变量的初值（角度初始值）
N90#2=20
定义变量（球半径）
N100#3=8
定义变量（刀具半径）
N110#6=67
定义变量的初值（角度终止值）
N120WHILE[#1LE67]DO1
循环语句，当#1≤67°时在N120～N190之间循环，加工球面
N130#4=#2*[1－COS[#1]]
计算变量
N140#5=#3+#2*SIN[#1]
计算变量
N150G1X#5Y0F200
每层铣削时，X方向的起始位置
N160Z－#4F50
到下一层的定位
N170G2I－#5F200
顺时针加工整圆
N180#1=#1+1
更新角度（加工精度越高，则角度的增量值应取得越小，这儿取1°）
N190END1
循环语句结束
N200G0Z200M9
加工结束后返回到Z200，切削液关
N210G49G90Z0
取消长度补偿，Z轴快速移动到机床坐标Z0处
N220M30
程序结束
%
用球铣刀加工凹球面的宏程序为：
%
:
3213
程序名
N10M6T1
换上1号刀，
立铣刀
N20G54G90G0G43H1Z200
刀具快速移动Z200处（在Z方向调入了刀具长度补偿）
N30M3S2000
主轴正转，转速2000r/min
N40X8Y0
刀具快速定位（下面#1=0时#5=#3＝8）
N50Z8
Z轴下降（注意球铣刀的刀位点，Z＜6就会撞刀＝
N60M8
切削液开
N70#1=1
定义变量的初值（角度初始值）
N80#2=20
定义变量（球半径）
N90#3=6
定义变量（刀具半径）
N100#6=67
定义变量的初值（角度终止值）
N110#7=#2－#2*COS[#6]
计算变量
N120G1Z－[#7－#3]F50
刀具向下切削
N130WHILE[#1LE67]DO1
循环语句，当#1≤67°时在N130～N190之间循环，加工凹球面
N140#4=[#2－#3]*COS[#1]－#2*COS[#6]
计算变量
N150#5=[#2－#3]*SIN[#1]
计算变量
N160Z－#4F50
到上一层的定位
N170G1X#5Y0
每层铣削时，X方向的起始位置
N180G3I－#5F200
逆时针加工整圆
N190#1=#1+1
更新角度
N200END1
循环语句结束
N210G0Z200M9
加工结束后返回到Z200，切削液关
N22G49G90Z0
取消长度补偿，Z轴快速移动到机床坐标Z0处
N230M30
程序结束
%
2.用键槽铣刀加工圆锥台的宏程序
例1－3在图1－3中，圆锥台上面的半径为R12（#2）、下面的半径为R20（#3），键槽铣刀的半径为R6（#6）。
圆锥台R20以外部分应先切除（即已加工出圆柱），程序略。
（a）放射切削（b）等高切削
图1－3圆锥台的宏程序加工
（1）用放射切削时，编写的宏程序为：
%
:
3114
程序名
N10M6T1
换上1号刀，
键槽铣刀
N20G54G90G0G43H1Z200
刀具快速移动Z200处（在Z方向调入了刀具长度补偿）
N30M3S2000
主轴正转，转速2000r/min
N40X18Y0
刀具快速定位（下面#1=0时#4=#2＋#6＝18）
N50Z2
Z轴下降
N60M8
切削液开
N70G1Z0F50
刀具移动到工件表面的平面
N80#1=0
定义变量的初值（角度初始值）
N90#2=12
定义变量（锥台上面的半径）
N100#3=20
定义变量（锥台下面的半径）
N110#6=6
定义变量（刀具半径）
N120#9=20
定义变量（圆锥台高）
N130WHILE[#1LE360]DO1
循环语句，当#1≤360°时在N130～N220之间循环，加工圆锥台
N140#4=[#2+#6]*COS[#1]
计算变量
N150#5=[#2+#6]*SIN[#1]
计算变量
N160#7=[#3+#6]*COS[#1]
计算变量
N170#8=[#3+#6]*SIN[#1]
计算变量
N180G1X#4Y#5Z0F200
铣削时，圆锥台上面的起始位置
N190X#7Y#8Z－#9
铣削时，圆锥台下面的终止位置
N200G0Z0
快速抬刀
N210#1=#1+1
更新角度（加工精度越高，则角度的增量值应取得越小，这儿取1°）
N220END1
循环语句结束
N230G0Z200M9
加工结束后返回到Z200，切削液关
N240G49G90Z0
取消长度补偿，Z轴快速移动到机床坐标Z0处
N250M30
程序结束
%
（2）用等高切削时，编写的宏程序为：
%
:
3214
程序名
N10M6T1
换上1号刀，
键槽铣刀
N20G54G90G0G43H1Z200
刀具快速移动Z200处（在Z方向调入了刀具长度补偿）
N30M3S2000
主轴正转，转速2000r/min
N40X18Y0
刀具快速定位（下面#1=0时#4=#2＋#6＝18）
N50Z2
Z轴下降
N60M8
切削液开
N70G1Z0F50
刀具移动到工件表面的平面
N80#2=12
定义变量（锥台上面的半径）
N90#3=20
定义变量（锥台下面的半径）
N100#6=6
定义变量（刀具半径）
N110#9=20
定义变量（圆锥台高）
N120#10=0
定义变量的初值
N130#12=ATAN[#3－#2]/[#9]
定义变量（计算角度）
N140WHILE[#10LE#9]DO1
循环语句，当#10≤#9时在N140～N200之间循环，加工圆锥台
N150#11=#2+#6+#10*TAN[#12]
计算变量
N160G1X#11Y0F200
每层铣削时，X方向的起始位置
N170Z－#10F50
到下一层的定位
N180G2I－#11F200
顺时针加工整圆，分层等高加工圆锥台
N190#10=#10+0.1
更新切削深度（加工精度越高，则增量值应取得越小）
N200END1
循环语句结束
N210G0Z200M9
加工结束后返回到Z200，切削液关
N220G49G90Z0
取消长度补偿，Z轴快速移动到机床坐标Z0处
N230M30
程序结束
%
3.用立铣刀加工上圆下方的宏程序
图1－4上圆下方的宏程序加工
例1－4在图1－4中，上圆的半径为R15（#2）、下方的半边长为20（#3），立铣刀的半径为R8（#4）。
下方以外部分应先切除（即已加工出一个方台），程序略。
用放射切削时，编写的宏程序为：
主程序
%
:
3015
主程序名
N10M6T1
换上1号刀，
立铣刀
N20G54G90G0G43H1Z200
刀具快速移动Z200处（在Z方向调入了刀具长度补偿）
N30M3S2000
主轴正转，转速2000r/min
N40Z2M8
Z轴下降，切削液开
N50M98P43115
调用O3115子程序4次
N60G0Z200M9
加工结束后返回到Z200，切削液关
N70G49G90Z0
取消长度补偿，Z轴快速移动到机床坐标Z0处
N80M30
程序结束
%
子程序
%
:
3115
子程序名
N10G68X0Y0R90
增量绕原点旋转90°
N20G0X16.263Y－16.263
快速定位到起始点（#1＝－45时刀具中心所处的位置）
N30G1Z0F50
下降到Z0平面
N40#1=－45
定义变量的初值（角度初始值）
N50#2=15
定义变量（上面的半径）
N60#3=20
定义变量（下面的半边长）
N70#4=8
定义变量（刀具半径）
N80#9=20
定义变量（锥台高）
N90WHILE[#1LE45]DO1
循环语句，当#1≤45°时在N90～N180之间循环，加工锥台
N100#5=[#2+#4]*COS[#1]
计算变量
N110#6=[#2+#4]*SIN[#1]
计算变量
N120#7=#3+#4
计算变量
N130#8=#3*TAN[#1]
计算变量
N140G1X#5Y#6Z0F300
铣削时，上面的起始位置
N150X#7Y#8Z－#9
铣削时，下面的终止位置
N160G0Z0
快速抬刀
N170#1=#1+1
更新角度（加工精度越高，则角度的增量值应取得越小，这儿取1°）
N180END1
循环语句结束
N190G0Z2
切削结束后快速返回到Z2平面
N200M99
子程序结束并返回到主程序
%
对于上方下圆、方锥台的宏程序编写可参考进行。
4.加工抛物线回转体的宏程序
抛物线回转体在车灯的加工中是非常常用的，其方程及编程点的计算式见表1－7。
表1－7抛物线方程及刀具中心编程点的计算式
图形
方程及特性点
标准方程：
极坐标方程：
顶点
，焦点
，准线
法线
长
曲率半径
（顶点曲率半径
）
用球铣刀加工抛物线回转体：
用立铣刀加工抛物线回转体：
用球铣刀加工抛物线回转凹面：
所选的球铣刀半径应满足
在由抛物线回转体与回转凹面组成的车灯模具中，凸模注出的为车灯的发光面。
注塑件一般有一定的壁厚，此厚度应
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