Ⅰ 数控铣削宏程序
数控铣削加工宏程序的编制与应用
在数控编程中，宏程序编程灵活、高效、快捷。宏程序不仅可以实现象子程序那样，对编制相同加工操作的程序非常有用，还可以完成子程序无法实现的特殊功能，例如，型腔加工宏程序、固定加工循环宏程序、球面加工宏程序、锥面加工宏程序等。
一、FANUC宏程序的理论基础
（一）FANUC宏程序的构成
1）包含变量
2）包含算术或逻辑运算（=）的程序段
3）包含控制语句（例如：GOTO，DO，END）的程序段
4）包含宏程序调用指令（G65，G66，G67或其他G代码，M代码调用宏程序）的程序段
（二）FANUC宏程序的变量
FANUC数控系统变量表示形式为# 后跟1～4位数字，变量有四种：
1、FANUC宏程序的变量Ⅰ
变量号
变量类型
功能
#0
空变量该变量总是空
没有任何值能赋给该变量
2、FANUC宏程序的变量Ⅱ
变量号
变量类型
功能
#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。
3、FANUC宏程序的变量Ⅲ
变量号
变量类型
功能
#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
4、FANUC宏程序的变量Ⅳ
变量号
变量类型
功能
#1000——
系统变量
系统变量用于读和写CNC 运行时各种数据的变化例如刀具的当前位置和补偿值等
（三）刀具补偿存储器C用G10指令进行设定
H代码的几何补偿值
G10L10P R ;
D代码的几何补偿值
G10L12P R ;
H代码的磨损补偿值
G10L11P R ;
D代码的磨损补偿值
G10L13P R ;
P：刀具补偿号
R：绝对值指令（G90）方式时的刀具补偿值。增量值指令（G91）方式时的刀具补偿值为该值与指定的刀具补偿号的值相加。
用G10改变工件坐标系零点偏移值
格式：G10L12PpIP ；
P=0：外部工件零点偏移值
P=1：工件坐标系G54的零点偏移值
P=2：工件坐标系G55的零点偏移值
P=3：工件坐标系G56的零点偏移值
P=4：工件坐标系G57的零点偏移值
P=5：工件坐标系G58的零点偏移值
P=5：工件坐标系G59的零点偏移值
IP： 对于绝对值指令（G90），为每个轴的工件零点偏移值。
对于增量值指令（G91），为每个轴加到设定的工件零点偏移值。
（四）FANUC宏程序运算符Ⅰ
1、FANUC宏程序运算符Ⅰ
功能
格式
备注
定义
#i=#j
加法
#i=#j+#k
减法
#i =#j- #k
乘法
#i =#j*#k
除法
#i=#j/#k
2、FANUC宏程序运算符Ⅱ
功能
格式
备注
正弦
#i=SIN[#j]
角度以度指定，如90º30’表示为90.5度
反正弦
#i=ASIN[#j]
余弦
#i=COS[#j]
反余弦
#i=ACOS[#j]
正切
#i=TAN[#j]
反正切
#i=ATAN[#j]
3、FANUC宏程序运算符Ⅲ
功能
格式
备注
平方根
#i=SQRT[#j]
绝对值
#i=ABS[#j]
舍入
#i=ROUND[#j]
上取整
#i=FIX[#j]
下取整
#i=FUP[#j]
自然对数
#i=LN[#j]
指数函数
#i=EXP[#j]
4、FANUC宏程序运算符Ⅳ
功能
格式
备注
或
#i=#j OR #k
逻辑运算一位一位的按二进制数执行
异或
#i=#j XOR #k
与
#i=#j AND #k
从BCD转为BIN
#i=BIN[#j]
用于与PMC的信号交换
从BIN转为BCD
#i=BCD[#j]
（五）FANUC宏程序的转移和循环
1、FANUC宏程序的转移和循环Ⅰ
无条件转移：GOTOn
（n为顺序号，1——99999）
例：GOTO10为转移到N10程序段
2、FANUC宏程序的转移和循环Ⅱ
条件转移：（IF语句）
IF [条件表达式] GOTOn
当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时，执行下个程序段
3、FANUC宏程序的转移和循环Ⅲ
条件转移：（IF语句）
IF [条件表达式] GOTOn
如果变量#1的值大于10，转移到顺序号N20的程序段。
如果条件不满足 IF [#1 GT 10] GOTO 2
如果条件满足
程 序
程程序序
N20 G00 G90 X100. Y20.
:
4、FANUC宏程序的转移和循环Ⅳ
IF [条件表达式] THEN
当指定的条件表达式满足时，执行预先决定的宏程序语句。
例：IF [#1EQ #2] THEN #3=0；
（六）FANUC宏程序的循环
FANUC宏程序循环Ⅰ
WHILE [条件表达式] Dom；
（m=1，2，3）
条件不满足 条件满足
ENDm
注：循环允许嵌套，最多3层，但不允许交叉；
FANUC宏程序循环Ⅱ
FANUC宏程序循环Ⅲ
（七）FANUC宏程序的条件表达式运算符
运算符
含义
EQ
等于
NE
不等于
GT
大于
GE
大于或等于
LT
小于
LE
小于或等于
（九）FANUC宏程序的调用Ⅰ
FANUC宏程序的调用Ⅰ
非模态调用G65：
格式： G65PpLl<自变量指定>
其中
p：要调用的程序号
L：调用次数（默认为1）
自变量：数据传递到宏程序
FANUC宏程序的调用Ⅱ
模态调用（G66）：
G66PpLl<自变量指定>；
程序点
G67;（取消模态）
其中
p：要调用的程序号
L：调用次数（默认为1）
自变量：数据传递到宏程序
（十）FANUC宏程序的自变量指定
1、FANUC宏程序的自变量指定I
地址
变量
地址
变量
地址
变量
A
#1
I
#4
T
#20
B
#2
J
#5
U
#21
C
#3
K
#6
V
#22
D
#7
M
#13
W
#23
E
#8
Q
#17
X
#24
F
#9
R
#18
Y
#25
H
#11
S
#19
Z
#26
2、FANUC宏程序的调用II
地址
变量
地址
变量
地址
变量
A
#1
K3
#12
J7
#23
B
#2
I4
#13
K7
#24
C
J4
#14
I8
#25
I
#4
K4
#15
J8
#26
J
#5
I5
#16
K8
#27
K
#6
J5
#17
I9
#28
I2
#7
K5
#18
J9
#29
J2
#8
I6
#19
K9
#30
K2
#9
J6
#20
I10
#31
I3
#10
K6
#21
J10
#32
J3
#11
I7
#22
K10
#33
二、FANUC宏程序的应用
（一）宏程序示例（铣圆）
#1=圆心坐标X值
#2=圆心坐标Y值
#3=园孔最终Z值
#4=圆孔直径
#5=刀具直径
#6=[#4+#5]/4 (进刀半径)
#7= #3+50 （进刀高度）
#8= [#1+#4]/2-#6（进刀圆弧起点X值）
#9 = #2 - #6 （进刀圆弧起点Y值）
#10= #1+#4/2 (铣圆起点X值)
#11= -#4/2 (I矢量)
#12= #2+#6(退刀圆弧Y值)
%
O100
M03S1000
G00G90G54G43H01Z100.
X#1Y#2
Z#7
G01Z#3 F100
G41D02X#8Y#9
G03X#10Y#2R#6
G03X#10Y#2I#11J0
G03X#8Y#12R#6
G01G40X#1Y#2
G00Z100.
M30
%
（二）宏程序示例（铣半圆球）
自上而下等角度水平圆弧环绕球面精加工
#1=（A）球面的圆弧半径
#2=（B）球头铣刀刀具半径
#3=（C）球面的起始角度
#4= （I）球面的终止角度，#4≤90°
#17=（Q）Z坐标每次递减量
#24=（X）球心坐标X值
#25=（Y）球心坐标Y值
#26=（Z）球心坐标Z值
%
O200
M03S1000
G00G90G541Z100.
G00X0Y0
G65P1912X Y Z A B C I Q
M30
%
O1912 (宏程序)
G52X#24Y#25Z#26
G00X0Y0Z[#1+30]
#12=#1+#2
WHILE [#3LT#4]DO1
#5 = #12*COS[#3]
#6 = #12*SIN[#3]
X[#5+#2] Y#2
G03X#5Y0R#2F1000
G02 I-#5
G03X[#5+#2]Y-#2R#2
G00Z[#7+1]
Y#2
#3 = #3 + #17
END 1
GOO Z[#1+30]
G52 X0 Y0 Z0
M99
%
注释说明
（主程序）
调用宏程序O1912
(空格处为变量赋值)
在球心处建立局部坐标
球心与刀心连线距离
如果#3＜#4，循环1继续
任意角度刀心X坐标值
任意角度刀心Y坐标值
G00定位于下刀点
圆弧进刀
沿球面切削
圆弧退刀
提刀1
移到进刀点
角度#3每次递增#17
循环1结束
提刀
恢复G54坐标
宏程序结束返回
（三） 宏程序示例Ⅰ
采用Φ20R4铣刀加工SR30的球，已知球心坐标为（X0Y0Z-5.）
宏程序示例Ⅱ
1、分析：铣球程序一般采用自动编程来实现，但是，利用宏程序强大的功能同样也可以实现，而且程序更加简洁。
2、编程思路：
铣球可以认为是多个铣圆的组合。
3、排刀分布：
有两种方案，一是按Z向分布，二是按圆心角分布。从保证表面质量来看，最佳方案为按圆心角分布。
圆弧起点计算，从X正向开始起刀。
刀具根部R4的圆心在XZ平面的运动轨迹为与R30等距的圆R34（见图示中红色轨迹），刀尖点上4mm处的轨迹（即褐色轨迹）为红色轨迹沿X正向平移6毫米，刀尖点坐标为褐色轨迹沿Z轴向下平移4mm（即绿色轨迹）。
起始角度=ARCSIN（（5+4）/34）=15.349º
起始位置X值=34*COS（15.349）+6=38.787
起始位置Z值=0 （通用表达式=34*sin（15.349）-5-4）
4、变量定义：
#1为圆心角，范围由（15.349，90）
#2为刀尖中心X值，#2=34*COS[#1]+6
#3为刀尖中心Z值，#3=34*SIN[#1]-5-4
%
O300
M03S3000；
G00G90G54Z100.；
#1=15.349
X50.Y0；
Z10.；
WHILE[#1 LE 90] DO1；
#2=34*COS[#1]+6；
#3=34*SIN[#1]-5-4;
G01Z#3F900;
X#2;
G02X#2Y0I-#2J0;
#1=#1+1;
END1;
G00Z100.;
M30;
%
（四）宏程序示例II
用Φ20R10铣刀加工轮廓处R5圆角
下面为铣外形的一段程序，采用刀具半径补偿
G00X2.5Y26.664
G01G41D01X-8.991Y2.023
G03X2.5Y-3.336I11.491J9.641
X32.969Y-.208I0.J150.
G02X44.955Y-10.952I2.031J-9.792
G03Y-49.048I199.09J-19.048
G02X33.452Y-59.88I-9.955J-.952
G03X-28.452I-30.952J-197.59
G02X-39.922Y-48.75I-1.548J9.88
G03Y-11.25I-148.823J18.75
G02X-27.969Y-.208I9.922J1.25
G03X2.5Y-3.336I30.469J146.872
X13.991Y2.023I0.J15.
G40G01X2.5Y26.664
编程思路：
利用G10指令修改刀具半径偏置值来实现倒圆角。
G10格式为G10L12P1R ，其中，P1表示修改D01，R后为刀具半径偏置值。
设定倒角的圆心角为变量#1，取值范围为0-90º
设定#2为刀具半径偏置值，取值=COS[#1]*15-5
设定#3为Z值，取值=SIN[#1]*[5+10]-5-10
%
O400
M03S3000
G00G90G54Z100.
#1=0
X2.5Y26.64
Z5.
WHILE [#1 LE 90] DO1
#2= COS[#1]*15-5
#3= SIN[#1]
*[5+10]-5-10
G10L12P1R#2
G01Z#3F900
G00X2.5Y26.664
G01G41D01X-8.991Y2.023
G03X2.5Y-3.336I11.491J9.641
X32.969Y-.208I0.J150.
G02X44.955Y-10.952I2.031
J-9.792
G03Y-49.048I199.09J-19.048
G02X33.452Y-59.88I-9.955J-.952
G03X-28.452I-30.952J-197.59
G02X-39.922Y-48.75I-1.548J9.88
G03Y-11.25I-148.823J18.75
G02X-27.969Y-.208I9.922J1.25
G03X2.5Y-3.336I30.469J146.87
X13.991Y2.023I0.J15.
G40G01X2.5Y26.664
#1=#1+5
END1
G00Z100.
M30
%
三、小结
随着现代制造技术的发展和数控机床的日益普及，数控加工得到广泛应用。对于加工形状简单的零件，计算比较简单，程序不多，采用手工编程较容易完成。因此，在点定位加工及由直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛应用。但对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面的零件，用一般的手工编程就有一定的困难，且出错机率大，有的甚至无法编出程序。在CAD/CAM软件普遍应用的今天，手工编程的应用空间日趋缩小。但手工编程是自动编程的基础。宏程序的运用，其最大的特点就是将有规律的形状或尺寸用最短的程序段表示出来，具有极好的易读性和易修改性。
Ⅱ 关于华兴数控编程螺纹指令
I值退刀量，无需计算。只需大于R值就可以了。否则螺纹刀退刀回起点时会划伤螺纹的牙尖。车内螺纹时还需考虑是否会撞对边（有个建议：当车削内螺纹时可采取定点退刀的办法，格式为：G86 G87 Z-.. K... R.. L.. 取消I为内螺纹定点退刀方式）
R值为牙高。但理论数据与现实操作有一定区别。比如刀具起点位置以及螺纹刀的刀尖刃磨等等，都会直接影响R值。采取的办法是：先取理论数据编程；根据事实情况做R值的修改。理论数据需参考切削手册等