数控车削编程和加工

2.变量引用与赋值
(1)变量引用精确位数 变量被引用时，其值根据地址的最小设 定单位自动舍入。 (2)变量引用值变号 若要改变变量引用值符号，应该把负号 “-”放在“#”前面，如“G00 X-#3；”。
3.变量类型及取值范围
表14-2 FANUC 0i数控系统变量类型
4.变量运算
(1)宏程序运算指令 宏程序的运算包括算术运算、函数运算、 数据处理运算、逻辑运算以及代码转换运算等，见表14-3。 (2)宏程序运算指令说明
(2)模态调用指令G66
图14-7 模态指令G66的调用
8.常用非圆曲线标准方程
(1)椭圆标准方程 (2)双曲线标准方程 (3)抛物线标准方程
8.常用非圆曲线标准方程
图14-8 椭圆标准方程图例
(3)抛物线标准方程
图14-9 双曲线标准方程图例
(3)抛物线标准方程
图14-10 抛物线标准方程图例
6.宏程序控制语句
(1)宏程序条件表达式 在应用宏程序语句时，有时需要进行条 件判断，宏程序常用的条件运算符见表14-4。 (2)无条件转移语句(GOTO语句) 该语句转移到标有顺序号n的 程序段。 (3)条件转移语句(IF语句) (4)循环语句(WHILE语句) 用WHILE引导的循环语句，在其后 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。 (5)编程举例 按要求编写下面程序。
3.非圆曲线轮廓拟合数学处理方法
(1)常见数学处理方法 非圆曲线的节点计算过程一般比较复杂。 (2)等步距法 等步距法是指在一个坐标轴方向上，将拟合总增 量(直角坐标系中指某方向尺寸总量，极坐标系中指转角或径向 坐标的总增量)等分后，对设定节点进行坐标值计算，如图14-2 所示。
(1)常见数学处理方法
三、宏程序编程适用范围
1)宏程序编程适用于手工编制抛物线、椭圆、双曲线等没有插 补指令的数控加工程序。 2)宏程序编程适用于编制工艺路线相同、但位置参数不同的系 列零件的加工程序。 3)宏程序编程适用于编制形状相似、但尺寸不同的系列零件的 加工程序。 4)宏程序编程能扩大数控车床的编程范围，简化零件加工程序。
4.双曲线轮廓宏程序编制
图14-15 宏程序编程实例4——双曲线轮廓编程
3)双曲线轮廓编程自变量定义见表14-8。
表14-8 双曲线轮廓编程自变量定义
8)双曲线轮廓宏程序编制流程如图14-16所示。
图14-16 双曲线轮廓宏程序编制流程
5.抛物线轮廓宏程序编制
1)对于含有双曲线轮廓的工件，也是采用直线段拟合法。 2)抛物线开口方向不同，抛物线方程也不同(见表14-9)。 3)抛物线轮廓编程自变量定义见表14-10。 4)抛物线上点Z坐标的变量表达式为#26=［#24*#24］/［-2*p］。 5)零件加工工艺路线分析：应用G71外圆粗车循环指令对毛坯 进行粗加工，直径方向留0.5mm精加工余量→对抛物线轮廓应 用变量及G90指令进行粗加工→对抛物线轮廓应用直线段拟合 法及G01指令进行精加工。 6)工件坐标系建立如图14-17所示，程序编写如下： 7)抛物线轮廓宏程序编制流程如图14-18所示。
图14-1 零件非圆曲线轮廓图例
2.非圆曲线轮廓拟合类型
(1)采用直线段拟合非圆曲线 这种拟合方法数学处理一般较简 单，但计算的坐标数据较多，且各直线段间连接处存在尖角。 (2)采用圆弧段拟合非圆曲线 这种拟合方法可以大大减少程序 段的数量，其数值计算分为两种情况，一种为相邻两圆弧段间 彼此相交；另一种则采用彼此相切的圆弧段来逼近非圆曲线。
5.宏程序语句定义及特点
(1)宏程序语句 (2)宏程序语句特点
(1)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G65、G66、G67或其他G代码、M代 码调用宏程序)的程序段。
(2)宏程序语句特点
1)宏程序即使置于单程序段运行方式中，机床也不停止。 2)在刀具半径补偿方式中，宏程序语句段不作为不移动程序段 处理。
3.椭圆轮廓宏程序编制
图14-13 宏程序编程实例3——椭圆轮廓编程
3)椭圆轮廓编程自变量定义见表14-7。
表14-7 椭圆轮廓编程自变量定义表
7)椭圆轮廓宏程序编制流程如图14-14所示。
图14-14 椭圆轮廓宏程序编制流程
4.双曲线轮廓宏程序编制
1)对于含有双曲线轮廓的工件，一般采用直线段拟合法。 2)双曲线的标准方程为-=1，如果将Z作为自变量，则得关于Z的 方程为： 3)双曲线轮廓编程自变量定义见表14-8。 4)双曲线上点X坐标的变量表达式为#21=#1﹡SQRT［1+［#19 ﹡#19］/［#2﹡#2］］。 5)应用局部坐标系设定指令“G52 XZ；”建立以双曲线对称中 心(X0,Z0)为原点的局部坐标系，用“G52 X0 Z0；”取消局部 坐标系。
四、用户宏程序编程基础
1.变量形式 2.变量引用与赋值 3.变量类型及取值范围 4.变量运算 5.宏程序语句定义及特点 6.宏程序控制语句 7.宏程序调用 8.常用非圆曲线标准方程
1.变量形式
变量由变量符号和变量序号组成，不同数控系统的变量符号是不同 的。FANUC 0i数控系统的变量符号均用“#”表示，如：i（i=1，2， 3，…）；变量还可以用表达式来表示，此时表达式必须封闭在括号 内，如：#［#1+#2-12
2.宏程序指令
3.宏程序与普通程序相比较
普通程序的程序字为常量，一个程序只能描述一个几何形状，缺乏 灵活性和适用性；用户宏程序由于允许使用变量、算术和逻辑运算 及条件转移等，使用户能编制各种复杂零件（如含非圆曲线轮廓的 零件）的加工程序，同时对于不同零件或同一零件的不同部分但具 有相似形状的轮廓也可以通过宏程序来编程。
数控车削编程与加工
主编
一、非圆曲线轮廓加工特点 二、用户宏程序初识 三、宏程序编程适用范围 四、用户宏程序编程基础 五、宏程序编程应用实例 一、FANUC 0i Mate TC数控车床MDI键盘认识与操作 二、FANUC 0i Mate TC数控车床操作面板认识与操作 三、数控车床的开机操作 一、数控车床手动返回参考点操作 二、数控车床手动连续进给(JOG)操作
(1)宏程序条件表达式 在应用宏程序语句时，有时需要进行条 件判断，宏程序常用的条件运算符见表14-4。
表14-4 宏程序条件运算符
(2)无条件转移语句(GOTO语句)
该语句转移到标有顺序号n的程序段。当指定从1到99999以外的顺序 号时，出现P／S报警，可用表达式指定顺序号。
(3)条件转移语句(IF语句)
五、宏程序编程应用实例
1.轮廓粗、精加工宏程序编制 2.相同轮廓宏程序编制 3.椭廓宏程序编制
1.轮廓粗、精加工宏程序编制
图14-11 宏程序编程实例1 ——形状相近轮廓编程
2.相同轮廓宏程序编制
图14-12 宏程序编程实例2——形状相同轮廓编程
非圆曲线的节点计算过程一般比较复杂。目前生产中采用的数学处 理方法也较多。采用直线段拟合时常见的处理方法有等步距法、等 误差法、等程序段法等；采用圆弧段拟合时常见的处理方法有曲率 圆法、三点圆法、相切圆法等。其中等步距法直线段拟合非圆曲线
(2)等步距法 等步距法是指在一个坐标轴方向上，将拟合总增 量(直角坐标系中指某方向尺寸总量，极坐标系中指转角或径向 坐标的总增量)等分后，对设定节点进行坐标值计算，如图14-2
之间的程序，否则转到END后的程序段。
图14-6 循环语句的嵌套
7.宏程序调用
(1)非模态调用指令G65 (2)模态调用指令G66
(1)非模态调用指令G65
1)地址P指定用户宏程序的程序号，地址L指定从1到9999的重复次数。 2)G65调用用户宏程序时，自变量地址指定的数据能传递到用户宏程 序体中，被赋值到相应的局部变量。 1)地址G、L、N、O、P不能在自变量中使用。 2)不需要指定的地址可以省略，对应于省略地址的局部变量为空。 3)地址不需要按照字母顺序指定，但应符合字母地址的格式。 1)自变量指定Ⅱ类型使用A、B、C各1次，I、J、K各10次。 2)自变量指定Ⅱ用于传递诸如三维坐标值。 1)任何自变量前必须指定指令G65。 2)两种自变量指定方式可以混合使用，CNC内部自动识别自变量Ⅰ类 型和自变量Ⅱ类型。
(4)循环语句(WHILE语句) 用WHILE引导的循环语句，在其后 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。
图14-5 循环语句(WHILE DO)格式
(4)循环语句(WHILE语句) 用WHILE引导的循环语句，在其后 指定一个条件表达式，当指定条件满足时，执行从DO到END
1)表达式1格式为“IF［<条件表达式>］GOTO n；”。 2)表达式2格式为“IF［<条件表达式>］THEN；”。
1)表达式1格式为“IF［<条件表达式>］GOTO n；”。
图14-3 条件转移语句(IF GOTO)格式1
2)表达式2格式为“IF［<条件表达式>］THEN；”。
图14-4 条件转移语句(IF THEN)格式2
2)G65调用用户宏程序时，自变量地址指定的数据能传递到用 户宏程序体中，被赋值到相应的局部变量。
表14-5 自变量指定Ⅰ的类型
3)地址不需要按照字母顺序指定，但应符合字母地址的格式。
表14-6 自变量指定Ⅱ的类型
(2)模态调用指令G66
1)在G66程序段中，不能调用多个宏程序。 2)G66必须在自变量之前指定。 3)在只有诸如辅助功能但无移动指令的程序段中不能调用宏程 序。 4)局部变量(自变量)只能在G66程序段中指定。
所示。
图14-2 非圆曲线轮廓等步距拟合 a)长度等步距拟合 b)角度等步距拟合