FANUC用户宏程序(椭圆篇)
宏程序椭圆教程
宏程序椭圆教程椭圆是一个在数学中具有重要意义的几何形状，它在计算机图形学和CAD领域中也有广泛的应用。
通过使用宏程序椭圆，我们可以方便地绘制椭圆并进行一系列的操作。
本教程将详细介绍宏程序椭圆的使用方法，帮助读者快速掌握绘制和编辑椭圆的技巧。
一、椭圆的定义和特点椭圆是一个平面上到两个定点的距离之和等于常数的点的集合。
它具有以下几个重要的特点：1. 它的形状是对称的，可以是瘦长的或是近似于圆形的。
2. 椭圆上的所有点到两个焦点的距离之和等于常数（长轴的长度）。
3. 椭圆的形状可以由两个参数来确定，分别是长轴和短轴的长度。
二、宏程序椭圆的绘制步骤使用宏程序椭圆可以轻松地绘制椭圆，以下是绘制椭圆的步骤：1. 选择绘制椭圆的工具。
在绘图软件中，一般会提供绘制椭圆的工具，可以在工具栏中找到。
2. 确定椭圆的中心点。
根据需要，鼠标左键点击确定椭圆的中心点，或者直接输入椭圆的中心坐标。
3. 确定椭圆的长轴和短轴。
根据需要，鼠标左键点击并拖动确定椭圆的长轴和短轴，或者直接输入椭圆的长轴和短轴的长度。
4. 绘制椭圆。
通过点击鼠标左键确认绘制椭圆的位置和大小，绘制完成后，椭圆将显示在绘图区域中。
三、宏程序椭圆的编辑操作在绘制椭圆后，可以对椭圆进行进一步的编辑和操作，包括：1. 移动椭圆：通过选择椭圆并拖动鼠标，可以改变椭圆的位置。
2. 缩放椭圆：通过选择椭圆并按住鼠标右键拖动，可以改变椭圆的大小。
3. 旋转椭圆：通过选择椭圆并按住鼠标右键拖动，可以旋转椭圆的角度。
4. 修改椭圆的属性：可以修改椭圆的线条颜色、填充颜色、线条宽度等属性。
四、应用实例：椭圆的绘制与操作以下是一个示例，展示了如何使用宏程序椭圆绘制和操作椭圆：1. 打开绘图软件，并选择绘制椭圆的工具。
2. 点击鼠标左键确定椭圆的中心点，再点击并拖动确定椭圆的长轴和短轴。
3. 绘制椭圆后，可以通过选择椭圆并拖动鼠标来移动椭圆的位置。
4. 选择椭圆并按住鼠标右键拖动，可以缩放椭圆的大小。
FANUC数控系统用户宏程序应用——椭圆凸台数控铣削加工
这些在手工编程时可以很好应用 。
三、 圆凸台宏程序编程应用 椭
如图 １ 所示为椭圆凸台。加工椭 圆凸台， ＃０ １４：刀尖在工件坐标系 中 ｘ坐标 值变 具有变量运算 、 判断 和条件转移等功能 ， 因此 不仅 加工椭 圆需要变量编程 ，凸台方向也需 量； 可以编制出更简单 、 通用性更强的程序。 要变量编程 。如 图 ２所 示 ， 加工椭 圆时 ， 以角 ＃ ０ ：刀尖在工件坐标系中 Ｙ坐标值变 １５ 编写宏程序 时，可 根据工件加工要求先 度 ｎ 为 自变 量 ， 则在 ｘ 面内 ， 圆上 各点 ｙ平 椭 量。 用宏 指令列 出加Ｔ点 坐标值 的计 算过程 ， 计 坐标分别是 （８ｏ？ｓ ？ ， １ｃｓ， ｎ ）坐标值 随角度的变 ｉ 加工程序 如下 ： 算过程 中的数据可 以用 变量暂代 ，在加工时 化而变化。对于椭 圆的锥度加工 ， Ｚ 当 向每抬 根据工件 的具体尺寸要求 ，由加工主程序输 高 ｄ时 ，长 轴 及 短 轴 的 半 径 将 减 小 ｄ×
漏洞 。笔者知识粗浅 ， 只能举 出以上应用 ， 其 中或错或对恳请大家批评指正。
蕾Ｉ Ｉ ｌ
表２
如完成记数 ６ ０次后 才 向下 执行 ，编程
为：
Ｎ１ ＃１ １ ０ ＝；
设定 ＃１ 初始值
图 ２ 宏程 序 变 照运算
Ｎ ０ ＃１ ＃ ＋ ； ２ ： １１ ＃１ 值累加 图 １ 宏 程 序 编 程 实 例 Ｎ ０ Ｆ ＃１Ｌ ０ Ｇ Ｔ ０； 判 别次 图 ２宏程序变量运算 ３ Ｉ【 Ｅ６ ］ Ｏ Ｏ １ 数， 转移执行顺序 编程时 ， 用以下变量进行运算。 使
关键 词 ： 户宏 程 序 变量 编 程 曲 面 用
一
、
宏程序编程概念
Ｎ４ ０ ・ ・ Ｎ５ ・ ０
数控车床加工椭圆的方法
数控车床加工椭圆的方法摘要本文讲述在数控车床上利用椭圆直角坐标和极坐标方程，通过对宏程序进行编程来加工椭圆，同时总结了针对不同尺寸规格椭圆的编程方法。
关键词数控车床；加工椭圆；方法1概述二维轮廓的椭圆形零件在日常生活中使用得非常多，尤其是在机械制造业中更是应用广泛，但是，该零件加工起来的难度是非常大的。
椭圆形零件的加工方法有很多种，比较常见的有以下几种：在普通车床上进行近似加工[1]；根据椭圆的形成原理，设计专用的加工装置进行加工[2]；在数控车床上利用“虚拟轴”原理实现椭圆曲线的数控加工[3]；利用圆弧逼近法[4]、直线逼近法加工等。
本文仅讨论利用直线逼近法（宏程序）加工椭圆。
2直线逼近法现今，计算机和自动化技术发展迅速，数控车床相关技术也随之不断进步，给椭圆形截面零件的加工创造了很好的条件。
从目前的技术来说，各种数控车床进行椭圆加工的插补原理基本相同，不同的是实现插补运算的方法。
圆弧插补与直线插补是两种常用的实现插补运算的方法，但是目前还没有椭圆插补。
因为受到各方面的限制，尤其在设备和条件方面，通常我们无法手工来编制程序，必须借助于电脑来实现。
一般来说，通过拟合运算及直线逼近法编写宏程序来加工椭圆。
宏程序指令适用于抛物线、双曲线、椭圆等没有插补指令的非圆曲线编程；还适用于图形相同，只是尺寸不同的一系列零件编程，同样还适用于工艺路线一样，只是位置数据不同的系列零件的编程。
相比于其他编程方法，宏程序实现椭圆形截面零件的加工的优点在于，其能有效的简化程序，提高程序的运行速度，并且能扩展数控机床的使用范围。
3用户宏程序法数控车床通过程序来实现某项功能，将编写的程序存储在数控车床中，并将这些实现某项功能的程序用某个简单命令代表，利用数控车床进行加工时，只需要写入代表命令就可以执行相应的功能，极大的减少了操作流程，提高了工作效率。
其中，把存入数控机床的一组程序称作用户宏程序主体，简称为宏程序；把代表命令称作用户宏程序命令，简称为宏命令。
FANUC系统宏程序铣削椭圆方法研究
工业设计2020年第21期0引言椭圆轮廓的加工，是宏程序在实际加工应用中一个很典型的例子，在各类数控技能鉴定和数控技能大赛中也会经常出现。
因目前大多数的数控系统只提供直线插补、圆弧插补和螺旋插补三种插补类型。
更高档的数控系统（如FANUC16i）也仅提供双曲线、正弦曲线和样条曲线插补功能，一般都没有椭圆插补的功能。
这时就需要采用宏程序语句套用椭圆参数方程来实现椭圆轮廓的加工。
本文归纳总结了Fanuc0i系统编制椭圆轮廓宏程序几种编程思路和方法。
1椭圆轮廓宏程序编程方法加工如图1所示椭圆工件，将工件坐标系建立在工件上表面中心处，采用刀具直径为φ10mm立铣刀。
利用椭圆参数方程配合条件转移语句来编制宏程序，目前常用的几种编程方法如下：图1 椭圆工件1.1不加刀补型关于椭圆轮廓宏程序编制，人们往往有一种错误的认识，以为只要刀具中心轨迹走出的形状是椭圆，那加工出的轮廓就是椭圆，许多常见的椭圆轮廓宏程序就是在这个错误认识基础上编写的，既在整个椭圆的加工过程中不采用刀具半径补偿G41(G42)，而是直接利用椭圆的长、短半轴值减去刀具的半径值来进行编程。
程序如下：O0001；（程序名）……#1=0；（椭圆起始角度）WHILE [#1LE360] DO1；（当#1小于等于360°时执行循环1）G1 X[35*COS[#1]] Y-[25*SIN[#1]] F1000；（椭圆插补）#1=#1+1；（#1角度每次递增1°）END1；（循环1结束）……M30；（程序结束）需要说明的是这种编程方法看上去非常简单易懂，而且也不会因为刀具补偿的错误应用而引起椭圆轮廓的过切。
很多编程人员也早已习惯了这种编程方法，但是这样加工出来的形状绝对不是真正意义上的椭圆，而是与椭圆轮廓等距一个刀具半径的等距曲线，如图2所示。
如果要加工一个真正意义上的椭圆是不能采用这种方法的，需要采用后两种方法。
数字1代表基准椭圆a=30mm，b=20mm；数字2代表铣刀直径；数字3代表大椭圆a=35mm，b=25mm；数字4代表正确的刀具中心运行轨迹；图2椭圆轮廓轨迹加工示意图1.2刀补加在循环外型如果第一种方法不可行，必须加上刀具半径补偿才能编制出正确的椭圆程序，那么按照常规的编程思路会将刀具半径补偿加在循环外面来进行编程，程序如下：O0002；（程序名）……G1 G41 X30 Y0 D1 F1000；（加入刀具半径补偿）#1=0；（椭圆起始角度）WHILE [#1LE360] DO1；（当#1小于等于360°时执行循环1）G1 X[30*COS[#1]] Y-[20*SIN[#1]]；（椭圆插补）#1=#1+1；（#1角度每次递增1°）END1；（循环1结束）FANUC系统宏程序铣削椭圆方法研究陈行行（中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 四川 绵阳 621999）摘 要：对于椭圆轮廓的加工，数控系统中是没有能够直接实现椭圆插补的G代码指令，这时就需要采用宏程序语句套用椭圆参数方程来实现椭圆轮廓的加工。
法兰克系统椭圆球面宏程序
法兰克系统椭圆球面宏程序Summary: This text synopsis introduced the set up of concept, the plait distance priniple and mathematics pattern of the great procedure a method. Also take processing oval sphere as solid instance, introduced draw up of great procedure process in detail. Finally give adoption Siemens 802 D the system draw up of procedure and procedure annotationof the process of oval sphere.Key words：Great procedure；Oval sphere；The parameter square distance；Great variable；R parameter）一、导言对于具有曲面或复杂轮廓的零件，特别是包含三维曲面的零件，采用一般手工编程困难很大，且容易出现错误，有的甚至无法编制程序。
而采用宏程序，就能很好的解决这一问题。
二、宏程序宏程序就是使用了宏变量的程序。
在一般的程序编制中，程序字中地址字符后为一常量，一个程序只能描述一个几何形状，所以缺乏灵活性和适用性。
宏程序中的地址字符后则为一变量（也称宏变量），可以根据需要通过赋值语句加以改变，使程序具用通用性。
配合循环语句、分支语句和子程序调用语句，可以编制各种复杂零件的加工程序。
三、宏程序的编制编制宏程序时必须建立被加工零件的数学模型。
也就是通过数学处理找出能够描述加工零件的数学公式。
数学处理一般有以下两个环节：一是选择插补方式；二是求出插补节点的坐标计算通式。
基于FANUC数控系统车削椭圆类零件宏程序编程探析
械设计与研究,2009, 25(5):114-116.
J [ 1 1 ] 贺敏超，陆尚平,梁小流，等.新型活动扳手的设计与应用[ ].
[参考文献]
[ 1 ] 罗 太 最 ^ 4 . 安 全 域 扳 手 设 计 与 应 « >1].机床与液压?2012,40
工具技术,2014, 48(2):57-60.
而需要通过一定的数学处理，采用宏程序 来 实 现 ，这就要
求专业技术人员具有良好的编程能力。
鉴 于 此 ，作 者 结 合 多 年 的 工 作 实 践 ，选 用 F A N U C -0i
数 控 系 统 探 析 宏 程 序 编 程 车 削 椭 圆 类 零 件 ，供 同 行 参 考 。 1 数学建模
椭 圆 是 与 定 点 ^(-仏 0 )、& ( ( ：，0 )的 距 离 之 和 等 于 ^
⑷ (5)
由式(4)、式 (5)可 得 ：
cost=Z/a ;
(6 )
ta m =(o J )/(6 Z )。
（7)
再由由式(6 )、式 (7)可 得 ：
t=arccos(Z/a) ;
(8)
t=arctan[ (aX)/(bZ) ] 〇
(9)
2 编程方法
工 件 零 点在椭圆中心，加工右半外凸椭圆曲线零件，
J [ 8 ] 朱昌 盛 ，毕晓 毅 ，张凯.车 床 卡 盘 安 全 保 护 系 统 的 设 计 [ ].机
械 设 计 与 制 造 ，2007(8):6-7.
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代 教 育 装 备 , 2 0 0 9 ( 1 1):56-57.
J [ 1 0 ] 孙有亮,颜景润，张兰梯.实习用车床的安全装置设计[ ].机
基于FanucOi系统的椭圆类轮廓零件宏程序应用研究肖忠跃
统加工中难以加工的非圆弧曲线轮廓，诸如椭圆弧、渐开线、抛物线或双曲线等轮廓零件的加工， 若采用宏程序编制，其加工程序不但简练，而且加工出来的零件精度也高。
关键词： 数控铣削加工； 宏程序； Fanuc 系统； 椭圆弧 中图分类号： TP391.7 文献标志码： B 文章编号： 1003 － 0794（2013）01 － 0145 － 02
的宏程序如下： %
题 (20114BAB206018); 江西省科技支撑计划项目(20112BBE50002); 江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ11527); 江西省青年科学家(井 冈之星)培养对象计划( 赣科发计字[2010]209 号)
O1000; G54G90G00G40G49G80;
145
Application Research on Macro Program of Elliptical Arc Based on
Fanuc 0i System
XIAO Zhong-yue, LIU Zhao-hui, XIE Shi-kun （School of Mechanical and Electrical Engineering, Jinggangshan University, Ji’an 343009, China）
Key words： NC milling; macro program; Fanuc system; elliptical arc
0 前言 Fanuc 0i 系统用户宏程序是 Fanuc 数控系统的
特殊编程功能，且具有计算、赋值、选择、跳转及循 环等功能，其最大特点是用户在宏程序本体可以使 用变量进行编程。 其变量类型见文献[1]。
关键词： 液压支架； 缸体焊接； 疲劳失效； 结构 中图分类号： TD355 文献标志码： B 文章编号： 1003 － 0794（2013）01 － 0146 － 02
解析FANUC系统简单椭圆和复杂椭圆宏程序的编程
解析FANUC系统简单椭圆和复杂椭圆宏程序的编程作者：吴艳来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2016年第03期摘要：针对技工院校的学生，学生水平参差不齐，对于复杂的宏程序编程总是不能很好的掌握。
椭圆是数控车加工中相对较难却又比较典型的非圆曲线，尤其椭圆对于目前高级工和技师等级考试也是必不可少的考点要素。
如何让每一个学生都能理解并掌握好椭圆程序，这就要求任课老师能以最简单最直白的方法使学生看懂听懂。
关键词：椭圆圆心点；编程原点；椭圆起刀点；椭圆结束点1椭圆的方程1.1 椭圆方程的由来图一：数学方程： +=1 椭圆方程：+=1图二：数学方程： +=1 椭圆方程： +=1数学当中椭圆的方程，采用的是X、Y坐标系，而在数控车床中采用的是X、Z坐标系，所以椭圆方程应做出相应的调整，如图所示，同时从对比图一和图二，我们知道长半轴a和短半轴b是和坐标系相对应的：a→Z 、b→X ，是不以椭圆形状而变化的。
1.2 椭圆方程的计算假设椭圆方程+=1中，已知Z值，求解X？+=1=1-x=b（1-）x=bX=b*SQRT[1-Z*Z/a2]2 椭圆的编程椭圆的编程始终是围绕着椭圆圆心的偏移来进行编程的，再以四个点的不同距离来进行计算，下面让我们通过两个例题来对四个点进行认知。
为了使椭圆编程更加简易化，让学生更能容易的去掌握，把椭圆编程分成“五步骤”：第一步：#1= （已知Z轴的距离=椭圆起刀点到椭圆心的距离）第二步：N15 #2=b*SQRT[1-Z*Z/a2] （把a、b值带入X轴的方程式求解）第三步：G01 X[ ] Z[ ] （用直线插补指令逼近椭圆）[X[ #2 ]＼&Z[ #1 ]＼&①半径变直径②椭圆圆心是否偏移轴线③象限判别椭圆方向＼&从编程原点偏移到椭圆圆心的距离＼&]①半径变直径：#2*2②椭圆圆心是否偏移轴线如果椭圆圆心在工件轴线上，没有偏移，如图图一，则加零：#2*2+0（零可省略不写）如果椭圆圆心从工件轴线上偏移至某尺寸，如图二，则须加上此尺寸值：#2*2+A（图一）（图二）③象限判别椭圆方向所有的编程都是以后置刀架进行编程的，所以我们看图编程时应该看图纸轴线的上半部分。
利用FANUC宏程序加工矩形阵列椭圆孔
ＷＨＩＬＥ ［＃７ＬＥ４６０．］ＤＯ３ （如果角 度 ≤４６Ｏ。则执 行循 环 ３）
＃２１＝＃１９＋＃ｌ ＣＯＳ ［＃７］ （椭圆上任意点的 坐标） ＃２２：＃２０＋＃２ ＳＩＮ ［们 ］（椭圆上任意点的 坐标 ）
ＧＯｌＸ ＃２１Ｙ｝Ｉ２２Ｆ＃９
们 ＝＃７＋｝｝８ （以 给 定 的递 增 角度 走 完 椭 圆 ） ＥＮＤ３ （循 环 ３结 束 ） ＧＯＯＧ４０Ｘ＃１９Ｙ＃２０（取消刀具半径偏置 ） ＧＯＯＺＩＯ （退 至 安 全高 度 ）
加工角度初始值 ：＃７＝ （Ｄ）
加工角度 自增量 ：群８＝ （Ｅ）
加 工 时进 给 速 度 ：＃９＝ （Ｆ）
椭圆轨迹 坐标 ：＃ ２４＝ （ｘ）
椭圆轨迹 ｙ坐标 ：＃２５＝ （Ｙ）
椭圆坐标计算 ：如 图 １所示 ，椭 圆上任一
／／， — ＼
点的 坐 标： ＝ＡｃｏｓＤ，
Ｙ＝ＢｓｉｎＤ，所 以 椭 圆 的
用 ＣＡＤ／ＣＡＭ 自动编程则生成的文件 太大 ，无法完全输
＃２ ５＝ ＃２｛ＳＩＮ ［们 ］
入到机床 内，只能进行在线加工 ；而编 出的宏程序则非
Ｇ０１Ｘ＃２ ４Ｙ＃２５Ｆ＃９
常短小。现写下加工程序 ，以便 和大家分享。
＃７ ＝ ＃７ ＋嘏
任何复杂 的宏程序都是 把若 干个简单 的程 序段有机
栏目主持 卢燕明
』Ｉ‰ ｒ０ｎ Ｊ机电一体化 ■■●■●●■●■■■■■■■＿＿＿＿＿＿－
利 用 ＦＡＮＵＣ宏 程 序 加 工 矩 形 阵 列 椭 圆 孔
大连冷冻机股份有限公司 （辽宁 １１６０３３） 何 涛
我公司有一类产 品需在钢板 上加工矩 阵椭 圆孔 ，如
＃２４＝ ＃１￥ＣＯＳ ｌ＃７］
fanuc系统中的宏指令应用(椭圆)
G1X#101Y#102;
IF[#100LE1.0]GOTO10;
G1Y10.0;
G40X0Y0;
G0Z10.0;
G30G91Z0;
M30;
这个是错误的!应用G42补偿半径刀沿所走的并不是椭圆轮廓,正确的做法应该是求出椭圆的等距线方程,然后用刀心走等距线方程才可以的.!
楼主程序中，G42下面两句均为Z轴移动，没有补偿平面G17内X、Y轴的移动，恐怕不行。
加工一长短短轴半径分别为50和30的椭圆：
S1000M3T18M06;
G54G0G42G90X50.0Y-10.0D1;
G43Z10.0H2;
G1Z-10.0F200;
Y0;
#100=0;
N10#100=#100+0.001;
#101=50*COS[#100*360];
#102=30*SIN[#100*360];
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fanuc系统中的宏指令应用（椭圆）
fanuc系统中的宏指令应用（椭圆）
数控车床利用宏程序编制椭圆曲线技巧
数控车床利用宏程序编制椭圆曲线技巧摘要：本文通过对数控机床宏程序介绍，分析了宏程序与自动编程、手工编程的差异和各自的优缺点，以编制椭圆型工件程序为例，详细解析了宏程序的编程方法、宏程序灵活性、适应性以及宏程序的强大功能。
关键词：宏程序；比较对比；椭圆编程；实例分析。
宏程序编程像高级语言一样，可以使用变量进行算术逻辑运算和函数混合运算进行编程。
在宏程序形式中，一般都提供循环判断分支和子程序调用的方法。
可编制各种复杂的零件加工程序，特别像抛物线、椭圆、双曲线等非圆曲线。
因此，巧用宏程序编程，可以提高编程效率，达到事半功倍的效果。
一、对于非圆的椭圆曲线，数控系统没有通用指令编程数控系统对于像抛物线、椭圆、双曲线等非圆曲线是没有通用指令的。
若采用自动编程，需购买自动编程软件，还需配备计算机辅助设备，要投入十几万元资金；如果是手工编程，利用数控系统中的宏程序来编写此类数控加工程序，是既经济，又快捷方式。
二、采用宏程序编程的优势宏程序是程序编制的高级形式，程序编制的质量与编程人员的素质息息相关，宏程序里应用了大量的编程技巧。
它利用数学关系表达式，走刀方式取舍等等，这些都使得宏程序编制出来的程序，工件的加工精度更高，特别是对于特殊曲面、难度大的工件，手工无法编程，使用宏程序加工要比自动编程加工快的多，且程序更为简化。
在一般的程序编制中程序的字为常量，一个程序只能描述一个几何形状，当工件形状没有发生改变但是尺寸发生改变时，就没有办法了，只能重新进行编程，缺乏灵活性和适用性。
如果用宏程序编程，我们只需要在程序中给要发生变化的尺寸加上几个变量再加上必要的计算公式就可以了，当尺寸发生变化时只要改变这几个变量的赋值参数就可以了。
因此，宏程序具有很强的灵活性和适应性。
1.宏程序与自动编程的比较自动编程有自动编程的好处，但是自动编程也有其不利于加工方面的问题，在加工不规律的曲面时利用自动编程确实是很好，但是在加工有规律的曲面时就不见得了，加工有规律的工件的时候用宏程序加工要比用自动编程软件要强的多，而且宏程序比较精练，有的时候自动编程的程序长度可能是宏程序长度几十倍，甚至几百倍，加工时间也会有所增加，因为自动编程每一个“微分”的移动距离就是一个程序段，而宏程序编程是将每一个“微分”的移动距离用逻辑控制来执行的，只需给出一个逻辑表达式就可以了，程序量大大缩小了。
基于FANUC数控车削系统椭圆宏程序编制
科 技论 坛 ｌ｛ Ｉ
刘 字
基于 Ｆ Ｎ Ｃ数控车削系统椭 圆宏程序编制 Ａ Ｕ
（ 齐重数控装备股份有限公 司， 黑龙 江 齐齐哈 尔 １１０ ） ６ ００
摘 要 ： 用宏程序 变量编程加工可以用函数公式来描述工件的轮廓或 曲面 ， 应 是现代数控 系统的一个重要新功能和新方法， 也是数控 生产加工 及数控技 能竞赛 的主要 知识点之一。本文以 Ｆ ＮＵ ｉ ｃ数控车削系统为平 台， 绍椭 圆宏程序的编制 方法 ， Ａ Ｃ Ｏ Ｔ 介 通过实例研 究数控 车削宏程序编程 的关键技 术， 实例程序可作 为教 学及数控技 能大赛的模板参照使用。 关键 词 ： 程 序 ； 量 ； 控 加 工 ； 圆 宏 变 数 椭 在数控车床中，加工对象主要为各种类型的 回转面 ， 其中对于圆柱面 、 锥面、 圆弧面 、 球面等的 加工，可以利用直线捕补和圆弧插补指令完成， 而 对于椭圆 、 抛物线等—些非圆曲线构成的回转体， 加工起来具有一定的难度。 数控系统本身提供的直 线插补和圆弧插补不能直接用于非圆曲线回转面 的加工， 因此， 在数控机床上对椭圆 、 抛物线的加工 大多采用小段直线或者小段圆弧逼近的方法来编
讨。
图．
ｌＦ Ｎ Ｃ车削系统宏程序概述 Ａ Ｕ 使用变量编制可进行算术或逻辑运算 ， 并能 控制程序段流向的程序， 称为用户宏程序。在数控 车削中，使用用户宏程序可方便地实现二次曲线 （卣 、 邾圆 抛物线 的二维编程加工、Ｌ 孑 口倒角编程加 工等， 可简化倒字， 提高编程效率 ， 最大限度地发挥 手１编程的优势。 Ａ Ｕ ｉ 二 Ｆ Ｎ Ｃ Ｏ系统提供两种用户宏 程序， 即用户宏程序 Ａ和用户宏程序 Ｂ 。用户宏程 序 Ａ 可以说是 Ｆ Ｎ Ｃ系统的标准配置功能 ， ＡＵ 任 何配置的 Ｆ Ｎ Ｃ系统都具备此功能； ＡＵ 而用户宏程 序 Ｂ虽然不算系统的标准配置功能 ， 但是绝大部 分的Ｆ Ｎ Ｃ系统也支持用户宏程序 Ｂ。用户宏 ＡＵ 程序 Ｂ提供 ｒ 更丰富的编程功能，它允许使用变 量、 算术和逻辑操作及条件分支 ， 使用户可以自行 编辑软件包、 固定循环程序。本文主要介绍宏程序 Ｂ功能。在—个程序中， 控制流程可以用 Ｇ Ｔ Ｉ Ｏ Ｏ、 Ｆ 及 ＷＨＩＥ语句改变。３ Ｌ 种分支循环语句如下所
FANUC系统宏程序在椭圆类零件数车加工中的运用
0引言数控车床是一种高效且可以实现自动加工的设备。
在运行中根据程序指令车刀可以实现自动运行。
数控系统中设置了宏程序编程功能，用户可以通过各种变量实现计算、逻辑以及函数的混合运算，也可以实现通过循环语句、分支语句以及子程序调用语句等，在各种复杂的零件加工程序编制中可以达到精简程序量的目的。
1FANUC系统宏程序1.1宏程序数控技术在制造业中广泛应用有效的提升了产品质量。
而在实践中为了保障数控加工质量，达到既定的设计要求对于数控编程人员提出了更为严格的要求。
在数控车削加工中，非圆轮廓曲线并没有对应的G指令进行编程。
而数控系统一般只能进行直线、圆弧插补的切削运动的控制，对于非圆曲线则无法通过数控系统实现直接的插补处理，对此要利用数学处理方式进行分析，通过宏程序来实现。
宏程序编程方法就是通过变量编程的方式进行零件加工。
通过宏程序进行椭圆类零件数车加工中，通过输入椭圆公式的方式，设置坐标为变量，系统就会自动计算另一个坐标并且进行加工处理。
在实际中宏程序主要的作用就是运算和逻辑判断。
宏就是通过公式进行零件加工处理，例如椭圆零件在加工中如果没有宏则要逐点计算曲线上的各个点，再通过直线慢慢的逼近，如果其对于光洁度要求较高，则计算量更大。
而应用宏进行分析，通过输入椭圆公式，给出Z坐标，每次累加间距则就可以由数控系统自动计算坐标并进行切削处理，还可以通过调整间距值的方法来获得不同的表面精度。
宏程序指令可以用在抛物线、椭圆以及双曲线等一些不存在插补指令的曲线类型编程中；此外，宏程序还适合图形相同，尺寸不同的零件组的编程。
只要其应用的工艺路径相同，就可以通过调整变量值来生成不同的零件程序，具有简化编程，扩大应用范围的作用。
实际上宏在程序中主要起到的是运算作用。
1.2宏程序常用变量宏程序的常用变量主要有以下几类：第一，空变量。
#0没有任何值可以赋予给此变量。
第二，局部变量。
#1~#33，局部变量仅仅能在宏程序中进行数据存储，例如其运算结果，一般可用于初始赋值，在执行过程中，可由系统改写。
FANUC用户宏程序-推荐下载
一变量普通加工程序直接用数值指定G代码和移动距离；例如，GO1和X100.0。
使用用户宏程序时，数值可以直接指定或用变量指定。
当用变量时，变量值可用程序或用MDI面板上的操作改变。
#1＝#2＋100G01 X#1 F300说明：变量的表示计算机允许使用变量名，用户宏程序不行。
变量用变量符号（#）和后面的变量号指定。
例如：#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。
例如：#[#1+#2-12]变量的类型变量根据变量号可以分成四种类型#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运行时各种数据的变化,例如,刀具的当前位置和补偿值.变量值的范围局部变量和公共变量可以有0值或下面范围中的值:-1047到-10-29或-10-2到-1047如果计算结果超出有效范围,则发出P/S报警NO.111.小数点的省略当在程序中定义变量值时，小数点可以省略。
例：当定义#1＝123；变量#1的实际值是123.000。
变量的引用为在程序中使用变量值，指定后跟变量号的地址。
当用表达式指定变量时，要把表达式放在括号中。
例如：G01X[#1+#2]F#3;被引用变量的值根据地址的最小设定单位自动地舍入。
例如：当G00X#/;以1/1000mm的单位执行时，CNC把123456赋值给变量#1,实际指令值为G00X12346.改变引用变量的值的符号，要把负号（－）放在#的前面。
例如：G00X－#1当引用未定义的变量时，变量及地址都被忽略。
例如：当变量#1的值是0，并且变量#2的值是空时，G00X#1 Y#2的执行结果为G00X0。
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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。
（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）
x z
o
A
B
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）。