宏程序在數控加工中應用

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摘要：宏程序在生產實踐中應用廣泛，靈活性強，特別在手工編寫加工曲線輪廓及監測刀具磨損換刀進行中斷處理等更是常用。用宏程序編寫出的程序簡潔、嚴密，且機床執行該程序迅速、高效。因此，掌握宏程序加工產品是數控技術的重要組成部分。以FANUC系統為例，闡述宏程序及其參數在加工和中斷處理功能中的應用。

關鍵詞：數控加工；宏程序；變量

0引言

數控編程是數控加工中一項關鍵的技術，程序的質量決定了加工零件的精度和工作的效率。隨著數控行業不斷向高精密和高效發展，對編程的要求越來越高。目前，在數控機床上常用的編程方式為手工編程和自動編程，但這兩種編程方式已經無法滿足數控行業的飛速發展，宏程序指令應運而生。運用宏程序可以簡化程序，縮短編程時間，提高工作效率。本文以FANUC數控系統為例，結合具體實例，介紹宏程序在數控加工中的應用。

1宏程序概念

以一組子程序的形式存儲并帶有變量的程序稱為用戶宏程序，簡稱宏程序。調用宏程序的指令稱為“用戶宏程序指令”，或“宏程序調用指令”（簡稱宏指令），常態下，宏指令通常作為子程序放在存儲器中，如果主程序有需要，通過調用子程序指令進行運用，宏程序可以實現變量運算、判斷和條件裝換的作用，使程序更靈活更方便[1]。

2宏程序的變量與格式

在常規的主程序和子程序內，總是將一個具體的數值賦給一個地址。為了使程序更具通用性、更加靈活，在宏程序中設置了變量，即將變量賦給一個地址。在宏程序里，可以根據實際需要，設置多個變量，以符號來判別關系。

2.1變量的類型

變量一般分為空變量、局部變量、全局變量和系統變量（如表1所示）[2]。（1）全局變量是指在主程序和主程序調用的各用戶宏程序內部都有效的變量。（2）局部變量只能在宏程序內部使用，用于保存數據，如運算結果等，當電源關閉時，局部變量被清空，而當宏程序被調用時，調用參數被賦值給局部變量。（3）系統變量是系統固定用途的變量，可被任何程序使用，有些是只讀變量，有些可以賦值或修改。（4）空變量總為空。

2.2變量的運算

變量的算術運算或邏輯運算同于計算機中高級編程語言，如：賦值：#i=#j；減：#i=#j-#k。變量的運算次序依次為：（1）函數；（2）乘、除類運算（*、/、AND）；（3）加、減類運算（+、-、OR、XOR）。2.3轉移和循環轉移和循環在程序中，使用GOTO語句和IF語句可以改變控制的流向。有3種轉移和循環操作可供使用：（1）無條件轉移（GOTO語句）執行完GOTO語句后，使程序轉移到標有順序號為n的程序段；例如：GOTO90、GOTO#6。（2）條件轉移（IF語句）IF之后指定條件表達式。如果指定的條件表達式滿足時，轉移到標有順序號n的程序段。如果指定的條件表達式不滿足，則執行下個程序段。（3）循環（WHILE語句）在WHILE后指定一個條件表達式，當指定條件滿足時，執行從DO到END之間的程序，否則，轉到END后的程序段。

2.4宏程序的調用

（1）非模態調用G65格式G65P-L-〈自變量賦值〉；其中：P為指定宏程序號；L為重復調用次數（1～9999，1次時L可省略）；自變量賦值是由地址及數值構成，用以對宏程序中的局部變量賦值。（2）模態調用G66、G67一旦指定G66，那么在以后的含有軸移動命令的段執行之后，地址P所指定的宏被調用，直到發出G67命令，該方式被取消。格式G66P-L-〈自變量賦值〉，含義同G65。

3宏程序的應用

3.1進行參數化加工

在宏程序中通過指定變量替代給出的數值，實現加工。如圖1所示加工一螺旋槽，它在旋轉的過程中，從起點開始螺旋線到圓心的距離時刻在變化，每一點的坐標很難計算，運用宏程序就十分簡單。在一個零件加工過程中，若要加工螺旋槽，只要在主程序中調用語句G65OXXXX,當加工參數發生變化時，如起點、終點、位置等，只要改變調用程序中相應的參數就可以滿足要求。這就說明加工一組同類零件，我們可以通過編制宏程序，把同類零件中變化參數用變量表達，調用程序時，根據實際值賦給相對應的變量，從而實現同類零件的加工，使程序簡化。

3.2實現中斷處理功能

3.2.1中斷型用戶宏程序。在數控機床里，執行加工程序時，需要輸入一個中斷信號來調用另一程序，這個功能稱為中斷型宏程序。使用中斷型宏程序，在用戶執行任何一個程序時，都可以調用另一個程序，滿足即時需要[3]。3.2.2中斷型程序應用格式。M96PXXXX(用戶宏程序中斷生效)M97(用戶宏程序中斷取消)當加工程序中出現M96PXXXX時，輸入中斷信號（UINT），轉而執行PXXXX程序，當出現M97，中斷信號的輸入被忽略，回到原程序，并且在中斷程序執行期間，不得輸入中斷信號，如圖2所示。圖2中斷型用戶宏程序功能加工時刀具與工件接觸會產生磨擦，刀具產生磨損或破損，直接導致零件質量下降，加工效率降低。通過刀具的監測系統進行跟蹤，并運用宏指令中斷功能可以及時發現問題。當發現刀具出現問題，無法繼續加工時，刀具監測系統首先發出信號，接著執行中斷程序功能實現換刀，再加工，程序如下：OXXXX#501=#5043（存儲中斷處的Z坐標）G28G91Z0(返回參考點)#503=#503+1（刀具更新）M06T#503(換刀)#504=#4119（讀取主軸轉速）M03S#504(轉動主軸)G90G43G01Z#501F200H#503(刀具經長度補償后回到原處)M99

4結語

由于宏程序是運用變量作為參數進行編程，并能對變量進行讀取，因此利用宏程序可以提高加工效率，完善和擴展機床的功能，可解決一些用常規編程方法無法解決的問題。

參考文獻：

[1]程禮勇.宏程序在數控加工中的應用[J].四川冶金,2018（5）:49-52.

[2]章勇.FANUC系統宏程序在橢圓類零件數車加工中的運用[J].內燃機與配件,2019(20):2.

[3]王勇.FANUC中斷型用戶宏程序的應用[J].金屬加工(冷加工),2012(20):57-58.

作者:姜廣美 單位:鎮江高等職業技術學校