FANUC系統(tǒng)數(shù)控車床宏程序解析

謝玉寶

摘 要：FANUC系統(tǒng)宏程序的編制是學(xué)習(xí)者的一個(gè)難點(diǎn)，主要是有變量的存在。掌握變量概念和變量的基本演算方法以及變量的賦值方法非常重要。宏程序分A/B類，手柄A類宏程序、正弦曲線B類宏程序、橢圓B類直角坐標(biāo)宏程序分別實(shí)例講解，學(xué)習(xí)者可根據(jù)實(shí)際機(jī)床新舊程度以及編程難易程度掌握自己的編程方法。

關(guān)鍵詞：FANUC系統(tǒng)；數(shù)控車床；宏程序；橢圓；雙曲線

中圖分類號(hào)：TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）09-0192-03

Abstract： The programming of macro programs in FANUC system is a difficult point for learners， mainly because of the existence of variables. It is very important to master the concept of variables， the basic calculus of variables and the assignment methods of variables. Macro program is divided into A/B types， handle A macro program， sine curve B macro program and elliptical B rectangular coordinate macro program. Learners can master their own programming methods according to the new and old degrees of actual machine tools and the degree of difficulty in programming.

Keywords： FANUC system； CNC lathe； macro program； ellipse； hyperbola

1 基礎(chǔ)知識(shí)

在程序編制過(guò)程中，我們對(duì)含有變量的程序稱之為用戶宏程序。如果在主程序中調(diào)用了用戶宏程序的指令，稱之為用戶宏程序指令。使用代碼G65表示。

用戶宏程序一般分為A、B兩種類型。一般情況下，F(xiàn)ANUC-0TD系統(tǒng)會(huì)采用A類宏程序編程，而FANUC-0i系統(tǒng)則采用B類宏程序編程。

2 程序編制

2.1 手柄A類型宏程序編程

編程編制說(shuō)明：

如圖1手柄圖所示，橢圓的方程為X2/12.52+（Z+25）2/252=1，該橢圓方程式的另一種表達(dá)式為“X=12.5sinα，Z=25cosα-25”，即使用極坐標(biāo)方式表示零件輪廓上的點(diǎn)的坐標(biāo)。橢圓上各點(diǎn)坐標(biāo)分別是（X12.5sinα，Z25cosα-25），點(diǎn)的坐標(biāo)值隨著角度的變化而發(fā)生變化，“α”稱為自變量，而坐標(biāo)“X”和“Z”是應(yīng)變量。我們規(guī)定每次角度的增量為0.1°。

注意：使用極坐標(biāo)編寫該橢圓加工程序時(shí)，應(yīng)注意編程點(diǎn)處的極角不等于圖樣上已知的平面角146.3°，需經(jīng)換算后得到該點(diǎn)的極角為126.86°才能使用。

#100：為該橢圓X向短半軸A的長(zhǎng)度。

#101：為該橢圓Z向長(zhǎng)半軸B的長(zhǎng)度。

#102：橢圓上的各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的角度α。

#103：賦值A(chǔ) sinα。

#104：賦值B sinα。

#105：橢圓輪廓上的點(diǎn)在坐標(biāo)系中的X坐標(biāo)值。

#106：橢圓輪廓上的點(diǎn)在坐標(biāo)系中的Z坐標(biāo)值。

零件參考程序：

O0001；（主程序）

N10 G98 G40 G21 F100； 程序開始部分

N20 T0101； 換刀

N30 M03 S1300； 主軸啟動(dòng)，轉(zhuǎn)速為1300 rpm

N40 G00 X0.0 Z5.0； 起刀點(diǎn)定位

N50 M98 P0002； 宏程序調(diào)用

N60 G02 X20，0 Z-70.0 R40.0； 圓弧加工

N70 G01 Z-85.0；

N80 G00 X100.0 Z100.0； 返回參考點(diǎn)

N90 M30； 程序結(jié)束

Q0002；（宏程序）

N10 G65 H01 P#100 Q12500； 給半軸A賦值 A=12.5

N20 G65 H01 P#101 Q25000； 給半軸B賦值 B=25

N30 G65 H01 P#102 Q0； 給角度α賦值 α=0°

N40 G65 H31 P#103 Q#100 R#102； #103=#100sin [#102]

N50 G65 H32 P#104 Q#101 R#102； #104=#101cos[#102]

N60 G65 H04 P#105 Q#103 R2； 給X坐標(biāo)賦變量值 #105=2#103

N70 G65 H03 P#106 Q#104 R25000； 給Z坐標(biāo)賦變量值 #106=#104-25.0

N80 G01 X#105 Z#106 F100； 使用直線擬合

N90 G65 H02 P#102 Q#102 R100； 設(shè)定角度增量值為0.1°

N100 G65H86 P40 Q#102 R126.860； 條件判斷語(yǔ)句，限定極角α小于或等于126.86°

N110 M99； 返回主程序

2.2 正弦曲線B類宏程序編程

編程編制說(shuō)明：

如圖2曲線輪，這個(gè)零件的正弦曲線是由兩個(gè)循環(huán)周期構(gòu)成，角度和為720°級(jí)從-630°到90°結(jié)束?，F(xiàn)在，沿Z軸方向?qū)⒃撜揖€分為1000條線段，每條線線段直線在Z軸方向的間距設(shè)定為0.04mm，那么對(duì)應(yīng)其正弦線的角度增加720°/1000。根據(jù)計(jì)算公式，得出該正弦曲線上每一段線上終點(diǎn)的X軸的坐標(biāo)值為X=34+6sinα。

#100為在局部坐標(biāo)系編程中的X坐標(biāo)變量賦值，

#101為正弦線角度的變量賦值，

#102為零件輪廓正弦線上各點(diǎn)x坐標(biāo)賦值，

#103為零件輪廓正弦線上各點(diǎn)z坐標(biāo)賦值。

零件的參考程序：

主程序示例：

O0001；

N10 G98 G40 G21 F200； 程序開始部分

N20 T0101； 使用1號(hào)刀具1號(hào)補(bǔ)償

N30 M03 S800； 啟動(dòng)主軸，轉(zhuǎn)速為800 rpm

N40 G00 X42.0 Z-13.0； 起刀點(diǎn)定位

N50 #100=10.0； 給局部坐標(biāo)系X變量賦值

N60 G52 X#100 Z0； 程序中局部坐標(biāo)系設(shè)定

N70 M98 P0002； 用M98調(diào)用宏程序指令

N80 #100=#100-2.0； 設(shè)定每次直徑方向切削深度2mm

N90 IF[#100 GE 0] GOTO 200； 為條件判斷語(yǔ)句，大于等于就轉(zhuǎn)到N200

N100 G00 X100.0 Z 100.0； 返回參考點(diǎn)

N110 M30； 程序結(jié)束

子程序示例：

O0002；

N10 G01 X40.0 Z -15.0； 首先是直線段加工

N20 Z-20.0； 繼續(xù)直線段加工部分

N30 #101=90.0； 給正弦線的角度賦值（初值）

N40 #103=-20. 給正弦線的Z坐標(biāo)賦值

N50 #102=34+6*SIN[#101]； 正弦線的X坐標(biāo)值

N60 G01 X#102 Z#103 F100；使用直線插補(bǔ)指令擬合加工正弦線

N70 #101=#101-0.72； 設(shè)定的角度增量值為-0.72°

N80 #103=#103-0.04； 設(shè)定長(zhǎng)軸Z坐標(biāo)的增量值為-0.04mm

N90 IF [#101 GE -630.0] GOTO 300 條件判斷語(yǔ)句，大于或者等于

N100 G01 X40，0 Z-67.0； 加工直線部分線段

N110 X42.0； 繼續(xù)加工直線部分線段

N120 G00 Z-13.0； 刀具退出

N130 M99 子程序結(jié)束并返回到主程序

2.3 橢圓B類直角坐標(biāo)指令宏程序編程方法

O0001；

N10 M03 S700； 主軸正轉(zhuǎn)，700r/min

N20 T0101； 1號(hào)刀1號(hào)補(bǔ)償，粗加工刀具

N30 G00 X51.0 Z2.0； 定位至循環(huán)起點(diǎn)

N40 G73 U25.0 R16； 退刀量與粗加工次數(shù)

N50 G73 P60 Q140 U0.5 W0.1 F0.2 循環(huán)起始與終止程序段號(hào)與加工余量及進(jìn)給量

N60 G00 X0； 輪廓加工起始點(diǎn)

N70 G01 Z0 F0.1；

N80 #1=40.0； 將橢圓長(zhǎng)軸設(shè)為自變量，賦初值為40

N90 WHILE [#1 GE 0] DO1； 判斷句，當(dāng)#1≥0順序執(zhí)行，否則跳至END1下面語(yǔ)句

N100 #2=24.0*SQRT[40.0*40.0-#1*#1]； 參數(shù)方程中橢圓X方向短軸值

N110 G01 X[2*#2] Z[#1-40.0] F0.1； 加工橢圓

N120 #1=#1-0.1； 自變量橢圓長(zhǎng)軸每次增量為-0.1

N130 END1；

N140 G01 X51.0； 輪廓加工結(jié)束，提刀

N150 G00 X200.0 Z200.0； 退刀

N160 T0202； 2號(hào)刀2號(hào)補(bǔ)償，精加工刀具

N170 G42 G00 X51.0 Z2.0； 刀尖圓弧右補(bǔ)償，定位至循環(huán)起點(diǎn)

N180 G70 P60 Q140 S1200； 輪廓精加工，提升轉(zhuǎn)速1200r/min

N190 G40 G00 X200.0 Z200.0； 取消刀補(bǔ)，退刀

N200 M30； 程序結(jié)束，并返回至開頭位置

3 結(jié)束語(yǔ)

在使用宏程序編制零件加工程序過(guò)程中，由于允許使用變量賦值、算數(shù)、邏輯等運(yùn)算以及使用條件轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)移等，從而使編制程序變得方便和簡(jiǎn)單，但是學(xué)習(xí)起來(lái)比較抽象，很難學(xué)好并吃透。尤其是使用G65變量賦值在編制A類宏程序過(guò)程中非常容易出錯(cuò)。所以，建議使用M98調(diào)用指令，使用G73指令，在直角坐標(biāo)系或極坐標(biāo)系中編制程序。

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