宏程序在數(shù)控加工中的應(yīng)用

姜廣美

（鎮(zhèn)江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

0 引 言

數(shù)控編程是數(shù)控加工中一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)，程序的質(zhì)量決定了加工零件的精度和工作的效率。隨著數(shù)控行業(yè)不斷向高精密和高效發(fā)展，對(duì)編程的要求越來(lái)越高。

目前，在數(shù)控機(jī)床上常用的編程方式為手工編程和自動(dòng)編程，但這兩種編程方式已經(jīng)無(wú)法滿足數(shù)控行業(yè)的飛速發(fā)展，宏程序指令應(yīng)運(yùn)而生。運(yùn)用宏程序可以簡(jiǎn)化程序，縮短編程時(shí)間，提高工作效率。本文以FANUC 數(shù)控系統(tǒng)為例，結(jié)合具體實(shí)例，介紹宏程序在數(shù)控加工中的應(yīng)用。

1 宏程序概念

以一組子程序的形式存儲(chǔ)并帶有變量的程序稱為用戶宏程序，簡(jiǎn)稱宏程序。調(diào)用宏程序的指令稱為“用戶宏程序指令”，或“宏程序調(diào)用指令”（簡(jiǎn)稱宏指令），常態(tài)下，宏指令通常作為子程序放在存儲(chǔ)器中，如果主程序有需要，通過(guò)調(diào)用子程序指令進(jìn)行運(yùn)用，宏程序可以實(shí)現(xiàn)變量運(yùn)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(guī)的主程序和子程序內(nèi)，總是將一個(gè)具體的數(shù)值賦給一個(gè)地址。為了使程序更具通用性、更加靈活，在宏程序中設(shè)置了變量，即將變量賦給一個(gè)地址。在宏程序里，可以根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)置多個(gè)變量，以符號(hào)來(lái)判別關(guān)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(tǒng)變量（如表1 所示）[2]。

表1 變量類型及含義

（1）全局變量是指在主程序和主程序調(diào)用的各用戶宏程序內(nèi)部都有效的變量。

（2）局部變量只能在宏程序內(nèi)部使用，用于保存數(shù)據(jù)，如運(yùn)算結(jié)果等，當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)，局部變量被清空，而當(dāng)宏程序被調(diào)用時(shí)，調(diào)用參數(shù)被賦值給局部變量。

（3）系統(tǒng)變量是系統(tǒng)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(yùn)算

變量的算術(shù)運(yùn)算或邏輯運(yùn)算同于計(jì)算機(jī)中高級(jí)編程語(yǔ)言，如：賦值：#i=#j；減：#i=#j-#k。

變量的運(yùn)算次序依次為：（1）函數(shù)；（2）乘、除類運(yùn)算（* 、/、AND）；（3）加、減類運(yùn)算（+ 、- 、OR、XOR）。

2.3 轉(zhuǎn)移和循環(huán)

轉(zhuǎn)移和循環(huán)在程序中，使用GOTO 語(yǔ)句和IF 語(yǔ)句可以改變控制的流向。有3 種轉(zhuǎn)移和循環(huán)操作可供使用：

（1）無(wú)條件轉(zhuǎn)移（GOTO 語(yǔ)句）

執(zhí)行完GOTO 語(yǔ)句后，使程序轉(zhuǎn)移到標(biāo)有順序號(hào)為n 的程序段；例如：GOTO 90、GOTO#6。

（2）條件轉(zhuǎn)移（IF 語(yǔ)句）

IF 之后指定條件表達(dá)式。如果指定的條件表達(dá)式滿足時(shí)，轉(zhuǎn)移到標(biāo)有順序號(hào)n 的程序段。如果指定的條件表達(dá)式不滿足，則執(zhí)行下個(gè)程序段。

（3）循環(huán)（WHILE 語(yǔ)句）

在WHILE 后指定一個(gè)條件表達(dá)式，當(dāng)指定條件滿足時(shí)，執(zhí)行從DO 到END 之間的程序，否則，轉(zhuǎn)到END 后的程序段。

2.4 宏程序的調(diào)用

（1）非模態(tài)調(diào)用G65

格式G65 P- L-〈自變量賦值〉；

其中：P 為指定宏程序號(hào)；L 為重復(fù)調(diào)用次數(shù)（1～9 999，1 次時(shí)L 可省略）；自變量賦值是由地址及數(shù)值構(gòu)成，用以對(duì)宏程序中的局部變量賦值。

（2）模態(tài)調(diào)用G66、G67

一旦指定G66，那么在以后的含有軸移動(dòng)命令的段執(zhí)行之后，地址P 所指定的宏被調(diào)用，直到發(fā)出G67 命令，該方式被取消。

格式G66 P- L-〈自變量賦值〉，含義同G65。

3 宏程序的應(yīng)用

3.1 進(jìn)行參數(shù)化加工

在宏程序中通過(guò)指定變量替代給出的數(shù)值，實(shí)現(xiàn)加工。如圖1 所示加工一螺旋槽，它在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，從起點(diǎn)開(kāi)始螺旋線到圓心的距離時(shí)刻在變化，每一點(diǎn)的坐標(biāo)很難計(jì)算，運(yùn)用宏程序就十分簡(jiǎn)單。

圖1 螺旋槽圖

宏程序如下：

在一個(gè)零件加工過(guò)程中，若要加工螺旋槽，只要在主程序中調(diào)用語(yǔ)句G65OXXXX, 當(dāng)加工參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，如起點(diǎn)、終點(diǎn)、位置等，只要改變調(diào)用程序中相應(yīng)的參數(shù)就可以滿足要求。

這就說(shuō)明加工一組同類零件，我們可以通過(guò)編制宏程序，把同類零件中變化參數(shù)用變量表達(dá)，調(diào)用程序時(shí)，根據(jù)實(shí)際值賦給相對(duì)應(yīng)的變量，從而實(shí)現(xiàn)同類零件的加工，使程序簡(jiǎn)化。

3.2 實(shí)現(xiàn)中斷處理功能

3.2.1 中斷型用戶宏程序

在數(shù)控機(jī)床里，執(zhí)行加工程序時(shí)，需要輸入一個(gè)中斷信號(hào)來(lái)調(diào)用另一程序，這個(gè)功能稱為中斷型宏程序。使用中斷型宏程序，在用戶執(zhí)行任何一個(gè)程序時(shí)，都可以調(diào)用另一個(gè)程序，滿足即時(shí)需要[3]。

3.2.2 中斷型程序應(yīng)用格式

M96PXXXX(用戶宏程序中斷生效)

M97(用戶宏程序中斷取消)

當(dāng)加工程序中出現(xiàn)M96PXXXX 時(shí)，輸入中斷信號(hào)（UINT），轉(zhuǎn)而執(zhí)行PXXXX 程序，當(dāng)出現(xiàn)M97，中斷信號(hào)的輸入被忽略，回到原程序，并且在中斷程序執(zhí)行期間，不得輸入中斷信號(hào)，如圖2 所示。

圖2 中斷型用戶宏程序功能

加工時(shí)刀具與工件接觸會(huì)產(chǎn)生磨擦，刀具產(chǎn)生磨損或破損，直接導(dǎo)致零件質(zhì)量下降，加工效率降低。通過(guò)刀具的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤，并運(yùn)用宏指令中斷功能可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。當(dāng)發(fā)現(xiàn)刀具出現(xiàn)問(wèn)題，無(wú)法繼續(xù)加工時(shí)，刀具監(jiān)測(cè)系統(tǒng)首先發(fā)出信號(hào)，接著執(zhí)行中斷程序功能實(shí)現(xiàn)換刀，再加工，程序如下：

4 結(jié) 語(yǔ)

由于宏程序是運(yùn)用變量作為參數(shù)進(jìn)行編程，并能對(duì)變量進(jìn)行讀取，因此利用宏程序可以提高加工效率，完善和擴(kuò)展機(jī)床的功能，可解決一些用常規(guī)編程方法無(wú)法解決的問(wèn)題。