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1、用户宏程序编程,在数控编程中，宏程序编程灵活、高效、快捷，是加工编程的重要补充。宏程序不仅可以实现象子程序那样，对编制相同加工操作的程序非常有用，还可以完成子程序无法实现的特殊功能，例如，型腔加工宏程序、固定加工循环宏程序、球面加工宏程序、锥面加工宏程序等。,华中数控用户宏程序,HNC-21/22T、HNC-21M为用户配备了强有力的类似于高级语言的宏程序功能，用户可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算，此外宏程序还提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句，利于编制各种复杂的零件加工程序，减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算，以及精简程序量。,一、基础知识1.宏变量及常量,(1
2、)宏变量HNC-21/22T华中世纪星数控系统变量表示形式为#后跟14位数字，变量种类有三种：局部变量：#0#49是在宏程序中局部使用的变量，用于存放宏程序中的数据，断电时丢失为空。,1.宏变量及常量,全局变量：用户可以自由使用#50#199，它对于由主程序调用的各子程序及各宏程序来说是可以公用的，可以人工赋值。HNC-21/22T子程序嵌套调用的深度最多可以有8层，每一层子程序都有自己独立的局部变量（变量个数为50）。系统变量：系统变量为#1000#1199，它能获取包含在机床处理器或NC内存中的只读或读/写信息，包括与机床处理器有关的交换参数、机床状态获取参数、加工参数等系统信息(2)常量
3、PI：圆周率；TRUE：条件成立(真)；FALSE：条件不成立(假),2、运算符与表达式,(1)算术运算符：+，-，*，/(2)条件运算符：EQ（=），NE（），GT（），GE（），LT（），LE（）(3)逻辑运算符：AND，OR，NOT(4)函数：SIN（正弦），COS（余弦），TAN（正切），ATAN（反正切），ABS（绝对值）INT（取整），SIGN（符号），SQRT（开方），EXP（指数）(5)表达式：用运算符连接起来的常数，宏变量构成表达式。例如：175/SQRT2*COS55*PI/180；#3*6 GT 14,3、赋值语句,格式：宏变量=常数或表达式把常数或表达式的值送给一个宏变
4、量称为赋值。例如：#2=175/SQRT2*COS55*PI/180；#3=124.0,4、条件判别语句IF，ELSE，ENDIF,格式(i)：格式(ii)：IF 条件表达式 IF 条件表达式 ELSE ENDIFENDIF,5、循环语句WHILE，ENDW,格式：WHILE 条件表达式 ENDW,6、宏程序/子程序调用的参数传递规则,G 代码在调用宏(子程序或固定循环，下同)时，系统会将当前程序段各字段(AZ共26个字段，如果没有定义则为零)的内容拷贝到宏执行时的局部变量#0#25，同时拷贝调用宏时当前通道九个轴（轴0轴8）的绝对位置(机床绝对坐标)到宏执行时的局部变量#30#38。宏程序的
5、调用格式为：M98 P（宏程序名）或G65 P（宏程序名）。,7、用户宏程序编程思路,%1000；长半轴、短半轴分别为40、30的椭圆G54 G90 G00 Z30M03 S800G00 X45 Y-15；快速定位至下刀点Z3G01 Z-5 F100#0=0；给角度赋0初值WHILE#0 LE 360；当角度360度时，执行循环体内容#1=40*COS#0*PI/180；用椭圆的标准参数方程求动点M的X坐标值#2=30*SIN#0*PI/180；用椭圆的标准参数方程求动点M的Y坐标值G01 X#1 Y#2；用直线插补指令加工至M点，即用直线段逼近椭圆#0=#0+1；角度的递增步长取1度 END
6、WX45 Y15；切出椭圆G00 Z30 M05X0 Y0M30,数控车床用户宏程序编程,用宏程序编制如图所示抛物线的精加工程序。%3015#10=0；X坐标（直径值）#11=0；Z坐标T0101M03 S600G00 X0 Z34WHILE#10 LE 32G90 G64 G01 X#10 Z#11 F100#10=#10+0.32#9=#10/2；求出X坐标的半径值，便于求解#11#11=32-#9*#9/8ENDWG00 X80 Z100 M05M30,用宏指令编制椭圆部分的精加工程序,%3016；精加工椭圆程序T0101M03 S800G00 X39 Z22#1=60；A点的角度#2=
7、0；X坐标#3=0；Z坐标WHILE#1 LE 120；120是通过计算得来的B点角度#2=2*23*SIN#1*PI/180；直径编程#3=40*COS#1*PI/180G64 G01 X#2 Z#3 F100#1=#1+1；步长取1度ENDWG00 X100Z100 M05M30,用户宏程序训练,数控车削加工中公式曲线宏程序编程模板的应用,一、公式曲线宏程序编程模板的原理和使用步骤1、如何选定自变量1）公式曲线中的X和Z坐标任意一个都可以被定义为自变量 2）一般选择变化范围大的一个作为自变量，如图1 3）根据表达式方便情况来确定X或Z作为自变量，如图34）为了表达方便，在这里将和X坐标相关
8、的变量设为#1、#11、#12等，将和Z坐标相关的变量设为#2、#21、#22等。实际中变量的定义完全可根据个人习惯进行定义,2、如何确定自变量的起止点的坐标值,如图1所示，选定椭圆线段的Z坐标为自变量#2，起点S的Z坐标为Z1=8，终点T的Z坐标为Z2=-8。则自变量#2的初始值为8，终止值为-8。,2、如何确定自变量的起止点的坐标值,如图2所示，选定抛物线段的Z坐标为自变量#2，起点S的Z坐标为Z1=15.626，终点T的Z坐标为Z2=1.6。则#2的初始值为15.626，终止值为1.6。,2、如何确定自变量的起止点的坐标值,如图3所示，选定三次曲线的X坐标为自变量#1，起点S的X坐标为X
9、1=28.171-12=16.171，终点T的X标为X2=7.368。则#1的初始值为16.171，终止值为7.368。,3、如何进行函数变换，确定因变量相对于自变量的宏表达式,如图1，Z坐标为自变量#2，则X坐标为因变量#1，那么X用Z表示为：分别用宏变量#1、#2代替上式中的X、Z，即得因变量#1相对于自变量#2的宏表达式：如图2，Z坐标为自变量#2，则X坐标为因变量#1，那么X用Z表示为：分别用宏变量#1、#2代替上式中的X、Z，即得因变量#1相对于自变量#2的宏表达式：,3、如何进行函数变换，确定因变量相对于自变量的宏表达式,如图3，X坐标为自变量#1，因Z坐标为因变量#2，那么Z用X
10、表示为：Z=0.005*X*X*X分别用宏变量#1、#2代替上式中的X、Z，即得因变量#2相对于自变量#1的宏表达式：#2=0.005*#1*#1*#1,4、如何确定公式曲线自身坐标系原点对编程原点的偏移量（含正负号）,该偏移量是相对于工件坐标系而言的。如图1所示，椭圆线段自身原点相对于编程原点 的X轴偏移量X=15，Z轴偏移量Z=-30如图2所示，抛物线段自身原点相对于编程原点 的X轴偏移量X=20，Z轴偏移量Z=-25.626如图3所示，三次曲线段自身原点相对于编程原点的X轴偏移量X=28.171，Z轴偏移量Z=-39.144,5、如何判别在计算工件坐标系下的X坐标值（#11）时，宏变量#
11、1的正负号,1）根据编程使用的工件坐标系,确定编程轮廓为零件的下侧轮廓还是上侧轮廓：当编程使用的是X向下为正的工件坐标系（即前置式刀架），则编程轮廓为零件的下侧轮廓，当编程使用的是X向上为正的工件坐标系（即后置式刀架），则编程轮廓为零件的上侧轮廓。2）以编程轮廓中的公式曲线自身坐标系原点为原点，绘制对应工件坐标系的X和Z坐标轴，以其Z坐标为分界线,将轮廓分为正负两种轮廓，编程轮廓在X正方向的称为正轮廓，编程轮廓在X负方向的称为负轮廓；3）如果编程中使用的公式曲线是正轮廓，则在计算工件坐标系下的X坐标值（#11）时宏变量#1的前面应冠以正号，反之为负。,6、如何套用宏编程模板,1）设Z坐标为自变
12、量#2，X坐标为因变量#1，自变量步长为W，则公式曲线段的精加工程序宏指令编程模板如下：#2=Z1（给自变量#2赋值Z1：Z1是公式曲线自身坐标系下起始点的坐标值）WHILE#2 GE Z2（自变量#2的终止值Z2：Z2是公式曲线自身坐标系下终止点的坐标值）#1=f（#2）（函数变换：确定因变量#1（X）相对于自变量#2（Z）的宏表达式）#11=#1+X（计算工件坐标系下的X坐标值#11：编程中使用的是正轮廓，#1前冠以正，反之冠以负；X为公式曲线自身坐标原点相对于编程原点的X轴偏移量。）#22=#2+Z（计算工件坐标系下的Z坐标值#22：Z为公式曲线自身坐标原点相对于编程原点的Z轴偏移量）G
13、01 X2*#11 Z#22（直线插补，X为直径编程）#2=#2-W（自变量以步长W变化）ENDW（循环结束）,6、如何套用宏编程模板,2）设X坐标为自变量#1，Z坐标为因变量#2，自变量步长为U，则公式曲线段的精加工程序宏指令编程模板如下：#1=X1（给自变量#1赋值X1：X1是公式曲线自身坐标系下起始点的坐标值）WHILE#1 GE X2（自变量#1的终止值X2：X2是公式曲线自身坐标系下终止点的坐标值）#2=f（#1）（函数变换：确定因变量#2（Z）相对于自变量#1（X）的宏表达式）#11=#1+X（计算工件坐标系下的X坐标值#11：编程使用的是正轮廓，#1前冠以正，反之冠以负。X为公式
14、曲线自身坐标原点相对于编程原点的X轴偏移量。）#22=#2+Z（计算工件坐标系下的Z坐标值#22：Z为公式曲线自身坐标原点相对于编程原点的Z轴偏移量）G01 X2*#11 Z#22（直线插补，X为直径编程）#1=#1-U（自变量以步长U变化）ENDW（循环结束）,二、公式曲线宏程序编程模板的具体应用实例,运用以上公式曲线宏程序模板，结合粗加工循环指令，就可以快速准确实现零件公式曲线轮廓的编程和加工。具体应用示例如下：例1：如图1所示零件的外轮廓粗精加参考程序如下（设毛坯为直径25毫米的棒料）：%0001（程序头）T0101（调用01号外圆刀及01号刀具偏置补偿）G90 M03 S700（绝对值
15、编程；主轴以700转/分正转）G00 X33 Z2（快速定位到粗加工循环起点）G71 U1 R0.5 P10 Q20 X0.6 F100（外径粗车循环）N10 G01 X10 F60 S1000（精加工起始程序段）Z-10 X24 Z-22（公式曲线起点）#2=8（设Z为自变量#2，给自变量#2赋值8：Z1=8）WHILE#2 GE-8（自变量#2的终止值-8：Z2=-8）（因变量#1：用#1、#2代替X、Z）#11=-#1+15（工件坐标系下的X坐标值#11：编程使用的是负轮廓，#1前冠以负；X=15）#22=#2-30（工件坐标系下的Z坐标值#22：Z=-30）G01 X2*#11 Z#2
16、2（直线插补，X为直径编程）#2=#2-0.5（自变量以步长0.5变化）ENDW（循环结束）N20 G01 Z-50(精加工终止程序段)G00 X100 Z80(快速定位到退刀点)M30(程序结束),例2：如图2所示零件的外轮廓粗精加参考程序如下（设毛坯为直径33毫米的棒料）：%0002（程序头）T0101（调用01号外圆刀及01号刀具偏置补偿）G90 M03 S700（绝对值编程；主轴以700转/分正转）G00 X33 Z2（快速定位到粗加工循环起点）G71 U1 R0.5 P10 Q20 X0.6 F100（外径粗车循环）N10 G01 X10 F60 S1000（精加工起始程序段）Z-1
17、0X15（公式曲线起点）#2=15.626（设Z为自变量#2，给自变量#2赋值15.626：Z1=15.626）WHILE#2 GE 1.6（自变量#2的终止值1.6：Z2=1.6）（因变量#1：，用#1、#2代替X、Z）#11=-#1+20（工件坐标系下的X坐标值#11：编程使用的是负轮廓，#1前冠以负；X=20）#22=#2-25.626（工件坐标系下的Z坐标值#22：Z=-25.626）G01 X2*#11 Z#22（直线插补，X为直径编程）#2=#2-0.5（自变量以步长0.5变化）ENDW（循环结束）N20 G01 Z-35(精加工终止程序段)G00 X100 Z80(快速定位到退刀
18、点)M30(程序结束),例3：如图3所示零件的外轮廓粗精加参考程序如下（设毛坯为直径57毫米的棒料）：%0003（程序头）T0101（调用01号外圆刀及01号刀具偏置补偿）G90 M03 S700（绝对值编程；主轴以700转/分正转）G00 X57 Z2（快速定位到粗加工循环起点）G71 U1 R0.5 P10 Q20 X0.6 F100（外径粗车循环）N10 G01 X20 F60 S1000（精加工起始程序段）Z-13X24Z-18（公式曲线起点）#1=16.171（设X为自变量#1，给自变量#1赋值16.171：X1=16.171）WHILE#1 GE 7.368（自变量#1的终止值7.368：X2=7.368）#2=0.005*#1*#1*#1（因变量#2：，用#1、#2代替X、Z）#11=-#1+28.171（工件坐标系下的X坐标值#11：编程使用的是负轮廓，#1前冠以负；X=28.171）#22=#2-39.144（工件坐标系下的Z坐标值#22：Z=-39.144）G01 X2*#11 Z#22（直线插补，X为直径编程）#1=#1-0.5（自变量以步长0.5变化）ENDW（循环结束）G01 X50 R2Z-42.144 R2X56N20 Z-55(精加工终止程序段)G00 X100 Z80(快速定位到退刀点)M30(程序结束),返回,图1,图2,返回,图3,
