数控车床华中系统用户宏程序编程.

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)宏变量HNC-21/22T华中世纪星数控系统变量表示形式为#后跟1～4位数字，变量种类有三种：①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②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）。③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PI：圆周率π；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/SQRT[2]*COS[55*PI/180]；#3*6GT143、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量称为赋值。例如：#2=175/SQRT[2]*COS[55*PI/180；#3=124.04、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……ELSEENDIF…ENDIF5、循环语句WHILE，ENDW格式：WHILE条件表达式…ENDW6、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(A~Z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。宏程序的调用格式为：M98P（宏程序名）变量赋值或G65P（宏程序名）变量赋值。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G54G90G00Z30M03S800G00X45Y-15；快速定位至下刀点Z3G01Z-5F100#0=0；给角度赋0初值WHILE#0LE360；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G01X[#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ENDWX45Y15；切出椭圆G00Z30M05X0Y0M30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T0101M03S600G00X0Z34WHILE#10LE32G90G64G01X[#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*#9/8]ENDWG00X80Z100M05M30用宏指令编制椭圆部分的精加工程序%3016；精加工椭圆程序T0101M03S800G00X39Z22#1=60；A点的角度#2=0；X坐标#3=0；Z坐标WHILE#1LE120；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/180]G64G01X[#2]Z[#3]F100#1=#1+1；步长取1度ENDWG00X100Z100M05M30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3★4）为了表达方便，在这里将和X坐标相关的变量设为#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X1=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：]10/10/1[5ZZSQRTX]10/10/2#2#1[51#SQRT]1.0/[ZSQRTX]1.0/2[#1#SQRT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*#14、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ΔX=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ΔX=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ΔX=28.171，Z轴偏移量△Z=-39.1445、如何判别在计算工件坐标系下的X坐标值（#11）时，宏变量#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坐标为自变量#2，X坐标为因变量#1，自变量步长为ΔW，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#2GEZ2（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+ΔX（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；ΔX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+ΔZ（计算工件坐标系下的Z坐标值#22：ΔZ为公式曲线自身坐标原点相对于编程原点的Z轴偏移量）G01X[2*#11]Z[#22]（直线插补，X为直径编程）#2=#2-ΔW（自变量以步长ΔW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ΔU，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#1GEX2（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+ΔX（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。ΔX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+ΔZ（计算工件坐标系下的Z坐标值#22：ΔZ为公式曲线自身坐标原点相对于编程原点的Z轴偏移量）G01X[2*#11]Z[#22]（直线插补，X为直径编程）#1=#1-ΔU（自变量以步长ΔU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）G90M03S700（绝对值编程；主轴以700转/分正转）G00X33Z2（快速定位到粗加工循环起点）G71U1R0.5P10Q20X0.6F100（外径粗车循环）N10G01X10F60S1000（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#2GE[-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；ΔX=15）#22=#2-30（工件坐标系下的Z坐标值#22：ΔZ=-30）G01X[2*#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）N20G01Z-50(精加工终止程序段)G00X100Z80(快速定位到退刀点)M30(程序结束)]10/10/2#2#1[51#SQRT]10/10/1[5ZZSQRTX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）G90M03S700（绝对值编程；主轴以700转/分正转）G00X33Z2（快速定位到粗加工循环起点）G71U1R0.5P10Q20X0.6F100（外径粗车循环）