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宏程序的基本概念
数控铣削宏程序编程（一）
一、宏程序的基本概念
1、宏程序的定义
以一组子程序的形式存储并带有变量的程序称为用户宏程序，简称宏程序；调用宏程序的指令称为“用户宏程序指令”，或宏程序调用指令（简称宏指令）。
宏程序与普通程序相比较，普通的程序字为常量，一个程序只能描述一个几何形状，所以缺乏灵活性和适用性。而在用户宏程序的本体中，可以使用变量进行编程，还可以用宏指令对这些变量进行赋值、运算等处理。通过使用宏程序能执行一些有规律变化（如非圆二次曲线轮廓）的动作。
宏程序分A类和B类两种，FANUCi系统采用B类宏程序进行编程。
2、宏程序中的变量
在常规的主程序和子程序内，总是将一个具体的数值赋给一个地址，为了使程序更加具有通用性、灵活性，故在宏程序中设置了变量。
1）、变量的表示： 一个变量由符号“#”和变量序号组成，如：#I（I=1，2，……）。此外，变量还可以用表达式进行表示，但其表达式必须全部写入方括号“［］”中。
例：#100，#500，#5，#［#1+#2+#10］；
2）、变量的引用： 将跟随在地址符后的数值用变量来代替的过程称为引用变量。同样，引用变量也可以用表达式。
例G01X#100 Y—#101F［#101+#103］；
当#100=100.0、#101=50.0、#103=80.0时，上例即表示为G01 X100.0 Y50.0 F130；
3）、变量的种类：变量分为局部变量、公共变量（全局变量）和系统变量三种。在A、B类宏程序中，其分类均相同。
A、局部变量（#1～#33）是在宏程序中局部使用的变量。当宏程序C调用宏程序D而且都有变量#1时，由于变量#1服务于不同的局部，所以C中的#1与D中的#1不是同一个变量，因此可以赋予不同得不偿失值，且互不影响。关闭电源时，局部变量被初始化成“空”。宏调用时，自变量分配给局部变量。
B、公共变量（#100～#149/#199；#500～#549/#599）贯穿于整个程序过程。他可以在不同的宏程序间共享，当宏程序C调用宏程序D而且都有变量#100时，由于#100是全局变量，所以C中的#100与D中的#100是同一个变量。关闭电源时变量#100~#149被初始化成“空”，而变量#500~#531保持数据。公共变量#150~#199和#532~#999也可以选用，但是当这些变量被使用时，纸带长度减少了8.5米。
C、系统变量（#1000～ ）是指有固定用途的变量，它的值决定系统的状态。系统变量用于读写各种NC数据项，如当前位置、刀具补偿值。系统变量包括刀具偏置值变量，接口输入与接口输出信号变量与位置信号变量等。
二、 宏程序编程
1、变量的赋值
变量的赋值方法有两种，即直接赋值和引数赋值，其中直接赋值的方法较为直观，方便，其书写格式如下：
[例] :#100=100.0
#101=30.0+20.0；
2、宏程序运算指令
宏程序的运算类似于数学运算与逻辑运算，用各种数学符号来表示。常用运算指令表如下:
变量的各种运算
功能
格式
备注与具体示例
定义，转换/赋值
#i=#j
#100=#1,#100=30.0
加法
#i= #j+#k
#100=#1+#2
#100=#100.0-#2
#100=#1*#2
#100=#1/30
减法
#i=#j-#k
乘法
#i=#j*# k
除法
#i=#j*#k
正弦
#i=SIN[#j]
#100=SIN[#1]
#100=COS[36.3+#2]
#100=ATAN[#1]/[#2]
反正弦
#i=ASIN[#J]
余弦
#i=COS[#J]
反余弦
#i=ACOS[#j]
正切
#i=TAN[#j]
反正切
#i=ATAB[#j]/[#K]
平方根
#i=SQRT[#j]
#100SQRT[#1*#1-100]
#100=EXP[#1]
绝对值
#i=ABS[#j]
舍入
#i=ROUND[#j]
上取整/上进位
#i=FIX[#j]
下取整/下进位
#i=FUP[#j]
自然对数
#i=LN[#j]
指数函数
#i=EXP[#j]
或
#i=#j OR #k
用二进制数按位进行逻辑操作
异或
#i=#j XOR #K
与
#i=#j AND #K
将BCD码转换成BIN码
#i=BIN[#j]
用于与PMC间信号的交换
将BIN码转换成BCD码
#i=BCD[#j]
宏程序计算说明如下:
① 、角单位：在SIN，COS，TAN，ATAN中所用的角度单位是度，分和秒要换算成带小数点的度。 如90°30′表示90.5°，而30°18 ′表示30.3°。
② 、ATAN功能：在ATANT之后的两个变量用“/”分开，结果在 0°和360°之间。如当#1=ATANT[1]/[—1]时，#1=135.0。
③ 、ROUND功能：当ROUND功能包含在算术或逻辑操作、IF语句、WHILE语句中时，将保留小数点后一位，其余位进行四舍五入。
例：#1=ROUND[#2]；其中#2=1.2345，则#1=1.0
当ROUND出现在NC语句地址中时，进位功能根据地址的最小输入增量四舍五入指定的值。
例：编一个程序，根据变量#1、#2的值进行切削，然后返回到初始点。假定增量系统是1/1000mm，#1=1.2345，#2=2.3456则
G00 G91 X—#1；移动1.235mm
G01 X—#2 F300；移动2.346mm
G00 X[#1+#2]； 因为1.2345+2.3456=3.5801移动3.580mm刀具此时不能返回到加工的初始位置。而换成G00X[ROUND[#1]+ROUND[#2]]时能返回到初始点。
④ 、上进位和下进位成整数：
例：#1=1.2、#2=—1.2
则：#3=FUP[#1]，结果#3=2.0 #3=FIX[#1]，结果#3=1.0
#3=FUP[#2]，结果#3=—2.0 #3=FIX[#2]，结果#3= —1.0
⑤ 、算术和逻辑操作的缩写方式：
取功能块名的前两个字符，例：ROUNDàRO。
⑥ 、宏程序数学计算的次序依次为：函数运算（SIN，COS，ATAN等），乘和除运算（*，/，AND等），加和减运算（+，—，OR，XOR等）。
⑦ 、函数中的括号。括号用于改变运算次序，函数中的括号允许嵌套使用，但最多只允许嵌套5级。
[例] #1=SIN[[[#2+#3]*4+#5]/#6]；
注意：在加工程序中，方括号用于封闭表达式，圆括号用于注释。
3、宏程序转移指令
控制指令起到控制程序流向的作用。在一个程序中，控制程序流向可以用GOTO、IF语句改变。有三种分支循环语句如下：
GOTO语句（无条件分支）；
IF语句（条件分支:if...，then...）;
WHILE语句(循环语句while...)。
① 、分支语句
格式一 :GOTO n；
[例] GOTO 1000；
无条件转移语句，当执行该程序时，无条件转移到N1000程序段执行，顺序号可以用表达式。
格式二 : IF [条件表达方式] GOTO n；
[例] IF[#1GT#100]GOTO 100；
有条件转移语句，如果条件成立，则转到N程序段执行，如果条件不成立，则执行下一句程序。 一个条件表达式一定要有一个操作符，这个操作符插在两个变量或一个变量和一个常数之间，并且要用方括号括起来，即：[表达式 操作符 表达式]。条件式的种类如下表:
表达式种类
条件式
意义
具体示例
#i EQ #j
等于（=）
IF[#5EQ#6]GOT100;
#i NE #j
不等于（≠）
IF[#5NE100]GOT100;
#i GT #j
大于（>）
IF[#5GT#6]GOT100;
#i GE #j
大于等于（≥）
IF[#5GE100]GOT100;
#i LT #j
小于（<）
IF[#5LT#6]GOT100;
#i LE #j
小于等于（≤）
IF[#5LE100]GOT100;

② 、循环指令
WHILE [条件式] DO m(m=1,2,3,…)；
… …
END m；
当条件式满足时，就循环执行WHILE与END之间的程序段m次，当条件不满足时，就执行ENDm；的下一个程序段。
③ 、宏程序的嵌套
A、 WHILE [条件式] DO m和END m必须成对使用，并且，DO m一定要在END m之前指定，用m来识别；
B、 同一识别号m可以在一个程序中多次使用，但DO m与END m必须成对使用；
C、 在一个程序中DO的范围不能够交叉，DO可以嵌套三重；
D、 在DO m～END m的内部可以用GOTO n转移到外部，但不可以从外部用GOTO n转移到DO m～END m的内部；
E、 从DO m～END m内部可以调用用户宏程序或子程序。DO m～END m可以在用户宏程序或子程序中嵌套三重；
F、 用跳转语句和重复语句编程时，一般重复语句执行的时间比较短。
三、 编程练习
试用B类用户宏程序编制如下图工件的精加工程序

图(1) 注:切深1mm／次

图(2) 注:Z向深5mm，1mm／次
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