FANUC系统数控车床宏程序解析

谢玉宝

摘 要：FANUC系统宏程序的编制是学习者的一个难点，主要是有变量的存在。掌握变量概念和变量的基本演算方法以及变量的赋值方法非常重要。宏程序分A/B类，手柄A类宏程序、正弦曲线B类宏程序、椭圆B类直角坐标宏程序分别实例讲解，学习者可根据实际机床新旧程度以及编程难易程度掌握自己的编程方法。

关键词：FANUC系统；数控车床；宏程序；椭圆；双曲线

中图分类号：TG519.1 文献标志码：A 文章编号：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 基础知识

在程序编制过程中，我们对含有变量的程序称之为用户宏程序。如果在主程序中调用了用户宏程序的指令，称之为用户宏程序指令。使用代码G65表示。

用户宏程序一般分为A、B两种类型。一般情况下，FANUC-0TD系统会采用A类宏程序编程，而FANUC-0i系统则采用B类宏程序编程。

2 程序编制

2.1 手柄A类型宏程序编程

编程编制说明：

如图1手柄图所示，椭圆的方程为X2/12.52+（Z+25）2/252=1，该椭圆方程式的另一种表达式为“X=12.5sinα，Z=25cosα-25”，即使用极坐标方式表示零件轮廓上的点的坐标。椭圆上各点坐标分别是（X12.5sinα，Z25cosα-25），点的坐标值随着角度的变化而发生变化，“α”称为自变量，而坐标“X”和“Z”是应变量。我们规定每次角度的增量为0.1°。

注意：使用极坐标编写该椭圆加工程序时，应注意编程点处的极角不等于图样上已知的平面角146.3°，需经换算后得到该点的极角为126.86°才能使用。

#100：为该椭圆X向短半轴A的长度。

#101：为该椭圆Z向長半轴B的长度。

#102：椭圆上的各点对应的角度α。

#103：赋值A sinα。

#104：赋值B sinα。

#105：椭圆轮廓上的点在坐标系中的X坐标值。

#106：椭圆轮廓上的点在坐标系中的Z坐标值。

零件参考程序：

O0001；（主程序）

N10 G98 G40 G21 F100； 程序开始部分

N20 T0101； 换刀

N30 M03 S1300； 主轴启动，转速为1300 rpm

N40 G00 X0.0 Z5.0； 起刀点定位

N50 M98 P0002； 宏程序调用

N60 G02 X20，0 Z-70.0 R40.0； 圆弧加工

N70 G01 Z-85.0；

N80 G00 X100.0 Z100.0； 返回参考点

N90 M30； 程序结束

Q0002；（宏程序）

N10 G65 H01 P#100 Q12500； 给半轴A赋值 A=12.5

N20 G65 H01 P#101 Q25000； 给半轴B赋值 B=25

N30 G65 H01 P#102 Q0； 给角度α赋值 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； 给X坐标赋变量值 #105=2#103

N70 G65 H03 P#106 Q#104 R25000； 给Z坐标赋变量值 #106=#104-25.0

N80 G01 X#105 Z#106 F100； 使用直线拟合

N90 G65 H02 P#102 Q#102 R100； 设定角度增量值为0.1°

N100 G65H86 P40 Q#102 R126.860； 条件判断语句，限定极角α小于或等于126.86°

N110 M99； 返回主程序

2.2 正弦曲线B类宏程序编程

编程编制说明：

如图2曲线轮，这个零件的正弦曲线是由两个循环周期构成，角度和为720°级从-630°到90°结束。现在，沿Z轴方向将该正弦线分为1000条线段，每条线线段直线在Z轴方向的间距设定为0.04mm，那么对应其正弦线的角度增加720°/1000。根据计算公式，得出该正弦曲线上每一段线上终点的X轴的坐标值为X=34+6sinα。

#100为在局部坐标系编程中的X坐标变量赋值，

#101为正弦线角度的变量赋值，

#102为零件轮廓正弦线上各点x坐标赋值，

#103为零件轮廓正弦线上各点z坐标赋值。

零件的参考程序：

主程序示例：

O0001；

N10 G98 G40 G21 F200； 程序开始部分

N20 T0101； 使用1号刀具1号补偿

N30 M03 S800； 启动主轴，转速为800 rpm

N40 G00 X42.0 Z-13.0； 起刀点定位

N50 #100=10.0； 给局部坐标系X变量赋值

N60 G52 X#100 Z0； 程序中局部坐标系设定

N70 M98 P0002； 用M98调用宏程序指令

N80 #100=#100-2.0； 设定每次直径方向切削深度2mm

N90 IF[#100 GE 0] GOTO 200； 为条件判断语句，大于等于就转到N200

N100 G00 X100.0 Z 100.0； 返回参考点

N110 M30； 程序结束

子程序示例：

O0002；

N10 G01 X40.0 Z -15.0； 首先是直线段加工

N20 Z-20.0； 继续直线段加工部分

N30 #101=90.0； 给正弦线的角度赋值（初值）

N40 #103=-20. 给正弦线的Z坐标赋值

N50 #102=34+6*SIN[#101]； 正弦线的X坐标值

N60 G01 X#102 Z#103 F100；使用直线插补指令拟合加工正弦线

N70 #101=#101-0.72； 设定的角度增量值为-0.72°

N80 #103=#103-0.04； 设定长轴Z坐标的增量值为-0.04mm

N90 IF [#101 GE -630.0] GOTO 300 条件判断语句，大于或者等于

N100 G01 X40，0 Z-67.0； 加工直线部分线段

N110 X42.0； 继续加工直线部分线段

N120 G00 Z-13.0； 刀具退出

N130 M99 子程序结束并返回到主程序

2.3 椭圆B类直角坐标指令宏程序编程方法

O0001；

N10 M03 S700； 主轴正转，700r/min

N20 T0101； 1号刀1号补偿，粗加工刀具

N30 G00 X51.0 Z2.0； 定位至循环起点

N40 G73 U25.0 R16； 退刀量与粗加工次数

N50 G73 P60 Q140 U0.5 W0.1 F0.2 循环起始与终止程序段号与加工余量及进给量

N60 G00 X0； 轮廓加工起始点

N70 G01 Z0 F0.1；

N80 #1=40.0； 将椭圆长轴设为自变量，赋初值为40

N90 WHILE [#1 GE 0] DO1； 判断句，当#1≥0顺序执行，否则跳至END1下面语句

N100 #2=24.0*SQRT[40.0*40.0-#1*#1]； 参数方程中椭圆X方向短轴值

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

N120 #1=#1-0.1； 自变量椭圆长轴每次增量为-0.1

N130 END1；

N140 G01 X51.0； 轮廓加工结束，提刀

N150 G00 X200.0 Z200.0； 退刀

N160 T0202； 2号刀2号补偿，精加工刀具

N170 G42 G00 X51.0 Z2.0； 刀尖圆弧右补偿，定位至循环起点

N180 G70 P60 Q140 S1200； 轮廓精加工，提升轉速1200r/min

N190 G40 G00 X200.0 Z200.0； 取消刀补，退刀

N200 M30； 程序结束，并返回至开头位置

3 结束语

在使用宏程序编制零件加工程序过程中，由于允许使用变量赋值、算数、逻辑等运算以及使用条件转换转移等，从而使编制程序变得方便和简单，但是学习起来比较抽象，很难学好并吃透。尤其是使用G65变量赋值在编制A类宏程序过程中非常容易出错。所以，建议使用M98调用指令，使用G73指令，在直角坐标系或极坐标系中编制程序。

参考文献：

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[3]FANUC Seris 0i Mate-TC操作说明书[Z].北京发那科机电有限公司.

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[5]李金龙，孙永超.FANUC系统配置LCD手持单元在数控车床的应用[J].齐齐哈尔大学学报（自然科学版），2012，28（04）：20.

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