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宏程序基础知识资料
瑞鹄汽车模具有限公司内部教材
第一章
第一节
宏程序基础知识
常量与变量的含义
常量与变量的含义及编程案例
数控程序中含有变量的程序称为宏程序。
虽然子程序对编制相同的加工程序非常有用,但用户宏程序由于允许使用变量、算术和逻辑运算及条件转移,使得编制同样的加工程序更简便。
常量
普通加工程序直接用数值指定G代码和移动距离;例如,GO1和X100.0。
变量
使用用户宏程序时,数值可以直接指定或用变量指定。
当用变量时,变量值可用程序或用MDI面板上的操作改变。
#1=#2+100
G01X#1F300
变量用变量符号(#)和后面的变量号指定。
例如:
#1
表达式可以用于指定变量号。
此时,表达式必须封闭在括号中。
例如:
#[#1+#2-12]
变量根据变量号可以分成四种类型:
1.空变量2.局部变量3.公共变量4.系统变量1.空变量:
#0该变量总是空,没有值能赋给该变量.
2.局部变量:
#1-#33
局部变量只能用在宏程序中存储数据,例如,运算结果.当断电时,局部变量被初始化为空.调用宏程序时,自变量对局部变量赋值.
3.公共变量
#100-#199#500-#999
公共变量在不同的宏程序中的意义相同.当断电时,变量#100-#199初始化为空.变量#500-#999的数据保存,即使断电也不丢失.
4.系统变量:
#1000以上的变量
系统变量用于读和写CNC的各种数据,例如刀具补偿,当前位置信息,
变量的引用
为在程序中使用变量值,指定后跟变量号的地址。
当用表达式指定变量时,要把表达式放
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在括号中。
例如:
G01X[#1+#2]F#3;
被引用变量的值根据地址的最小设定单位自动地舍入。
例如:
当G00X#1;以1/1000mm的单位执行时,CNC把123456赋值给变量#1,实际指令值为G00X12346.
改变引用变量的值的符号,要把负号(-)放在#的前面。
例如:
G00X-#1
当引用未定义的变量时,变量及地址都被忽略。
例如:
当变量#1的值是0,并且变量#2的值是空时,G00X#1Y#2的执行结果为G00X0
未定义的变量当变量值未定义时,这样的变量成为空变量。
变量#0总是空变量。
它不能写,只能读。
当#1=(空)时
G90X100Y#1实际与G90X100运行结果一样
当#1=0时
G90X100Y#1实际与G90X100Y0运行结果一样
运算
除了用<空>赋值以外,其余情况下<空>与0相同。
2
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限制程序号,顺序号和任选程序段跳转号不能使用变量。
例:
下面情况不能使用变量:
○#1;
/#2G00X100.0;
N#3Y200.0;
错误使用方法错误使用方法错误使用方法
系统变量
系统变量能用来读写内部NC数据,如刀具补偿值和当前位置数据。
然而,注意:
有些系统变量是只读变量。
对于扩展自动化操作和一般的程序,系统变量是必须的。
刀具补偿值:
使用这类系统变量可以读写刀具补偿值。
可用的变量数取决于能使用的补偿对数,当补偿对数不大于200时,可以用变量#2001~#2400。
用于刀具补偿内存A的系统变量
补偿号
系统变量
1
:
200
#10001(#2001)
:
#10200(#2200)
用于刀具补偿内存B的系统变量
补偿号
几何补偿
磨损补偿
1
:
200
#11001(#2201)
:
#11200(#2400)
#10001(#2001)
:
#10200(#2200)
3
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宏报警:
用于宏报警的系统变量:
变量号
功能
#3000
当#3000中有0~99间的某一值时,NC停止并显示报警信息。
报警信息不超过26个字符,
例:
#3000=1(TOOLNOTFOUND);
报警屏幕显示“3001TOOLNOTFOUND。
”时间信息:
时间信息可以读写。
用于时间信息的系统变量:
变量号
功能
#3001
这个变量是一个以1毫秒为增量一直记数的记时器,上电或达到65535毫秒时复值为0。
#3002
这个变量是一个以1小时为增量、当循环启动灯亮时记数的记时器,电源关闭后记时器值依然保持,达到1145324.612小时时复值为0。
#3011
这个变量用于读当前年/月/日数据,该数据以十进制数显示。
例:
March28,1993表示成19930328。
#3012
这个变量用于读当前时/分/秒数据,该数据以十进制数显示。
例:
下午3点34分56秒表示成153456。
自动操作控制:
自动操作的控制状态可以改变。
自动操作控制的系统变量#3003
#3003
单段
辅助功能的完成
0
使能
要等待
1
无效
要等待
2
使能
不要等待
3
无效
不要等待
☆上电时该变量值为0。
☆当不能执行单段停止时,单段停止操作不能执行,即使单段开关有效。
☆当没有指定是否等待辅助功能(M、S、T)完成时,在辅助功能完成之前,程序执行到下一段,定位完成信号DEN不发出。
自动操作控制的系统变量#3004
#3004
进给保持
进给倍率
精确停止
0
使能
使能
使能
1
无效
使能
使能
2
使能
无效
使能
3
无效
无效
使能
4
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4
使能
使能
无效
5
无效
使能
无效
6
使能
无效
无效
7
无效
无效
无效
☆上电时该变量值为0。
☆当不能执行进给保持时:
进给保持按钮按下并保持时,机床以单段停止方式停止,但单段方式若因变量#3003而无效时,不执行单段停止操作。
进给保持按钮按下又释放时,进给保持灯亮,但机床不停止;程序继续进行,机床停在最先含有进给保持使能的段。
☆当进给倍率无效时,倍率定在100%,忽略机床操作面板上的倍率开关。
☆当精确停止无效时不执行精确停止检查(定位检查),即使是包含有不执行切削的段。
☆例如G84攻丝循环时进给速度,转速,单段操作都无效,其内部程序就指定了#3003=3
#3004=7
模态信息:
表中指定的模信息可以读出。
见下表:
变量号
功能
#4001
G00,G01,G02,G03,G33(01组)
#4002
G17,G18,G19(02组)
#4003
G90,G91(03组)
#4004
(04组)
#4005
G94,G95(05组)
#4006
G20,G21(06组)
#4007
G40,G41,G42(07组)
#4008
G43,G44,G49(08组)
#4009
G73,G74,G76,G80~G89(09组)
5
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#4010
G98,G99(10组)
#4011
G50,G51(11组)
#4012
G65,G66,G67(12组)
#4014
G54~G59(14组)
#4015
G61~G64(15组)
#4016
G68,G69(16组)
:
:
#4022
(22组)
#4102
B码
#4107
D码
#4109
F码
#4111
H码
#4113
M码
#4114
顺序号
#4115
程序号
#4119
S码
#4120
T码
例:
当执行#1=#4001时,#1=0,1,2,3或33当前位置:
位置信息变量不能写只能读。
见下表:
变量号
位置信息
坐标系
刀具补偿值
移动期间的读操作
#5001~#5004
段结束点
工件坐标系
不包括
使能
#5021~#5024
当前位置
机床坐标系
包括
无效
#5041~#5044
当前位置
工件坐标系
#5061~#5064
跳段信号位置
使能
#5081~#5084
刀偏值
无效
#5101~#5104
偏差的伺服位置
☆首位数(从1~4)分别代表轴号,数1代表X轴,数2代表Y轴,数3代表Z轴,数4代表第四轴。
☆执行当前的刀偏值,而不是立即执行保持在变量#5081~#5088里的值。
☆在含有G31(跳段)的段中发出跳段信号时,刀具的位置保持在变量#5061~#5068里,如果不发出跳段信号,指定段的结束点位置保持在这些变量中。
☆移动期间读变量无效时,表示由于缓冲(准备)区忙,所希望的值不能读。
工件坐标系补偿值(工件零点偏置值):
工件零点偏置值变量可以读写,见下表:
变量号
功能
#5201~#5204
第一轴外部工件零点偏置值~第四轴外部工件零点偏置值
#5221~#5224
第一轴G54工件零点偏置值~第四轴G54工件零点偏置值
#5241~#5244
第一轴G55工件零点偏置值~第四轴G55工件零点偏置值
#5261~#5264
第一轴G56工件零点偏置值~第四轴G56工件零点偏置值
6
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#5281~#5284
第一轴G57工件零点偏置值~第四轴G57工件零点偏置值
#5301~#5304
第一轴G58工件零点偏置值~第四轴G58工件零点偏置值
#5321~#5324
第一轴G59工件零点偏置值~第四轴G59工件零点偏置值
#7001~#7004
第一轴工件零点偏置值(G54P1)~第四轴工件零点偏置值
#7021~#7024
第一轴工件零点偏置值(G54P2)~第四轴工件零点偏置值
:
#7941~#7944
第一轴工件零点偏置值(G54P48)~第四轴工件零点偏置值
注:
对于工件坐标系,变量#5201~#5328是可选变量。
算术和逻辑操作
对于附加的48工件坐标系,变量#7001~#7948(G54P1~G54P48)是可选变量。
在下表中列出的操作可以用变量进行。
操作符右边的表达式,可以含有常数和(/或)由一个功能块或操作符组成的变量。
表达式中的变量#J和#K可以用常数替换。
左边的变量也可以用表达式替换。
见下表:
功能
格式
注释
赋值
#i=#j
加
减
乘
除
#i=#j+#k
#i=#j—#k
#i=#j*#k
#i=#j/#k
正弦
余弦
正切
反正切
#i=SIN[#j]
#i=COS[#j]
#i=TAN[#j]
#i=ATAN[#j]
角度以度为单位,如:
90度30分表示成90.5度
平方根
绝对值
进位
下进位
上进位
#i=SQRT[#j]
#i=ABS[#j]
#i=ROUND[#j]
#i=FIX[#j]
#i=FUP[#j]
OR(或)XOR(异或)AND(与)
#i=#jOR#k#i=#jXOR#k#i=#jAND#k
用二进制数按位进行逻辑操作。
将BCD码转换成BIN码将BIN码转换成BCD码
#i=BIN[#j]#i=BCD[#j]
用于与PMC间信号的交换。
角度单位:
在SIN,COS,TAN,ATAN中所用的角度单位是度。
ATAN功能:
在ATANT之后的两个变量用“/”分开,结果在0°和360°之间。
例:
当#1=ATANT[1]/[—1]时,#1=135.0
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
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☆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G00G91X—#1;移动1.235mm
G01X—#2F300;移动2.346mm
G00X[#1+#2];因为1.2345+2.3456=3.5801移动3.580mm,不能返回到初始位置。
而换成G00X[ROUND[#1]+ROUND[#2]]能返回到初始点。
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
算术和逻辑操作的缩写方式:
取功能块名的前两个字符,例:
ROUND→RO。
操作的优先权:
①功能块。
如乘除(*,/,AND,MOD)这样的操作。
如加减(+,—,OR,XOR)这样的操作。
方括号嵌套:
方括号用于改变操作的顺序。
最多可用五层,超出五层,出现118号报警。
注意:
方括号用于封闭表达式[#],圆括号用于注释(#)。
除数:
如果除数是零或TAN[90],则会产生112号报警。
分支和循环语句
在一个程序中,控制流程可以用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…)。
无条件分支(GOTO语句)
功能
转向程序的第N句。
当指定的顺序号大于1~9999时,出现128号报
格式
警,顺序号可以用表达式。
GOTOn;
n是顺序号(1~9999)
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例如:
O0001
N1G91G09G01Z-100.F2500G91G09G01Z-100.F2500
Y-0.5
ZZ100.X-0.8F8000
Y0.5
GOTO1
无限循环,功能同右
Y
-0.5
ZZ100.X-0.8F8000
Y0.5
M99
M30;
条件分支(IF语句)
功能
在IF后面指定一个条件表达式,如果条件满足,转向第N
格式
其中:
句,否则执行下一段。
IF[条件表达式]GOTOn;
条件表达式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,既[表达式操作符表达式]。
操作符见下表:
操作符
意义
EQ
=
NE
≠
GT
>
GE
≥
LT
<
LE
≤
循环(WHILE语句)
功能
在WHILE
后指定一个条件表达式,条件满足时,执行DO到END
格式
之间的语句,否则执行END后的语句。
WHILE[条件表达式]DOm;(m=1,2,3)
:
:
9
WHILE[…]DO1;
IF[…]GOTOn;
嵌套
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ENDm;
m只能在1、2、3中取值,否则出现126号报警。
①数1~3可以多次使用。
END1;
END2;
3嵌套层数最多3级。
4如下的书写格式是正确的:
:
:
END1;
Nn…;
⑤如下的书写格式是错误的:
IF[…]GOTOn;
WHILE[…]DO1;
Nn…;
END1;
注意
无限循环
指定了DOm而没有WHILE语句,循环将在DO和END之间
无限期执行下去。
执行时间
程序执行GOTO分支语句时,要进行顺序号的搜索,所以反向
执行的时间比正向执行的时间长。
可以用WHILE语句减少处理时间。
未定义的变量
在使用EQ或NE的条件表达式中,空值和零的使
用结果不同。
而含其它操作符的条件表达式将空值看作零。
宏调用
可以用下列方式调用宏程序:
10
G码宏调用
M码宏调用
G码子程序调用M码子程序调用
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宏调用和子程序调用之间的区别:
☆用G65,可以指定一个自变量(传递给宏的数据),而M98没有这个功能。
☆当M98段含有另一个NC语句时(如:
G01X100.0M98Pp),则执行命令之后调用子程序,而G65无条件调用一个宏。
☆当M98段含有另一个NC语句时(如:
G01X100.0M98Pp),在单段方式下机床停止,而使用G65时机床不停止。
☆用G65地方变量的级要改变,而M98不改变。
简单调用(G65)
功能
G65被指定时,地址P所指定的用户宏被调用,数据(自变量)能传递
格式
其中:
P
L
自变量
到用户宏程序中。
G65PpLl<自变量表>;
要调用的程序号
重复的次数(缺省值为1,取值范围1~9999)
传递给宏的数。
通过使用自变量表,值被分配给相应的地方变量。
如下列中#1=1.0,#2=2.0
自变量分为两类。
第一类可以使用除G、L、O、N、P之外的字母并且只能使用一次。
第二类可以使用A、B、C(一次),也何以使用I、J、K(最多十次)。
自变量使用的类别根据使用的字母自动确定。
见下表。
类别一:
地址
变量号
A
#1
B
#2
C
#3
地址
变量号
I
#4
J
#5
K
#6
地址
变量号
T
#20
U
#21
V
#22
11
M
#13
Q
#17
R
#18
S
#19
W
#23
X
#24
Y
#25
Z
#26
瑞鹄汽车模具有限公司内部教材
D
#7
E
#8
F
#9
H
#11
☆地址G、L、N、O、P不能当作自变量使用。
☆不需要的地址可以省略,与省略的地址相应的地方变量被置成空。
类别二:
地址
变量号
A
#1
B
#2
C
#3
I
1
#4
J
1
#5
K
1
#6
I
2
#7
J
2
#8
K
2
#9
I
3
#10
J
3
#11
地址
变量号
K
3
#12
I
4
#13
J
4
#14
K
4
#15
I
5
#16
J
5
#17
K
5
#18
I
6
#19
J
6
#20
K
6
#21
I
7
#22
地址
变量号
J
7
#23
K
7
#24
I
8
#25
J
8
#26
K
8
#27
I
9
#28
J
9
#29
K
9
#30
I
10
#31
J
10
#32
K
10
#33
☆在实际的程序中,I、J、K的下标不用写出来。
注意:
☆在自变量之前一定要指定G65。
☆如果将两类自变量混合使用,NC自己会辨别属于哪类,最后指定的那一类优先。
☆传递的不带小数点的自变量的单位与每个地址的最小输入增量一致,其值与机床的系统结构非常一致。
为了程序的兼容性,建议使用带小数点的自变量。
☆最多可以嵌套含有简单调用(G65)和模调用(G66)的程序4级。
不包括子程序调用(M98)。
地方变量可以嵌套0~4级。
主程序的级数是0。
用G65和G66每调用一次宏,地方变量的级数增加一次。
上一级地方变量的值保存在NC中。
宏程序执行到M99时,控制返回到调用的程序。
这时地方变量的级数减1,恢复宏调用时存储的地方变量值。
模调用(G66、G67)
功能
一旦指定了G66,那么在以后的含有轴移动命令的段执行之后,地
格式
址P所指定的宏被调用,直到发出G67命令,该方式被取消。
G66PpLl<自变量表>;
12
瑞鹄汽车模具有限公司内部教材其中:
p
L
要调用的程序号
重复的次数(缺省值为1,取值范围1~9999)
自变量传递给宏的数。
与G65调用一样,通过使用自变量表,值被分配给相应的局部变量。
注意:
☆最多可以嵌套含有简单调用(G65)和模调用(G66)的程序4级。
不包括子程序调用(M98)。
模调用期间可重复嵌套G66。
☆
☆
☆
用
☆
☆
在G66段,不能调用多个宏程序。
在自变量前一定要指定G66。
制定G67时取消G66,即其后面的程序不再执行宏成序模态调用。
G66和G67应成对使在含有像M码这样与轴移动无关的段中不能调用宏。
地方变量(自变量)只能在G66段设定,每次执行模态调用时,不能设定局部变量。
附加说明
1用户宏程序与子程序相似,也能寄存和编辑。
2可以在自动操作方式下指定宏调用。
但在自动操作期间不能转换到MDI方式。
也能在MDI操作B方式下应用宏调用。
3不能用顺序号搜索用户宏程序。
4即使当宏程序正在执行,也能以单段方式停止(除了含有宏调用命令、算术操作命令、控制命令的段外)。
含有宏调用命令(G65、G66、G67)的段,在单段方式下不能停止。
而将参数011的第5位置1,含有算术操作命令、控制命令的段能停止。
单段停止方式常用于测试用户宏程序。
注意,在切削补偿方式C下,如果在宏语句处执行了单段停止,该语句被看作是与移动命令无关的段,这时补偿可能不正确。
(严格地讲,这句被看作是移动命令为0的段)。
1“/”如果出现在算术表达式的中间,则被认为是除号。
1
将参数010的第4位置1,可禁止对程序号为9000~9999的程序进行编辑和删除。
同时按住RESET和DELET键重新启动电源时,整个内存将被删除,包括宏程序。
2复位操作可使地方变量和公共变量#100~#199清成空值。
但是,通过设置参数040的第6第7位,可以避免这些参数的复位。
系统变量#1000~#1133不受复位影响。
13
瑞鹄汽车模具有限公司内部教材
8象M98一样,不显示用作子程序调用的M码和T码。
9在表达式中使用的常数取值范围是+0.0000001~+99999999和-99999999~-0.0000001,如果超出此范围,将发出003号报警。
宏程序案例:
1层切程序
O0001
M3S800
G68R0.
G65P7202A150.Z1.L10F3000
G69
M05
M30
%
%
O7202(CENG_QI
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