數控宏指令的另一種用法

孫 浩

（濟南動力有限公司，山東 濟南 250200）

數控宏程序的編制與應用，是手工編程的最高形式。希望通過本文闡述的的一些數控宏程序實例，可以給同行提供一個解決問題的思路和方法。

1 數控系統的函數計算模型

筆者在平時的生產中發現，現場編程人員中，有時因為生產現場的限制，通常無法利用計算機等計算輔助設備，所以各種功能強大的機械輔助軟件，也都會無法應用，如果計算角度，及加工所需要的各種曲線參數，都需要現場編程人員通過查詢相關的手冊，如《機械工人切削手冊》等,來得到相應的計算公式、計算方法及參數，再手動計算或利用計算器來進行計算。其過程非常繁瑣，計算過程中經常會出現各種錯誤，從而影響最終計算結果，進而影響產品的品質。

目前的大部分數控系統，都具有比較完整的數學運算能力，除可以進行普通的運算外，大多數系統還內建了多種數學函數的計算模型，如三角函數、指數函數、開平方、對數等。在生產現場，利用數控系統的數學運算功能，對這些函數進行計算，可以極大地降低數控程序的編寫計算復雜程度，降低手工計算出現錯誤的發生。

另外，還可以通過系統變量的運算，實現一些繁瑣數據的簡化輸入，如刀具長度補償值，和工件坐標系等，提高了生產效率，縮短生產準備時間，減少因為人為原因而出現的錯誤。

2 變量的功能及作用

數控編程中的變量，按作用域分為三類：局部變量，公共變量，系統變量。

#1～#33是局部變量。局部變量只在變量自己所在的程序內起作用；例如：當斷電時，這些局部變量被初始化為空變量，只有在調用相應的宏程序時，自變量才會對局部變量進行賦值；

#100～#199，#500～#999 是公共變量。公共變量分為兩種，在不同的程序內，他們的意義沒有什么不同，但是，當數控系統斷電時，變量#100～#199初始化為空變量。變量#500～#999的數據則會保存，即使數控系統斷電也不會丟失。

#1000以上，是系統變量。系統變量用于讀和寫數控系統內的各種參數和數據，例如刀具現在的位置和系統數控系統的當前時間等。

3 編程實例

3.1 求三角函數的編程實例

O0002；

#1=30；

#2=SIN[#1]；

#500=#2；

M30；

如果對計算結果需要長時間保存，則應該選擇公共變量(#500～#999)，如上述編程實例。因為，#1～#33是局部變量，在機床斷電以后，會初始化為空變量。而公共變量#500～#999在機床斷電之后，卻不會丟失。上述實例，運算結果可以在程式自變量#500中查詢。

將此程序保存，以后需要時只要將#1的賦值修改為相應的角度數，以此類推，我們還可以計算cos，tan，atan的具體數值。

3.2 利用G10指令實現刀具長度補償值的快速輸入

數控機床一般有8個以上的刀位，部分多軸機床已經達到了40多個，在沒有對刀儀而加工所需要的刀具又比較多的情況下，由操作人員逐個試切對刀、進行測量，然后再計算各個刀具的長度補償值，進而手動輸入到刀具幾何補償表內，這是是正常生產加工之前，必須要做的一件工作。

但這種方法的效率比較低，并且人工計算很容易出錯，所以其準確性也比較低，這就會直接或間接影響到產品的品質與生產的效率。

為了彌補這一缺陷，筆者通過運行宏程序，讓其利用數控系統自動運算功能，計算每把刀具長度補償值，然后通過G10指令，將其輸到刀具幾何補償表中。G10指令是FANUC系統提供給用戶應用程序之類方式進行參數修改的指令，通過G10與系統中的宏指令相互配合，利用其中的工件坐標系的修改功能，刀具補償值的修改功能運用宏程序，來實現刀具長度補償值和工件坐標系的自動輸入，既節約了生產準備時間，同時避免了操作者人為輸入錯誤情況的發生。

O0045

T01；

M06；

M00；（程序暫停，用手輪搖動刀具到到正確的對刀位）

#1=#4120；(讀取機床主軸上的當前刀具號)

#2=715.5；（主軸端面到對刀點的距離）

#3=#5023；（讀取機床Z軸的機械坐標值）

#4=#2+#3；（計算刀具的長度補償）

G90G10L10P#1R#4；（將計算出來的刀長輸入）

G91G30P2G0Z0.；（刀具返回）

G91G30P2G0X0.Y0.Z0.；

M02；

如果是加工中心之類的機床，會存在一個旋轉工作臺的問題。這時，只可以應用同一個工作臺來確定刀具的長度，以保證刀具長度值的統一，上例為簡易數控機床的對刀程序，本文只對其對刀思路進行了一定的分析，至于復雜的多軸數控機床，需要考慮的問題將更多，其對刀的宏程序也將更加復雜。

關于坐標系的更改，我們還可以利用G10 L2 P_IP_與FANUC的系統變量相結合，來更改工件的坐標系，實現工件坐標系的快速建立。防止因為繁瑣數據的輸入而產生錯誤。

4 結束語

利用數控機床系統內部的數學運算功能，可以降低程序編制的計算復雜程度，節省程序調試計算的時間，通過G10與宏指令的結合，降低編程關鍵數據輸入差錯率，提高編程效率。在生產過程中，善于應用宏指令功能，可以有效提高數控機床的加工性能。筆者希望上述方法，可以對解決一些手工編程中的問題，提供一些解決方法和思路。。

[1]李 峰，白一凡.數控銑削變量編程實例教程[M].北京：化學工業出版社，2007.

[2]江葉青，朱 蕓，朱明瑞.用FANUC用戶宏程序開發對刀自動輸入刀長功能[J].制造技術與機床，2010，（5）:135-136.