宏程序WHILE與IF的區(qū)別及應用

UG、MasterCAM、Cimatron等CAD/CAM軟件的興起讓自動編程技術不斷發(fā)展完善，作為傳統(tǒng)手動編程的宏程序應用空間也逐步縮小，但是宏程序精煉簡潔的特性讓它仍然具有實用性，宏程序的編寫過程體現(xiàn)著工程師的工藝理念。

其實說起來宏就是用公式來加工零件，比如說橢圓，如果沒有宏的話，我們要逐點算出曲線上的點，然后慢慢來用直線逼近，如果是個光潔度要求很高的工件的話，那么需要計算很多的點，可是應用了宏后，我們把橢圓公式輸入到系統(tǒng)中然后我們給出Z坐標并且每次加一個量，那么宏就會自動算出X坐標并且進行切削， 實際上宏在程序中主要起到的是運算作用。

?手工編程加工公式曲線（計算簡單，輸入快捷）

?有規(guī)律的切削路徑（作為一個切削模塊）

?程序間的控制（程序的調度）

?刀具的管理（刀具的磨損）

?自動測量（機內測頭）

1.在用戶宏程序本體中，能使用變量，可以給變量賦值，變量間可以運算，程序可以跳轉。

2.普通程序中，只能指定常量，常量之間不能運算，程序只能順序執(zhí)行，不能跳轉，因此功能是固定的，不能變化。

3.用戶宏功能是用戶提高數控機床性能的一種特殊功能，在相類似工件的加工中巧用宏程序將起到事半功倍的效果。

數控系統(tǒng)變量表示形式為“#”后跟1～4位數字，變量種類有三種：

1.局部變量：#1～#33是在宏程序中局部使用的變量，它用于自變量轉移。

2.公用變量：用戶可以自由使用，它對于由主程序調用的各子程序及各宏程序來說是可以公用的。#100～#149在關掉電源后，變量值全部被清除，而#500～#509在關掉電源后，變量值則可以保存。

3.系統(tǒng)變量：由后跟4位數字來定義，它能獲取包含在機床處理器或NC內存中的只讀或讀/寫信息，包括與機床處理器有關的交換參數、機床狀態(tài)獲取參數、加工參數等系統(tǒng)信息。

宏程序可使用變量，可用變量執(zhí)行相應操作；實際變量值可由宏程序指令賦給變量。

1.宏程序的簡單調用格式

宏程序的簡單調用是指在主程序中，宏程序可以被單個程序段單次調用。

調用指令格式：

G65 P（宏程序號）L（重復次數）（變量分配）。

其中：G65―宏程序調用指令；

P（宏程序號）―被調用的宏程序代號；

L（重復次數）―宏程序重復運行的次數，重復次數為1時，可省略不寫；

（變量分配）―為宏程序中使用的變量賦值。

宏程序與子程序相同的一點是，一個宏程序可被另一個宏程序調用，最多可調用4重。

2.宏程序的編寫格式

宏程序的編寫格式與子程序相同。其格式為：

0～（0001～8999為宏程序號）

N10 指令

N～ M99

上述宏程序內容中，除通常使用的編程指令外，還可使用變量、算術運算指令及其它控制指令。變量值在宏程序調用指令中賦給。

1）WHILE語句

G00 X52 Z2;

#2=-14;   

是刀具z向的起刀點（因為刀寬為4mm，所以起刀點定在Z-14的位置）

WHILE〔#2 GE -30〕DO2;   

是z方向的約束條件，當z等于-30時，z向就不再移動

G00 Z〔#2〕;   

z方向的當前位置

#2=#2-2;   

z方向的移動步距，每次移動2mm

#1=52; 

是x方向的起刀點

WHILE〔#1 GE 20〕DO1; 

X方向的約束條件，當直徑等于20時就不再切削

G01 X〔#1〕F0.2; 

x方向的切深

G00 X〔#1+1〕; 

x方向的相對退刀量

#1=#1-1; 

x方向的步距（每次切1mm）

END1;

G00 X52;

END2;


完整程序：

O1234;

G40 G97 G99;                 

T0101;                           

S1000 M3;                       

G00 X52 Z2;                   

#2=-14;                         

WHILE〔#2GE-30〕DO2;    END1;

G00 Z〔#2〕;                   

#2=#2-2;                       

#1=52                           

WHILE〔#1GE20〕DO1;

G01X〔#1〕F0.2;

G00X〔#1+1〕;

#1=#1-1;

G00 X52;

END2;

G00 X150 Z150;

M30;

2）IF語句

G00 X52 Z-2;

#1=-14; 

是刀具的z向起刀點（刀寬為4mm）

N2 #1=#1-2;   

是z方向的移動步距

#2=52; 

為x方向的起刀點

N1#2=#2-1; 

是x方向的步距（每次切深1mm）

G01 X〔#2〕F0.2; 

X方向的當前位置

G00 X〔#2+1〕;   

X方向的相對退刀量

IF 〔#2 GE 21〕GOTO1;     

x方向的約束條件（當x的數值切到20時就進行下面程序，不再返回）

G00 X52;   

X退刀到52的位置

G00 Z〔#1〕;   

Z方向的當前位置

IF 〔#1 GE -30〕GOTO2;   

Z方向的約束條件，當z等于-30時，z向就不在移動


完整程序：

O1234;

G40G97G99;                   

T0101;                           

S1000M3;                       

G00 X52 Z-2;                 

#1=-14;                         

N2 #1=#1-2;                   

#2=52;                           

N1#2=#2-1;                     

G01 X〔#2〕F0.2;

G00 X〔#2+1〕;

IF〔#2GE21〕GOTO1;

G00X52;

G00Z〔#1〕;

IF〔#1GE-30〕GOTO2;

G00X200;

Z200;

M5;

M30;

2.橢圓編程

1）橢圓WHILE語句的標準格式：

#1=a; 

a :為刀具的起刀點在相對橢圓的軸線Z的正方向a mm處

WHILE〔#1 GE b〕DO1;   

b: 為橢圓加工的終點在相對橢圓的軸線Z的負方向b mm處（如果加工的是一個完整的半橢圓，那a、b是數值相同符號不同的兩個數值）


#2= c＊SQRT〔1-#1＊#1/d＊d〕;   

c: 橢圓的短半軸     

d: 橢圓的長半軸（根據橢圓公式求#2，長半軸為d,短半軸為c,#2代表X的數值，#1為Z的數值，SQRT是開方的意思）

G01 X〔±2＊#2+e〕Z〔#1±f〕;

e: 橢圓的X向軸線相對工件坐標系的偏移量（直徑值）

f: 橢圓的Z向軸線相對工件坐標系的偏移量


#1=#1-1；步距（每次移動1mm）

END1;


注意事項：當車削凹橢圓時X后括號中的“±”取“﹣”；當車削凸橢圓時X后括號中的“±”取“+”。


當橢圓的X軸線向正向偏移則Z后括號中的“±”取“+”；當橢圓的X向軸線向負向偏移則Z后括號中的“±”取“﹣”


2）橢圓IF語句的標準格式

#1=a；

a: 為刀具的起刀點在相對橢圓的軸線Z的正方向a mm處

N1#2=b*SQRT〔1-#1*#1/c*c〕;

b:橢圓的短半軸c:橢圓的長半軸（根據橢圓公式X/c+ Y/b=1，SQRT是開方的意思)

G01X〔±2*#2+d〕Z〔#1±e〕F0.2; d:橢圓的X向軸線相對坐標零點的偏移量（直徑值）e:橢圓的Z向軸線相對零面的偏移量

#1=#1-1; 

步距（每次移動1mm）


IF〔#1 GE -f〕GOTO1   

f:橢圓加工的終止

注意事項：當車削凹橢圓時X后括號中的“±”取“﹣”；當車削凸橢圓時X后括號中的“±”取“+”。當橢圓的X軸線向正向偏移則Z后括號中的“±”取“+”；當橢圓的X向軸線向負向偏移則Z后括號中的“±”取“﹣”。

WHILE語句

#1=20；

WHILE〔#1GE-20〕DO1;

#2=10*SQRT〔1-#1*#1/400〕;

G01X〔-2*#2+50〕Z〔#1-25〕;

#1=#1-1;

END1;


IF語句

#1=20；

N1#2=10*SQRT〔1-#1*#1/400〕;

G01X〔-2*#2+50〕Z〔#1-25〕F0.2;

#1=#1-1;

IF〔#1GE-20〕GOTO1;


完整程序


O1234;

G40G97G99;               

T0101;                   

S1000 M3;                 

G00 X50 Z2;               

G73 U5 R5;               

G73 P10 Q20 U0.5 F0.2;     

N10 G0 G42 Z-5;           

#1=20；                 

WHILE〔#1GE-20〕DO1;     

#2=10*SQRT〔1-#1*#1/400〕;

G01X〔-2*#2+50〕Z〔#1-25〕F0.2;

#1=#1-1;

END1;

G00 X50;

N20 G00 G40 Z2;

G70 P10 Q20;

G00 X200;

Z200;

M5;

M30;

IF語句完整格式省略，（IF語句也一樣，只要加上循環(huán)就可以），在FANUC-0i系統(tǒng)中宏程序只能加在G73中。

3.拋物線的加工

1）拋物線WHILE語句的標準格式：

#1=a；

a: 為刀具的起刀點在拋物線軸線Z的方向a mm處

WHILE〔#1 GE -b〕DO1;

b: 為橢圓z向的加工長度

#2=SQRT〔-#1*5/3〕;   

(根據拋物線公式Z=-3/5*X*X,求其中的X值，也就是#2，其中SQRT是開平方的意思）

G01 X〔±2*#2+c〕Z〔#1〕;

c: 為拋物線的X向軸線相對工件坐標系的偏移量（直徑值），“±”

取“+”時為凸，取“-”時為凹#1=#1-1;  步距（每次移動1mm）

END1;

2）拋物線IF語句的標準格式

#1=a；

a: 為刀具的起刀點在拋物線軸線Z的方向a mm處

N1 #2=SQRT〔-#1*5/3〕; 

(根據拋物線公式Z=-3/5*X*X,求其中的X值，也就是#2，其中SQRT是開平方的意思）

G01 X〔±2*#2+b〕Z〔#1〕;

b:為拋物線的X向軸線相對坐標零點的偏移量（直徑值），“±”取“+”時為凸，取“-”時為凹

#1=#1-1;

（Z方向的步距，每次移動1mm）


IF〔#1 GE -c〕GOTO1; c:為橢圓z向的加工長度


拋物線IF語句的另一種形式

#1=a；

N1 #2=SQRT〔（+）#1*5/3〕; 

“+”號可省略

G01 X〔2*#2+b〕Z〔-#1〕;

#1=#1+1;

IF〔#1 LE c〕GOTO1;

假設拋物線是向Z的正方向，再用Z〔-#1〕;把拋物線對稱到負方向

WHILE語句

#1=0；

WHILE〔#1 GE -15〕DO1;

#2=SQRT〔-#1*5/3〕;

G01 X〔2*#2+30〕Z〔#1〕;

#1=#1-1;

END1;


IF語句

#1=0；

N1 #2=SQRT〔-#1*5/3〕;

G01X〔2*#2+30〕Z〔#1〕;

#1=#1-1;

IF〔#1 GE -15〕GOTO1;


完整程序

O1234;

G40 G97 G99;               

T0101;                     

S1000 M3;                 

G00 X42 Z1;                 

G73 U5 R5;                 

G73 P10 Q20 U0.5 F0.2;       

N10 G00 G42 Z0;             

#1=0；                   

WHILE〔#1 GE -15〕DO1;     

#2=SQRT〔-#1*5/3〕;       

G01 X〔2*#2+30〕Z〔#1〕;

#1=#1-1;

END1;

G00 X42;

N20 G00 G40 Z2;

G70 P10 Q20;

G00 X200;

Z200;

M5;

M30;


4.WHILE語句與IF語句的區(qū)別

1）兩種語句返的方向不同

WHILE語句向后返

例：WHILE〔#1 GE 20〕DO1;

G01 X〔#1〕F0.2; 

假設機床執(zhí)行到此句時#1=20，它會繼續(xù)往下執(zhí)行，執(zhí)行到#1=#1-1后#1的值變?yōu)?9，不再滿足約束條件所以就不會返回去。（X方向切到20）

G00 X〔#1+1）;

#1=#1-1;

END1;


2）IF語句向前返

例：N1 #2=#2-1;

G01X〔#2〕F0.2;假設機床執(zhí)行到此句時#2=20，它會繼續(xù)往下執(zhí)行，執(zhí)行到IF〔#2 GE 20〕GOTO1;仍然滿足條件，它會繼續(xù)返回到N1 #2=#2-1;而現(xiàn)在的X值就會變?yōu)?9，不再滿足約束條件，而后再執(zhí)行一

G01X〔#2〕F0.2;最后就執(zhí)行下面的程序（X方向已經切到19）

G00X〔#2+1）;

IF〔#2 GE 20〕GOTO1; 


3)從上面的切槽程序可以看出，IF語句要比WHILE語句的字數要少很多。

4)由于返回的方向不同，在加工中WHILE語句少讀一句，IF語句要多讀一句。

SIEMENS系統(tǒng)（車床)宏程序應用

說明：宏程序是用變量編程，西門子系統(tǒng)的變量號用R表示。

例如用普通編程方法編寫的：G01X-10

用宏程序可表示為：

R1=-10

G01 X=R1

條件轉移：

IF GOTOB：向后跳轉

IF GOTOF：向前跳轉

用普通編程方法編寫的

GO1X100

用變量可表示為：

R1=0

AA：R1=R1+1

G01X=R1

IF R1<100 GOTOB AA

R1是自變量，初始值為0，R1=R1+1表示的是自變量的遞增數值為1，當程序每次走過此行時，R1的值增加1，R1<100是條件式，IF R1<100 GOTOB  AA此行的意思是如果自變量R1<100則程序向后跳轉到標記處：AA

如果R1大于或等于100，則程序往下走。

宏程序在G90和G91模態(tài)下都可以使用，不過它們含義不同，例如;

R1=0,G90R1=R1+1,G1X=R1,此程序走完第二遍X的值是2.

R1=0，G91R1=R1+1，G1X=R1，此程序走完第二遍X的值是3.   解釋：程序走完第一遍R1的值是1，走第二遍的時候R1的值是2，但是在G91模態(tài)下它是在前面的基礎上走的。

1.切槽

T1

TC

T1D1

G0G40X100Z100

M03S1000

G0X54Z2               

快速到達起刀點

Z-10

R1=3                     

定義刀片寬度為3mm   

R2=-10-R1-0.2       

起刀點 為-10，對刀時以刀片左邊；

對刀，所以應減去刀片的寬度,0.2為精加工余量

G1Z=R2F0.1         

刀具到達Z軸起刀點

AA:R2=R2-2.5   

R3=50                   

槽X軸起到點

BB：R3=R3-2       

定義每刀切削深度為2 mm

G1X=R3             

X=R3+1               

每切深2mm單邊退0.5mm排屑

IF R3>30+0.4 GOTOB BB

定義槽深10mm，如果R3>30mm程序向后跳轉到標記處BB，0.4為精加工余量

G0X50                 

刀具到達X軸起刀點

G1Z=R2

IF R2>-30+0.2  GOTOB AA 

定義槽寬為20mm，0.2是精加工余量

G0X50

G01Z-13   

精加工

X30

Z-16

G0X50

Z-30

G01X30

Z-16

G0X50     

退刀

G0X100

Z100

M05

M30

2.橢圓

1)基本格式

R1=0

定義變量R1初始值為0

AA:R2=b×SQRT(1-R1×R1/a×a)

根據橢圓方程所得，a是橢圓的長半軸，b是橢圓短半軸，SQRT是開平方符號。

G1X=±2×R2+X Z=R1-Z 

設定橢圓的位置和形狀，+2為凸形，-2為凹形，X、Z分別是工件軸線和橢圓軸線的距離（直徑制）。

R1=R1-1 

設定加工步距

IF R1>=n GOTOB AA 

如過變量R1<n，則向后跳轉到標記處AA，n為Z向終點坐標。

2)編程舉例：

T1D1

G0G40X100Z100

M3S1000

G0X52Z2

Z-20

CYCLE95（   ）

G42S1500

OO:

R1=20

AA:R2=5×SQRT(1-R1×R1/400)

G1X=-2×R2+50 Z=R1-40

R1=R1-2

IF R1>=-20 GOTOB AA

PP:X42

G0G40X100Z100

M05

M09

M30


3.拋物線

1)基本格式：

R1=0               

設定變量R1的初始值為0

AA：R2=SQRT（-R1×n）

根據拋物線基本格式所得，式中SQRT為開平方符號，n是系數

G01X=2×R2+n   

Z=R1 

加工路徑，+2是凸形，n是X軸起點數值

R1=R1-1           

變量增量值為1mm

IF R1>-30 GOTOB AA   

如果變量R1>-30,程序向后跳轉到標記處：AA


2)編程舉例:

T1

Tc

T1D1

G0G40X100Z100

M03S1000

G0X52Z2

CYCLE95（  ）

G0G42

OO：

R1=0

AA:R2=SQRT（-R1×5/3）

G01X=2×R2+30  Z=R1

R1=R1-2

IF R1>-60  GOTOB  AA

PP：X52

G0X100Z100

M05

M30