系统变量如何编制宏程序

4.4.7　非圆曲线加工

加工非圆曲线时，根据数控车床所用系统不同，其编程方法也有所不同，SINUMERIK应用R参数编程，而FANUC-0i系统利用用户宏程序编程。

将一组命令所构成的功能，像子程序一样事先存入存储器中，用一个命令作为代表，执行时只需写出这个代表命令，就可以执行其功能。这一组命令就称为用户宏程序。

由于用户宏程序允许使用变量代替具体数值，因而在加工同一类零件时，只需将数据赋值与变量即可，而不需要对每一个零件都编一个程序。故用户宏程序实际上是一个含有变量的子程序。

可将相同加工操作编为通用程序，如型腔加工宏程序和固定加工循环宏程序。使用时，加工程序可用一条简单的指令调出用户宏程序，和调用子程序一样。用户宏程序功能有A、B两种类型，本节主要介绍B类型宏程序的基本用法。

1.变量的种类

用一个可赋值的代号代替具体的坐标值，这个代号就称为变量。变量又分为局部变量、系统变量和公共变量三类，他们的性质和用途各不相同。

（1）局部变量　是指限于在用户宏程序内使用的变量，只能用在宏程序中存储数据，如计算结果等。同一个局部变量在不同的宏程序内其值是不通用的，即在某一时刻调用的用户宏程序（不管与前一个用户宏程序是否相同）中所使用的局部变量#i和另一时刻调用的用户宏程序中所使用的#i是不同的。FANUC系统有33组局部变量，分别为#1～#33。FANUC系统局部变量I赋值如表4-4所示。

表4-4　FANUC系统局部变量赋值对照表

注意：1.地址G，L，N，O和P不能在自变量中使用。

2.地址只需符合字地址的格式，不需要按字母顺序指定；但是，I、J和K需要按字母顺序指定。

（2）系统变量　这是固定用途的变量，它的值决定了系统的状态，用于读和写CNC运行时的各种数据，如刀具的当前位置和补偿值。FANUC系统中的变量为#1000～#1015、#1032、#3000等。

（3）公共变量　是指在主程序内和由主程序调用的各用户宏程序内的公用变量，公共变量在不同的宏程序中的意义相同。FANUC系统中共有60个公共变量，它们分为两组，一组是#100～#199；另外一组是#500～#999。

2.变量的运算

用户宏程序中，变量之间可以进行运算，并且用户宏命令可以对变量进行赋值。变量运算包括算术运算、逻辑运算等。

B类型用户宏程序中常用的运算符如表4-5所示。

表4-5　FANUC 系统常用运算符

注意：1.函数SIN，ASIN，COS，ACOS，TAN和ATAN的角度值单位是度。如90°30´表示为90.5度。

2.逻辑运算OR，XOR，AND是一位一位地按二进制数执行。

3.变量的赋值

由于系统变量的赋值情况比较复杂，这里只介绍公共变量和局部变量的赋值。变量的赋值方式可分为直接和间接两种。

（1）直接赋值　例：#2=60（表示将60赋值与#2变量）

　　　　　　　　　 #103=#2（表示将变量#2的即时值赋与变量#103）

（2）间接赋值　间接赋值就是用演算式赋值，即把演算式内演算的结果赋给某个变量。

4.控制指令

编程时，除了用到变量外，还用到了控制指令，它可以控制用户宏程序主体的程序流程。常用的控制指令有以下几种：

（1）条件转移语句　条件转向语句一般由条件式和转向目标两部分构成。

IF［〈条件表达式〉］GOTO n(n=顺序号)〈条件表达式〉成立时，从顺序号为n的程序段开始向下执行；〈条件表达式〉不成立时，执行下一个程序段。

或者IF［〈条件表达式〉］THEN〈条件表达式〉成立时，执行预先定义的宏程序语句，并且只执行一个宏程序语句。

例如：程序段格式为：IF［a GT b］ GOTO c表示为“如果ab，那么转向执行c程序段”。a和b可以是数值、变量或含有数值及变量的算式，c是转向目标的程序段号。〈条件表达式〉的种类如表4-6所示。

表4-6　〈条件式〉的种类

注意：条件表达式中必须包含运算符，运算符插在两个变量中间或变量和常数中间，并且用括号（［，］）封闭。

（2）无条件转移语句 GOTO　n　表示从当前程序段转移到n程序段去。

例如：GOTO 60 表示无条件转向执行N60的程序段，而不论N60程序段在转向语句之前还是其后。

条件转向语句在宏程序内使用比较广泛。使用条件转向语句，能编出准确的用户宏程序。对于如图4-48中的椭圆，我们在前述的基础上加一个用#7表示的变量，来代表切削终点B的Z坐标值（在该例中，#7等于零），它可以在宏程序中用D赋值。

（3）循环语句　WHILE　［〈条件表达式〉］DO m（m=顺序号）… END m；

5.椭圆加工

在数控车床上加工椭圆的方法有四心法与逼近法两种：

（1）四心法　四心法的加工原理是根据椭圆的近似做法，将椭圆分为四段圆弧分别加工，在加工精度较低的情况下可以考虑用此法来加工。在这里不作详细介绍。

（2）逼近法　逼近法是采用多段圆弧或直线逼近椭圆，常用的是直线逼近法。应用这种方法加工非圆曲线时，只要步距足够小，在零件上所形成的最大误差就会小于零件所允许的加工误差，从而加工出标注的标准的椭圆。

（3）车削如图4-45（a）所示零件，编制零件精加工程序。由图可知，工件右半部分为一个标准椭球，椭圆长半轴为20mm，短半轴为12mm，即a=12mm，b=20mm；假设椭圆上任意一点D（X,Z），令变量如图4-45（a）所示：

图4-45　椭圆轮廓及变量

假设将工件坐标系原点设在椭圆的右端面，α为刀具沿椭圆轮廓加工到D点时所对应的圆心角，如图4-45（b）所示，则椭圆的极坐标方程为：

将α赋予变量#1，则#1=α，令椭圆加工的步距角为0.001度，将椭圆上任意一点D（X,Z）点的X、Z坐标分别赋予变量#2、#3，则：#2=20-20×COS［#1］#3=12×SIN［#1］

则令#4=2×#3（因为是直径量编程，所以X值取3号变量的2倍。）

加工程序如下：