数控宏指令的另一种用法

孙 浩

（济南动力有限公司，山东 济南 250200）

数控宏程序的编制与应用，是手工编程的最高形式。希望通过本文阐述的的一些数控宏程序实例，可以给同行提供一个解决问题的思路和方法。

1 数控系统的函数计算模型

笔者在平时的生产中发现，现场编程人员中，有时因为生产现场的限制，通常无法利用计算机等计算辅助设备，所以各种功能强大的机械辅助软件，也都会无法应用，如果计算角度，及加工所需要的各种曲线参数，都需要现场编程人员通过查询相关的手册，如《机械工人切削手册》等,来得到相应的计算公式、计算方法及参数，再手动计算或利用计算器来进行计算。其过程非常繁琐，计算过程中经常会出现各种错误，从而影响最终计算结果，进而影响产品的品质。

目前的大部分数控系统，都具有比较完整的数学运算能力，除可以进行普通的运算外，大多数系统还内建了多种数学函数的计算模型，如三角函数、指数函数、开平方、对数等。在生产现场，利用数控系统的数学运算功能，对这些函数进行计算，可以极大地降低数控程序的编写计算复杂程度，降低手工计算出现错误的发生。

另外，还可以通过系统变量的运算，实现一些繁琐数据的简化输入，如刀具长度补偿值，和工件坐标系等，提高了生产效率，缩短生产准备时间，减少因为人为原因而出现的错误。

2 变量的功能及作用

数控编程中的变量，按作用域分为三类：局部变量，公共变量，系统变量。

#1～#33是局部变量。局部变量只在变量自己所在的程序内起作用；例如：当断电时，这些局部变量被初始化为空变量，只有在调用相应的宏程序时，自变量才会对局部变量进行赋值；

#100～#199，#500～#999 是公共变量。公共变量分为两种，在不同的程序内，他们的意义没有什么不同，但是，当数控系统断电时，变量#100～#199初始化为空变量。变量#500～#999的数据则会保存，即使数控系统断电也不会丢失。

#1000以上，是系统变量。系统变量用于读和写数控系统内的各种参数和数据，例如刀具现在的位置和系统数控系统的当前时间等。

3 编程实例

3.1 求三角函数的编程实例

O0002；

#1=30；

#2=SIN[#1]；

#500=#2；

M30；

如果对计算结果需要长时间保存，则应该选择公共变量(#500～#999)，如上述编程实例。因为，#1～#33是局部变量，在机床断电以后，会初始化为空变量。而公共变量#500～#999在机床断电之后，却不会丢失。上述实例，运算结果可以在程式自变量#500中查询。

将此程序保存，以后需要时只要将#1的赋值修改为相应的角度数，以此类推，我们还可以计算cos，tan，atan的具体数值。

3.2 利用G10指令实现刀具长度补偿值的快速输入

数控机床一般有8个以上的刀位，部分多轴机床已经达到了40多个，在没有对刀仪而加工所需要的刀具又比较多的情况下，由操作人员逐个试切对刀、进行测量，然后再计算各个刀具的长度补偿值，进而手动输入到刀具几何补偿表内，这是是正常生产加工之前，必须要做的一件工作。

但这种方法的效率比较低，并且人工计算很容易出错，所以其准确性也比较低，这就会直接或间接影响到产品的品质与生产的效率。

为了弥补这一缺陷，笔者通过运行宏程序，让其利用数控系统自动运算功能，计算每把刀具长度补偿值，然后通过G10指令，将其输到刀具几何补偿表中。G10指令是FANUC系统提供给用户应用程序之类方式进行参数修改的指令，通过G10与系统中的宏指令相互配合，利用其中的工件坐标系的修改功能，刀具补偿值的修改功能运用宏程序，来实现刀具长度补偿值和工件坐标系的自动输入，既节约了生产准备时间，同时避免了操作者人为输入错误情况的发生。

O0045

T01；

M06；

M00；（程序暂停，用手轮摇动刀具到到正确的对刀位）

#1=#4120；(读取机床主轴上的当前刀具号)

#2=715.5；（主轴端面到对刀点的距离）

#3=#5023；（读取机床Z轴的机械坐标值）

#4=#2+#3；（计算刀具的长度补偿）

G90G10L10P#1R#4；（将计算出来的刀长输入）

G91G30P2G0Z0.；（刀具返回）

G91G30P2G0X0.Y0.Z0.；

M02；

如果是加工中心之类的机床，会存在一个旋转工作台的问题。这时，只可以应用同一个工作台来确定刀具的长度，以保证刀具长度值的统一，上例为简易数控机床的对刀程序，本文只对其对刀思路进行了一定的分析，至于复杂的多轴数控机床，需要考虑的问题将更多，其对刀的宏程序也将更加复杂。

关于坐标系的更改，我们还可以利用G10 L2 P_IP_与FANUC的系统变量相结合，来更改工件的坐标系，实现工件坐标系的快速建立。防止因为繁琐数据的输入而产生错误。

4 结束语

利用数控机床系统内部的数学运算功能，可以降低程序编制的计算复杂程度，节省程序调试计算的时间，通过G10与宏指令的结合，降低编程关键数据输入差错率，提高编程效率。在生产过程中，善于应用宏指令功能，可以有效提高数控机床的加工性能。笔者希望上述方法，可以对解决一些手工编程中的问题，提供一些解决方法和思路。。

[1]李 峰，白一凡.数控铣削变量编程实例教程[M].北京：化学工业出版社，2007.

[2]江叶青，朱 芸，朱明瑞.用FANUC用户宏程序开发对刀自动输入刀长功能[J].制造技术与机床，2010，（5）:135-136.