CNC编程中的基本概念与变量输入格式

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：在上述程序段中，当#1=01、#2=50.0时，程序段就相当于G01 X50.0 Y150.0；如果#1=00、#2=100.0，则相当于G00 X100.0 Y200.0等。例如，利用指令#100=#1000，可以读入来自PMC的开关量输入信号G054.0；利用指令#1100=1，可将PMC的信号F054.0直接置为ON状态等。5）变量采用的是计算机小数点输入方式，即123.000可以直接以123表示。6）在不同地址下，变量可根据CNC的输入格式，自动四舍五入，例如，当X的输入单位为0.001mm时，如#1=123.456789，X#1自动成为X123.457。

1.宏程序及特点

用户宏程序简称宏程序，这是一种FANUC数控系统的特殊编程功能。宏程序与普通加工程序比较，其主要区别如下：

1）宏程序可用“变量”代替程序字中的“数字”进行编程，程序可使用算术运算式、逻辑运算式、条件转移等高级语言编程指令，因此，它可充分利用CNC的计算功能，来减少编程的计算工作量、提高效率和可靠性。例如，宏程序可使用如下形式的编程指令：

程序中的#1、#2、#3就是变量，它可根据要求通过赋值、运算等方法改变。在上述程序段中，当#1=01、#2=50.0时，程序段就相当于G01 X50.0 Y150.0；如果#1=00、#2=100.0，则相当于G00 X100.0 Y200.0等。

2）宏程序可使用赋值、调用指令，实现参数化编程功能，其程序设计灵活、方便。例如，编制如下宏程序：

图5.1-1 变量的调用和赋值

主程序使用如下宏程序调用指令：

通过改变调用指令G65中的x、y、r、a值，便可实现图5.1-1所示中心为（x，y）、半径为r、角度为a的任意圆周位置进行定位，实现定位程序的参数化编程。调用指令中的X、Y、R、A分别为宏程序变量#24、#25、#18、#1的赋值地址，有关内容见后述。

3）宏程序可以通过变量读取或改变CNC的内部数据，并在程序中使用。例如，利用宏程序指令#100=#5021，可将X轴机床坐标系上的当前位置值读入到变量#100中；利用指令#2201=150.32，可将现行刀具长度补偿号H01所对应的长度补偿值更改为150.32等。

4）宏程序可直接读入/写出集成PMC的开关量信号，检测或控制PMC程序运行和机床动作，因此，可用于自动换刀、工作台交换等特殊控制。例如，利用指令#100=#1000，可以读入来自PMC的开关量输入信号G054.0；利用指令#1100=1，可将PMC的信号F054.0直接置为ON状态等。

2.变量引用与赋值

在FS-0iD上，宏程序变量（Variable）用字符“#”和后续的数字表示，如#1、#130、#1005等。变量引用需要注意以下基本问题：

1）变量可直接代替程序中的数值，如X#1、Y#130、G#2等，但地址O（程序号）、N（程序段号）、/（选择跳段）不允许使用变量。

2）程序中的数值也可用变量运算的表达式代替，如Z[#2+#1∗#4]等；当数值需要取负时，符号应加在表达式前，如Z-[#2+#1/#4]等。

3）变量号也可以为变量或表达式，其表示形式为#[#100]、#[#100-30]等。

4）变量的取值范围为-10⁴⁷～+10⁴⁷，但在实际CNC上，由于-10^-29～+10^-29之间的数值（0除外）已超出CNC的运算精度范围，故不能使用。

5）变量采用的是计算机小数点输入方式，即123.000可以直接以123表示。

6）在不同地址下，变量可根据CNC的输入格式，自动四舍五入，例如，当X的输入单位为0.001mm时，如#1=123.456789，X#1自动成为X123.457。

变量在CNC上的显示如图5.1-2所示，当变量值超过了CNC显示范围时，LCD将显示字符“∗∗∗∗∗∗∗∗”或“+未溢出”、“+溢出”等（详见第8章8.3节），但数值仍有效。变量可利用MDI/LCD面板输入或利用程序进行赋值，有关内容详见后述。

图5.1-2 变量的显示

3.空变量和0变量

在宏程序中，未定义的变量称“空变量（Null Variable）”；数值为“0”的变量称“0变量”，空变量和0变量有如下区别：

1）显示不同。在CNC的LCD上，空变量显示为“数据空（DATA EMPTY）”，而0变量则直接显示数值0。变量#0规定为空变量，且只能用于读出（只读变量）。

2）在程序中，0变量作为数字0处理，但引用空变量时，将连同地址一起被忽略，例如，执行指令：

当#1为0变量时，相当于程序段“G90 G00 X50.0 Y100.0；”；当#1为空变量时，则相当于程序段“G90 X50.0 Y100.0；”。

3）如变量用于表达式时，除赋值、判断指令外，其余空变量与0变量相同；用空变量赋值的变量仍为空变量，空变量只能进行等于（EQ）、不等于（NE）判别，而用0变量赋值的变量值为0，0变量可在所以判别式上使用。

4.变量的分类

FS-0iD的变量分表5.1-1所示的局部变量、公共变量和系统变量三类，三者通过变量号区别，且有不同的性质和用途。

表5.1-1 变量的汇总与比较

（1）局部变量

局部变量（Local Variable）在所有宏程序中可自由使用，变量无规定的用途和意义，它们在CNC断电时自动清除，变为空变量。通过CNC参数PRM6001.7（CLV）的设定，可选择CNC复位是否清除局部变量，设定0时，CNC复位可清除局部变量；设定1时，不清除。局部变量的变量号为#1～#33；它们可以通过宏程序调用指令上的地址A～Z，利用自变量传送功能对其进行赋值。

（2）公共变量

公共变量（Common Variable）是所用宏程序共用的变量，其值统一，因此，利用公共变量，可将某一个宏程序的运算结果用于其他宏程序。公共变量的变量号为#100～#199、#500～#999；#100～#199为断电清除型，#500～#999可断电保持；公共变量的用途和意义也无规定。通过CNC参数PRM6001.6（CCV）的设定，可选择CNC复位是否清除变量#100～#199，设定0，CNC复位可清除变量#100～#199；否则不清除。通过CNC参数PRM6031、PRM6032的设定，可将该范围的公共变量设定为“只读”。

公共变量中的#500～#549可通过宏程序指令SETVNn定义1个或连续多个变量的变量名，定义了变量名的变量在程序中可以直接以变量名代替变量。例如，执行指令：

SETVN510[POS_X，POS_Y，CEN_X，CEN_Y]；

#510的变量名被定义为POS_X、#511的变量名被定义为POS_Y、#512的变量名被定义为CEN_X、#512的变量名被定义为CEN_Y，指令“G02 X#510 Y#511 I#512 J#512；”便可以用指令“G02 X[#POS_X]Y[#POS_Y]I[#CEN_X]J[#CEN_Y]代替。

（3）系统变量

变量号超过#1000的变量称为系统变量（System Variable），其名称、性质和用途固定不变。通过系统变量，用户可对CNC参数、内部数据进行读写或修改，系统变量多用于机床特定控制程序。

CNC编程中的基本概念与变量输入格式

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