數控加工中宏程序的編制方法第1頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五

普通程序中，只能指定常量，常量之間不能進行運算，程序只能順序執行，不能跳轉，因此功能固定的，不能變化。用戶宏功能是用戶提高數控機床性能的一種特珠功能，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。

一、宏程序概述

第2頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五用戶宏程序

用戶宏程序（Custommacro）是以變量的組合，通過各種算術和邏輯運算，轉移和循環等命令，而編制的一種可以靈活運用的程序，只要改變變量的值，即可以完成不同的加工和操作。用戶宏程序可以簡化程序的編制，提高工作效率。宏程序可以像子程序一樣用一個簡單的指令調用。用戶宏程序與普通程序區別：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；而普通程序中，只能指定常量，常量之間不能運算，程序只能順序執行，不能跳轉，功能是固定，不能變化。用戶宏功能是用戶提高數控機床性能一種特殊功能，相類似工件加工中巧用宏程序將起到事半功倍效果。

第3頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五二、FANUC宏程序簡介

在數控編程中，宏程序編程靈活、高效、快捷。宏程序不僅可以實現象子程序那樣，對編制相同的加工操作程序非常有用，還可以完成子程序無法實現的特殊功能，例如，型腔加工宏程序、固定加工循環宏程序、球面加工宏程序、錐面加工宏程序等。

第4頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五1.變量的表示變量是用符號#后面加上變量號碼表示的，即：#i（i=0，1，2，3…）例如：#8，#110，#20

變量號也可以用一個表達式來指定，這時表達式必須用括弧括起來。

例如：#[#1+#12-12]

2.變量的引用跟在地址后面的數字可以被變量替換。假設程序中出現有〈地址〉#1或〈地址〉-#1時，就意味著把變量值或它的負值作為地址的指令值。為了在程序中引用變量，指定一個字地址其后跟一個變量號。例如：G#104；

第5頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五

當用表達式指定一個變量時，須用方括號括起來。例如：G01X[#1+#2]；引用的變量值根據地址的最小輸入增量自動進行四舍五入。例如：G00X#1；其中#1值為12.3456，CNC最小輸入增量1/1000mm，則實際命令為G00X12.346。

為了將引用的變量值的符號取反，在#號前加“-”號。例如：G00X-#1；第6頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五

當引用一個未定義的變量時，這個變量被當作空變量。變量#0始終被當作空變量，它不被賦任何值。忽略變量及引用變量的地址。例如：#1=0，#2=“空”，則G00X#1Y#2的執行結果是G00X0；注意

程序號“O”、順序號“N”、任選段跳躍號“/”不能使用變量。例如：變量不能用于下列方法：

O#1；

/#2G00X100.0；

N#3Y200.0；第7頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五3.FANUC變量的類型變量號變量類型功能#0空(Null)該變量的值總為空#1-#33局部變量(LocalVariables)

局部變量是只能用于宏程序中存儲數據，例如運算結果。當斷電時，局部變量的值被清除，當宏程序被調用時，可對局部變量賦值。#100-#199#500-#999公共變量(CommonVariables)

公共變量在不同的宏程序中的意義相同.當斷電時,變量#100-#199初始化為空.變量#500-#999的數據保存,即使斷電也不丟失。#1000-系統變量(SystemVariables)

系統變量是固定用途的變量，它的值決定系統的狀態，用于表示接口的輸入/輸出、刀具補償、各軸當前位置等，有些系統變量只能被讀取。

第8頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五注意：

1）公共變量是在主程序和主程序調用的各用戶內公用的變量。也就是說，在一個宏指令中的#i與在另一個宏指令中的#i是相同的。其中#100～#199公共變量是電源斷電后即清零，重新開機時被設置為“0”；#500～#599公共變量即使斷電后，它們的值也保持不變，因此也稱為保持性變量。

2）系統變量的序號與系統的某種狀態有嚴格的對應關系。例如，刀具偏置序號為#01～#99，這些值可以用變量替換的方法加以改變，在序號1～99中，不用作刀具偏置變量的變量可以用作保持性公共變量#500～#531。

第9頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五5.系統變量(1)刀具補償存儲器C的系統變量補償號刀具長度補償（H）刀具半徑補償（D）幾何補償磨損補償幾何補償磨損補償123:200:400#11001(#2201)#11002(#2202)#11003(#2203):#11200(#2400):#11400#10001(#2001)#10002(#2002)#10003(#2003):#10200(#2200):#11400#13001#13002#13003:#13200:#13400#12001#12002#12003:#12200:#12400第10頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五4.FANUC宏程序的構成

1）包含變量

2）包含算術或邏輯運算（=）的程序段

3）包含控制語句（例如：GOTO，DO

，END）的程序段

4）包含宏程序調用指令（G65，G66，

G67或其他G代碼，M代碼調用宏序）的程序段第11頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五三、FANUC宏程序運算符Ⅰ功能格式備注定義#i=#j加法#i=#j+#k減法#i=#j-#k乘法#i=#j*#k除法#i=#j/#k第12頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五功能格式備注正弦#i=SIN[#j]角度以度指定，如90o30’表示為90.5度反正弦#i=ASIN[#j]余弦#i=COS[#j]反余弦#i=ACOS[#j]正切#i=TAN[#j]反正切#i=ATAN[#j]第13頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五第14頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五三、FANUC宏程序的條件表達式運算符運算符 含義

EQ 等于

NE 不等于

GT 大于

GE 大于或等于

LT 小于

LE 小于或等于第15頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五功能 格式 備注平方根 #i=SQRT[#j] 絕對值 #i=ABS[#j] 舍入 #i=ROUND[#j] 上取整 #i=FIX[#j] 下取整 #i=FUP[#j] 自然對數 #i=LN[#j] 指數函數 #i=EXP[#j] 第16頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五運算中的誤差第17頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五注：1相對誤差取決于運算結果。2使用兩類誤差的較小者。3絕對誤差是常數，而不管運算結果。4函數TAN執行SIN/COS。5如果SIN、COS或TAN函數的運算結果小于

1.0×10-8或由于運算精度的限制不為0的話，設定參數Ｎo.6004＃1為1，則運算結果可以規算為0。變量值的精度約為8位十進制數。當在加/減運算中處理非常大的數時，將得不到期望的結果。

第18頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五無條件轉移：GOTOn

（n為順序號，1——99999）例1

下面的程序計算數值1～10的總和。

O9500#1=0；存儲和數變量的初值

#2=1；被加數變量的初值

N1IF[#2GT10]GOTO2；當被加數大于10時轉移到N2#1=#1+#2；計算和數

#2=#2+1；下一個被加數

GOTO1；轉到N1N2M30；程序結束四、FANUC宏程序的轉移和循環Ⅰ第19頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五

四、

FANUC宏程序的轉移和循環Ⅱ條件轉移：（IF語句）格式：IF[條件表達式]GOTOn

當指定的條件表達式滿足時，轉移到標有順序號n的程序段，如果指定的條件表達式不滿足時，執行下個程序段第20頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五四、

FANUC宏程序的轉移和循環ⅢIF[條件表達式]THEN當指定的條件表達式滿足時，執行預先決定的宏程序語句。例：IF[#1EQ#2]THEN#3=0；第21頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五四、

FANUC宏程序的轉移和循環ⅣWHILE[條件表達式]Dom；（m=1，2，3）

注：循環允許嵌套，最多3層，但不允許交叉；條件不滿足條件滿足

ENDm第22頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五四、

FANUC宏程序的轉移和循環Ⅳ第23頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五四、

FANUC宏程序的轉移和循環Ⅳ第24頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五四、

FANUC宏程序的轉移和循環Ⅳ第25頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五

當指定的條件滿足時，執行從WHILEDO到END之間的程序。否則，轉而執行END之后的程序段。這種指令格式適用于IF語句。DO后的號和END后的號是指定程序執行范圍的標號，標號值為1，2，3。若用1，2，3以外的值會產生P/S報警No.126。說明例：O0001；（1+10的和）#1=0；#2=1；WHILE[#2LE10]DO1;#1=#1+#2;#2=#2+1;END1;M30;第26頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五

五、FANUC宏程序的類型及調用Ⅰ一、A類宏程序

格式：G65HmP#iQ#jR#k

現已基本不用FANUC宏程序的調用第27頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五第28頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五

二、B類宏程序

1.非模態調用指令G65：格式：G65PpLl<自變量指定>

其中p：要調用的程序號

L：調用次數（默認為1）自變量：數據傳遞到宏程序

2.模態調用指令（G66）：

格式：

G66PpLl<自變量指定>；參數意義

G67;（取消模態）其中p：要調用的程序號

L：調用次數（默認為1）自變量：數據傳遞到宏程序第29頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五第30頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五

六、FANUC宏程序特殊用法

宏程序還可以實現系統參數的控制，如，坐標系的讀寫、刀具偏置的讀寫、時間信息的讀寫、倍率開關的控制等。當偏置組數小于等于200時，也可以用#2001——#2400

第31頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五1.刀具補償存儲器C用G10指令進行設定P：刀具補償號R：絕對值指令（G90）方式時的刀具補償值。增量值指令（G91）方式時的刀具補償值為該值與指定的刀具補償號的值相加。H代碼的幾何補償值G10L10P

R

;D代碼的幾何補償值G10L12P

R

;H代碼的磨損補償值G10L11P

R

;D代碼的磨損補償值G10L13P

R

;第32頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五2.自動運行控制的系統變量#3003單程序段輔助功能的完成0有效等待1無效等待2有效不等待3無效不等待第33頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五3.自動運行控制的系統變量#3004進給暫停進給速度倍率準確停止0有效有效有效1無效有效有效2有效無效有效3無效無效有效4有效有效無效5無效有效無效6有效無效無效7無效無效無效第34頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五4.工件原點偏移值的系統變量Ⅰ#5201：#5204第1軸外部工件零點偏移值：第4軸外部工件零點偏移值#5221：#5224第1軸G54工件零點偏移值：第4軸G54工件零點偏移值#5241

：#5244第1軸G55工件零點偏移值：第4軸G55工件零點偏移值第35頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五4.工件原點偏移值的系統變量Ⅱ#5261：#5264第1軸G56工件零點偏移值：第4軸G56工件零點偏移值#5281：#5284第1軸G57工件零點偏移值：第4軸G57工件零點偏移值#5301

：#5304第1軸G58工件零點偏移值：第4軸G58工件零點偏移值第36頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五4.工件原點偏移值的系統變量Ⅲ#5321：#5324第1軸G59工件零點偏移值：第4軸G59工件零點偏移值#7001：#7004第1軸工件零點偏移值（G54.1P1）：第4軸工件零點偏移值（G54.1P1）#7021：#7024第1軸工件零點偏移值（G54.1P2）：第4軸工件零點偏移值（G54.1P2）第37頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五4.工件原點偏移值的系統變量Ⅳ#7041：#7044第1軸工件零點偏移值（G54.1P3）：第4軸工件零點偏移值（G54.1P3）#7061：#7064第1軸工件零點偏移值（G54.1P4）：第4軸工件零點偏移值（G54.1P4）#7941：#7944第1軸工件零點偏移值（G54.1P48）：第4軸工件零點偏移值（G54.1P48）第38頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五4.工件原點偏移值的系統變量Ⅴ軸功能變量號第一軸外部工件零點偏移#2500#5201G54工件零點偏移#2501#5221G55工件零點偏移#2502#5241G56工件零點偏移#2503#5261G57工件零點偏移#2504#5281G58工件零點偏移#2505#5301G59工件零點偏移

#2506#5321第39頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五4.工件原點偏移值的系統變量Ⅵ軸功能變量號第二軸外部工件零點偏移#2600#5202G54工件零點偏移#2601#5222G55工件零點偏移#2602#5242G56工件零點偏移#2603#5262G57工件零點偏移#2604#5282G58工件零點偏移#2605#5302G59工件零點偏移

#2606#5322第40頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五4.工件原點偏移值的系統變量Ⅶ軸功能變量號第三軸外部工件零點偏移#2700#5203G54工件零點偏移#2701#5223G55工件零點偏移#2702#5243G56工件零點偏移#2703#5263G57工件零點偏移#2704#5283G58工件零點偏移#2705#5303G59工件零點偏移

#2706#5323第41頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五4.工件原點偏移值的系統變量Ⅷ軸功能變量號第四軸外部工件零點偏移#2800#5204G54工件零點偏移#2801#5224G55工件零點偏移#2802#5244G56工件零點偏移#2803#5264G57工件零點偏移#2804#5284G58工件零點偏移#2805#5304G59工件零點偏移

#2806#5324第42頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五5.用G10改變工件坐標系零點偏移值

格式：G10L2PpIP

；P=0：外部工件零點偏移值P=1：工件坐標系G54的零點偏移值P=2：工件坐標系G55的零點偏移值P=3：工件坐標系G56的零點偏移值P=4：工件坐標系G57的零點偏移值P=5：工件坐標系G58的零點偏移值P=5：工件坐標系G59的零點偏移值IP：對于絕對值指令（G90），為每個軸的工件零點偏移值。對于增量值指令（G91），為每個軸加到設定的工件零點偏移值。第43頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五七、示例

1.攻絲加工循環第44頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五2.車削類宏程序練習（1）練習一第45頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五#1—Z坐標值變量;

#2—X函數值變量;

#4—X

坐標值變量;

Ｏ0001；

G98

G97

G40

G21；

M03

S800

；

T010l；

G00G42X45.0Z5.0

；

G73

U20.OR20.O；

G73Pl0Q50U0.3

W0.0F1O0.0

；

Nl0G01X0.0F8OSl000;

Z0.0

;

#1

=25.0;

N20#2=SQRT[[1

-#1*#1

/625.]*

225.

];

#3=#1-25.0

;

#4=#2*2.0;

G01X#4

Z#

3;

#l=#l-0.1;

IF[#

lGE

0.0]

GOTO20;

G01

Z-35.0;第46頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五G02

X40.0Z-40.0R5.0;

N50G0lX45.0;

G7OP1OQ50;

G00G40

X100.0Zl00.0;

M05;

M30；第47頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五（2）練習二第48頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五O0002

M03S600;G00X65Z5；

G73U22W0R12；

G73P1Q3U0.5W0F0.2；

N1G00X0；

G01Z0；＃1=40；

N2＃2=SQRT［［1-[＃1*＃1]/1600］*225］；＃3=［＃1－40］；＃4=21+［＃2*2］；

G01X＃4Z＃3F0.1；＃1=＃1-0.1IF［＃1GE10.2］GOTO2GO1Z-29.8；

第49頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五

Z-46；

G02X58W-4R4;G01X60Z-60N3G01X65；

G70P1Q3S1000;G00X100Z100;M05M09;M30;第50頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五（3）練習三第51頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五O0003

M03

S600

T0101

G00X60Z1

G73U25WOR22

G73P1Q3U0.05WOF0.01

N1

G01X18.802

Z0F0.2

#1=15

N2

#2=-SQRT[[1-#1*#1/400]*169]

#3=#1-15

#1=#1-0.1

G01

X[36+2*#2]Z#3F0.15

IF

[#1GE-16]GOTO

2

G01Z-31

G03X26Z-38.706R12第52頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五

G01

Z-46

X30

X32W-1

Z-59.9

X37

G02

X57W-10R10

G01

Z-105

N3

X60

G70P1

Q3

G00X100

Z100

M05

M30第53頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五（4）練習四第54頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五第55頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五（5）練習五配合件第56頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五第57頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五第58頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五（6）練習五綜合件第59頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五（6）練習五綜合件第60頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五第61頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五FANUC宏程序的G代碼調用程序號參數號O90106050O90116051O90126052O90136053O90146054O90156055O90166056O90176057O90186058O90196059第62頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五七FANUC宏程序的G代碼調用第63頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五FANUC宏程序的M代碼調用程序號參數號O90206080O90216081O90226082O90236083O90246084O90256085O90266086O90276087O90286088O90296089第64頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五FANUC宏程序中刀具半徑補償

第65頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五SIEMENS參數編程

格式：Rn（n的缺省取值范圍為0-99）例如:R1R2…R99第66頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五西門子參數化的幾種形式

1）用DEF命令，在.MPF或者.SPF程序中制定變量，以達到調用的目的；

2）通過siemens自帶的100～1000個R參數進行參數的編制；（802D有300個）

3）直接調用siemens系統變量，進行參數化程序編制。

第67頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五

SIEMENS參數編程

與FANUC類似，但功能要弱一些。變量以“R”開始，如：R0、R1、R99。不包含系統變量，系統變量以“$”開頭。第68頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五802D

R0～R99——可自由使用；

R100～R249——加工循環傳遞參數（如程序中

沒有使用加工循環，這部分參數可自由使用）；

R250～R299——加工循環內部計算參數（如程

序中沒有使用加工循環，這部分參數可自由使用）。

（2）賦值方式

為程序的地址賦值時，在地址字之后應使用

“=”，N、G、L除外。

第69頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五提示：請確定是否你的設備供應商已經占用了一些R參數，如果有設備制造商占用了一些R參數，最好不要使用這些R參數，選取其他R參數就可以了。

R參數的用法和用DEF定義的變量用法是一樣的，重要的區別是R參數不用定義，可以直接在程序中任何位置進行調用就可以了。而且不受SPF,MPF的控制，任何程序都可以直接調用。不過，最好在使用R參數的時候，進行一些約定俗成，以便以后不會因為人員的變動造成參數含義的錯亂，那時候就非常麻煩了！！！第70頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五SIEMENS參數編程中的數學運算符Ⅰ

第71頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五SIEMENS參數編程中的數學運算符Ⅱ

第72頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五SIEMENS參數編程中的比較或邏輯運算符

第73頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五變量編程中的數學知識—橢圓橢圓的解析方程：橢圓的參數方程：實軸長=2a，短軸長=2b

tabxytabxy第74頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五變量編程中的數學知識—拋物線（1）

拋物線方程：

幾何意義：是焦點到準線的距離。焦點：準線方程：第75頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五變量編程中的數學知識—拋物線（2）拋物線方程：

幾何意義：是焦點到準線的距離。焦點：準線方程：第76頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五變量編程中的數學知識—拋物線（3）拋物線方程：

幾何意義：是焦點到準線的距離。焦點：

準線方程：第77頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五變量編程中的數學知識—拋物線（4）

拋物線方程：幾何意義：是焦點到準線的距離。焦點：準線方程：第78頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五變量編程中的數學知識—拋物線（5）

拋物線參數方程

第79頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五參數編程中的數學知識—雙曲線

雙曲線方程：

焦點：F1(-c,0),F2(0,c).漸近線方程：

y=±（b/a）*x第80頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五

雙曲線的參數方程:

以原點為圓心，分別以a、b為半徑作圓，如圖，NoH=，過

N、H分別作切線確定點M的橫坐標、縱坐標，根據三角函數的定義

x=asecy=btg

參數也稱作離心角。?baoxy)MHN第81頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五SIEMENS參數編程示例

第82頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五SIEMENS參數編程程序跳轉Ⅰ

無條件跳轉GOTOBLABEL（向后跳轉，向程序頭跳轉）GOTOFLABEL（向前跳轉，向程序尾跳轉）LABEL為程序段標示第83頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五SIEMENS參數編程程序跳轉Ⅱ

條件跳轉

IF表達式GOTOBLABEL（向后跳轉，向程序頭跳轉）

IF表達式GOTOFLABEL（向前跳轉，向程序尾跳轉）LABEL為程序段標示第84頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五SIEMENS參數編程程序跳轉Ⅱ

IFR1>R2GOTOFMARKE1如果R1大于R2，那么跳躍到MARKE1R7<=(R8+R9)*743GOTOBMARKE1作為條件的復合表達式IFR10GOTOFMARK1允許確定一個變量（INT，REAL，BOOL或CHAR）。如果變量值為0（=FALSE），條件就不能滿足；對于所有其他值，條件為TRUEIFR1==0GOTOFMARKE1IFR1==1GOTOFMARKE2同一程序段中的幾個條件第85頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五宏程序示例

例一：采用Φ20R4銑刀加工SR30的球，已知球心坐標為（X0Y0Z-5.）如下圖所示：第86頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五宏程序示例一圖

第87頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五宏程序示例一分析

分析：銑球程序一般采用自動編程來實現，但是，利用宏程序強大的功能同樣也可以實現，而且程序更加簡潔。編程思路：銑球可以認為是多個銑圓的組合。排刀分布：有兩種方案，一是按Z向分布，二是按圓心角分布。從保證表面質量來看，最佳方案為按圓心角分布。第88頁，共94頁，2023年，2月20日，星期五宏程序示例一計算