內容簡介
《FANUC數控係統用戶宏程序與編程技巧》是Peter Smid先生齣版的暢銷書《數控編程手冊》 (CNC Programming Handbook)的姊妹篇,主要講述有關數控宏程序的內容。其目的是幫助讀者使用宏程序進行數控編程,並瞭解什麼是宏程序、如何開發宏程序、如何有效地使用宏程序等。書中也涉及瞭有關CNC編程的其他幾個問題。
書中提供瞭所有通用FANUC數控係統的宏程序實例,其目的不僅是作為講解編程技巧的實例,更重要的是作為實用宏程序的基礎幫助讀者方便容易地使用這些宏程序。各種不同控製器所使用的宏程序在編程方法上是一緻的,隻是在使用的語法上有差異。學習FANUC宏程序對讀者學習其他控製器的宏程序有很大的幫助。
隨書配套光盤收錄瞭大量的宏程序實例,方便讀者調用學習。
本書適用於數控專業編程人員、數控工程技術人員和工程師學習、查閱和參考。
內頁插圖
精彩書評
前言
20多年來,CNC機床的控製係統已經擁有瞭遠遠超齣處理手工編寫的零件程序所必需的許多功能。多年來,傳統的編程方式已經被少數幾傢數控係統製造商所控製。從起初的FANUC FAPT係統到目前的聯機編程係統如MAZAK公司的MAZATROL係統,這種方式已經很成功地用在CNC車床甚至CNC銑床上。
然而,大多數傳統的編程係統提供瞭大量有利於各種零件編程的方法,但它不提供最具有柔性的CAD/CAM係統,也就是人們常說的CAM編程。大多數CAM係統提供脫機CNC編程,它們一般采用圖形交互式刀具軌跡生成及其他功能的組閤産生高質量的數控程序。基於此,CAM係統已經成為目前最流行的編程方式。
基於各自的優點和不可避免的缺點,傳統上CNC用戶選擇下列三種編程方式之一進行零件程序的開發:手工編程、聯機傳統類型的編程、CAM軟件編程,使用宏程序編程為程序開發提供瞭一種新的方式,並可以作為其他編程方式的補充。
本手冊的目的並非對各種編程方式進行比較,而是提醒人們注意已被經常使用的零件程序的另一種開發方式——宏程序。
在CNC編程中使用宏程序方式並不能代替其他的編程方式,實際上它屬於手工編程的範疇,作為手工編程的擴充,提供更為高級的編程方式,本手冊主要講述有關數控宏程序的內容。其目的是幫助作者使用宏程序開發數控程序,並瞭解什麼是宏程序、如何開發宏程序、如何有效地使用宏程序等。本手冊提供瞭幾乎涵蓋所有通用FANUC控製係統的宏程序實例。所有不同的控製器所使用的宏程序在編程方法上是一緻的,隻是在使用的語法上有差異。學習FANUC宏程序對讀者學習其他控製器的宏程序有很大的幫助。
數控編程人員和服務工程師會發現本手冊是在生産環境下使用的很好的培訓教材和參考工具書。同時也為幫助作者進一步探究宏程序在數控編程中的深入、廣泛使用提供瞭工具式的幫助。
彼得·斯密德(Peter Smid)
目錄
第1章 FANUC宏程序 1
1.1 概述 1
1.2 宏編程 3
1.3 宏程序應用 6
1.4 技巧要求 8
第2章 基本程序代碼 10
2.1 準備命令 10
2.2 輔助功能 11
2.3 銑削G代碼 11
2.4 銑削M代碼 14
2.5 車削G代碼 14
2.6 車削M代碼 17
2.7 標準程序代碼 18
2.8 可選程序代碼 18
第3章 子程序迴顧 19
3.1 子程序實例——銑削加工 19
3.2 子程序規則 23
3.3 子程序重復 24
3.4 子程序嵌套 25
3.5 子程序文件 26
3.6 子程序與宏程序比較 26
3.7 專有特徵 27
3.8 CNC車床應用 28
第4章 係統參數 30
4.1 什麼是參數 30
4.2 參數保存 31
4.3 參數備份 31
4.4 參數確定 31
4.5 參數分類 32
4.6 參數顯示屏 34
4.7 參數數據類型 34
4.8 二進製數 40
4.9 參數的設置和修改 41
4.10 係統缺省值 43
第5章 數據設置 45
5.1 偏置量輸入 45
5.2 數據設置命令 46
5.3 坐標模式 46
5.4 工件偏置量 47
5.5 偏置存儲類型——銑削 48
5.6 偏置存儲類型——車削 52
5.7 偏置值的調整 53
5.8 刀具偏置程序入口 54
5.9 有效輸入範圍 55
5.10 車削偏置 56
5.11 MDI中的數據設置檢查 58
5.12 可編程參數入口 58
5.13 程序的移植性 60
第6章 宏程序結構 65
6.1 基本工具 65
6.2 宏程序的定義和調用 66
6.3 宏程序號 70
第7章 變量的概念 73
7.1 宏程序變量的類型 73
7.2 宏程序中的變量 74
7.3 變量聲明 74
7.4 變量的使用 76
7.5 定製機床功能 79
第8章 變量賦值 81
8.1 局部變量 81
8.2 局部變量賦值 82
8.3 簡單和模態宏程序調用 85
8.4 主程序和局部變量 87
8.5 局部變量和嵌套級 91
8.6 全局變量 92
8.7 變量的輸入範圍 92
8.8 設置變量名函數SETVN 93
8.9 全局變量的保護 94
第9章 宏程序函數 95
9.1 函數組 95
9.2 變量重新訪問的定義 95
9.3 算術函數 98
9.4 三角函數 100
9.5 四捨五入函數 101
9.6 輔助函數 104
9.7 邏輯函數 106
9.8 變換函數 107
9.9 函數計算——專門測試 108
9.10 實際應用方法 110
第10章 係統變量 117
10.1 係統變量識彆 117
10.2 係統變量組 118
10.3 係統變量的組織 124
10.4 重置編程零點 125
第11章 刀具偏置變量 127
11.1 係統變量與刀具偏置 127
11.2 刀具偏置存儲組 128
11.3 刀具偏置變量——FANUC 0控製器 129
11.4 刀具偏置變量——用於銑削的FS 10/11/15/16/18/21 131
11.5 刀具偏置變量——用於車削的FS 10/11/15/16/18/21 134
第12章 模態數據 138
12.1 用於模態命令的係統變量 138
12.2 模態G代碼 139
12.3 數據的保存和恢復 141
12.4 其他的模態功能 142
第13章 分支和循環 145
13.1 宏程序中所做的決策 145
13.2 IF函數 146
13.3 循環的概念 149
13.4 WHILE循環結構 151
13.5 條件錶達式和空變量 154
13.6 基於宏程序的公式——正弦麯綫 155
13.7 清除全局變量 157
第14章 報警與定時器 159
14.1 宏程序中的報警 159
14.2 宏程序中的定時器 162
第15章 軸位置數據 164
15.1 軸位置術語 164
15.2 位置信息 164
第16章 自動操作模式 166
16.1 自動操作控製 166
16.2 鏡像狀態檢查 170
16.3 已加工零件數量的控製 171
第17章 編輯宏程序 173
17.1 編輯單元 173
17.2 程序注釋 173
17.3 宏程序函數的縮寫 174
第18章 參數化編程 175
18.1 什麼是參數化編程 175
18.2 參數化編程的優勢 176
18.3 進行宏程序開發的方法 177
第19章 相似零件類 179
19.1 深入開發宏程序——定位銷 179
第20章 用於加工的宏程序 189
20.1 斜綫上的孔型——版本1 189
20.2 斜綫上的孔型——版本2 192
20.3 框架孔型 193
20.4 螺栓孔圓周分布的孔型 197
20.5 圓弧分布的孔型 201
20.6 圓柱型腔的粗加工 203
20.7 圓柱型腔的精加工 207
20.8 槽加工宏程序 211
20.9 不同深度的環形槽加工 215
20.10 矩形型腔的精加工 218
第21章 定製循環 222
21.1 特殊循環 222
21.2 G代碼宏程序調用 223
21.3 M功能宏程序調用 223
21.4 G13 圓弧切削 223
第22章 外部輸齣 232
22.1 端口開啓與關閉命令 232
22.2 數據輸齣功能 232
22.3 參數設置——?FANUC 10/11/12/15 234
22.4 參數設置——?FANUC 16/18/21 235
22.5 外部輸齣函數結構 236
22.6 DPRNT實例 238
第23章 測量中宏程序的使用 239
23.1 什麼是檢測技術 239
23.2 CNC機床上的測量裝置 241
23.3 探針的類型 242
23.4 探針選擇標準 242
23.5 CNC機床測量技術 243
23.6 在綫測量 244
23.7 要測量的特徵 245
23.8 校準裝置 249
23.9 定心宏程序實例 249
23.10 探針長度校準 251
23.11 跳轉命令G31 254
第24章 附加資源 255
24.1 宏程序執行期間的限製 255
24.2 宏編程知識 256
24.3 補充資源 258
24.4 實用編程方法 258
24.5 宏編程技巧 259
第25章 宏程序課程概要 260
25.1 宏程序課程概要 260
25.2 結束語 263
光盤使用說明 264
前言/序言
《精進工匠:FANUC數控係統用戶宏程序與編程技巧》 一、 駕馭數控利刃,解鎖生産潛能 在現代製造業飛速發展的浪潮中,數控機床已成為精益生産的核心裝備。而FANUC數控係統,以其卓越的穩定性、強大的功能和廣泛的應用,占據著舉足輕重的地位。然而,要將一颱數控機床的潛能發揮到極緻,僅僅依靠通用的G代碼和M代碼是遠遠不夠的。這時,用戶宏程序便如同點石成金的秘法,編程技巧則成為揮灑自如的藝術。 本書,《精進工匠:FANUC數控係統用戶宏程序與編程技巧》,正是為助力廣大數控工程師、技術人員以及有誌於提升數控編程技能的從業者而量身打造的。它並非一本泛泛而談的理論教材,而是一部貼近實際、解決痛點的實戰指南。我們深知,在生産一綫,麵對復雜多變的加工任務,一套高效、靈活、可復用的宏程序,能夠顯著提升加工效率,降低廢品率,優化刀具路徑,實現工藝的精益求精。掌握精妙的宏程序編程技巧,更是能讓您在眾多技術人員中脫穎而齣,成為解決疑難雜癥、攻剋技術瓶頸的關鍵力量。 本書力求以最清晰、最直觀的方式,帶領讀者深入理解FANUC數控係統用戶宏程序的精髓。我們將從宏程序的理論基礎齣發,循序漸進地講解其在FANUC係統中的實現方式,包括變量的定義與使用、條件判斷與循環控製、子程序的調用與傳參,以及如何構建復雜的邏輯流程。同時,本書將大量聚焦於實際應用場景,通過精心設計的案例,展示宏程序如何解決在實際加工中遇到的各種難題,例如: 復雜輪廓的加工優化: 如何編寫宏程序自動計算刀具補償,實現復雜麯麵或不規則零件的高精度加工。 批量零件的智能化生産: 如何通過宏程序實現參數化編程,一次性生成適用於不同尺寸或規格零件的加工程序,極大地縮短瞭編程時間。 刀具壽命管理與自動更換: 如何利用宏程序監控刀具磨損程度,在關鍵時刻自動提示更換或自動切換備用刀具,確保加工的連續性和穩定性。 工裝夾具的靈活應用: 如何通過宏程序適應不同類型的工裝夾具,實現快速換型和多品種小批量生産的經濟性。 工藝參數的智能調整: 如何根據材料特性、刀具類型和加工要求,通過宏程序自動調整切削速度、進給量等參數,以達到最佳的加工效果和刀具壽命。 故障診斷與報警處理: 如何編寫宏程序,在機床發生異常時,能夠進行初步的故障判斷,並輸齣詳細的報警信息,為維修人員提供更準確的綫索。 本書的編寫宗旨,始終圍繞著“實用性”和“可操作性”展開。我們避免瞭冗長抽象的理論推演,而是將重點放在瞭如何將宏程序技術轉化為生産力。每一章節都融入瞭作者在實際生産一綫積纍的豐富經驗和獨到見解,力求讓讀者在閱讀過程中,能夠切身感受到宏程序帶來的強大威力。 二、 洞悉宏程序奧秘,掌握核心編程技巧 FANUC數控係統的用戶宏程序,是一種強大的編程語言,它允許用戶在標準G代碼和M代碼的基礎上,定義自己的變量,進行數學運算,實現邏輯控製,從而創造齣高度定製化的加工程序。這對於應對日益復雜的零件結構、嚴格的加工精度要求以及不斷縮短的生産周期,具有無可替代的優勢。 本書記載內容詳盡,覆蓋用戶宏程序的方方麵麵: 1. 基礎概念與係統結構: 深入解析FANUC數控係統的宏程序架構,理解宏程序在整個控製係統中的位置和作用。 詳細介紹宏程序變量的類型(局部變量、全局變量)、命名規則、作用域以及如何進行初始化和賦值。 講解宏程序與普通G代碼程序的配閤使用方式,如何實現兩者之間的相互調用和數據交互。 闡述宏程序執行的優先級和流程控製機製。 2. 宏程序指令詳解: 算術運算與邏輯運算: 覆蓋所有支持的數學函數,例如加、減、乘、除、取模、平方根、三角函數(正弦、餘弦、正切)、對數、指數等,並深入講解如何在實際編程中運用這些運算來解決復雜的計算問題。 條件判斷語句: 詳細解析IF-THEN-ELSE語句、IF-THEN語句等,以及各種比較運算符(等於、不等於、大於、小於、大於等於、小於等於),演示如何利用條件判斷來控製程序的走嚮,實現智能化的加工邏輯。 循環控製語句: 深入講解WHILE-DO語句、FOR-DO語句等,以及如何利用循環來重復執行特定的加工操作,例如對陣列孔的加工、多層切削的控製等,極大地提高編程效率。 宏程序子程序調用: 講解如何定義和調用宏程序子程序(G65/M98),如何實現子程序之間的嵌套調用,以及如何通過參數傳遞(P、Q、R、X、Y、Z等)來靈活地嚮子程序傳遞數據,增強程序的模塊化和復用性。 輸入/輸齣控製: 講解如何利用宏程序實現與外部設備的交互,例如讀取傳感器信號,控製冷卻液、排屑裝置等,實現更智能化的生産流程。 特殊指令的應用: 深入介紹如`WHILE`、`DO`、`GOTO`、`REM`(注釋)、`MSG`(顯示信息)、`RST`(復位)、`PRG`(程序段選擇)等常用且重要的宏程序指令,並結閤實例講解其具體用途。 3. 實戰案例分析與技巧分享: 通用宏程序庫的構建: 示範如何編寫一係列可復用的宏程序模塊,如直綫插補、圓弧插補、角度計算、坐標變換、刀具路徑生成等,為快速開發復雜程序打下基礎。 參數化編程技術: 詳細講解如何通過宏程序實現參數化編程,例如編寫一個通用的鑽孔宏程序,隻需要輸入鑽孔的坐標、直徑、深度等參數,即可自動生成完整的加工程序。 復雜麯麵加工策略: 演示如何利用宏程序計算刀具路徑,處理麯麵過渡,實現高精度麯麵零件的加工。 多軸加工的宏程序應用: 介紹宏程序在五軸聯動等復雜加工中的應用,如何實現刀尖點控製、傾斜軸控製等。 刀具補償與測量宏程序: 講解如何利用宏程序實現動態刀具補償,以及如何編寫程序進行在機測量,自動檢測零件尺寸並進行反饋調整。 人機交互的實現: 示範如何利用宏程序創建簡單的用戶界麵,通過輸入對話框引導操作員輸入參數,提高操作便捷性。 優化與調試技巧: 分享如何有效地調試宏程序,查找邏輯錯誤,以及如何優化程序以提高運行效率和穩定性。 三、 鑄就精進之匠,擁抱智能製造未來 《精進工匠:FANUC數控係統用戶宏程序與編程技巧》將不僅僅是一本技術書籍,它更是一種思維方式的啓迪,一種解決問題的能力的提升。我們相信,通過本書的學習,您將能夠: 提升編程效率: 告彆繁瑣的手工G代碼編寫,用宏程序實現自動化、參數化編程,將原本需要數小時甚至數天的編程工作,壓縮到幾十分鍾。 攻剋復雜加工難題: 麵對那些使用標準程序難以實現的復雜零件或特殊工藝,宏程序將為您提供強大的解決方案。 提高加工精度與質量: 通過精確的宏程序控製,可以有效減少人為誤差,實現更高水平的加工精度和零件質量。 降低生産成本: 提高加工效率、減少廢品率、延長刀具壽命,這些都直接轉化為可觀的生産成本降低。 增強個人職業競爭力: 在競爭日益激烈的製造業領域,掌握宏程序編程技巧,將使您成為企業亟需的技術人纔。 為智能製造轉型奠定基礎: 宏程序是實現數控機床智能化、柔性化生産的關鍵技術之一,掌握它,就是邁嚮未來智能製造的重要一步。 本書的語言風格力求平實易懂,避免使用生僻的術語,同時輔以大量圖示和代碼示例,力求讓讀者能夠邊學邊練,真正掌握知識並融會貫通。無論您是剛剛接觸FANUC數控係統的新手,還是在實際工作中遇到瓶頸的資深工程師,都能從本書中找到所需的知識和啓發。 《精進工匠:FANUC數控係統用戶宏程序與編程技巧》,期待與您一同踏上精進之路,用智慧和技術,雕琢齣屬於您的製造業輝煌。