用户宏程序设计的典型案例

1.用户宏程序

用户宏程序（简称宏程序）是FANUC数控系统的特殊编程功能，它可用于数控机床特殊加工程序或其他运动控制程序的编制，其主要特点如下。

1）宏程序可采用变量编程，程序中不仅可使用算术运算式、逻辑运算式、条件转移等高级语言编程指令，来自动计算、判别坐标轴位置，简化CNC加工程序；同时，它还可通过宏程序调用指令和变量的赋值功能，实现CNC加工程序的参数化编程，程序设计灵活、方便。

2）宏程序不仅可通过特定的变量，直接读取或改变CNC参数及工作状态数据，如坐标轴的当前位置值、CNC的刀具补偿值、工件坐标系设定值、M/S/T/B代码等；而且还可直接读取或输出PMC的I/O信号，以检查机床的工作状态、控制PMC程序的动作。

3）用户宏程序既可作为普通的加工程序独立执行，还可由CNC加工程序中的特定G、M、T代码，以子程序的形式直接调用，完成特定的机床动作。宏程序执行完成后，可自动返回到调用的程序段，继续执行原程序。

因此，对于主轴移动式换刀、工作台自动交换等需要通过CNC和PMC进行联合控制的特殊机床运动，采用宏程序进行编程，不仅可大大简化PMC程序设计，而且程序编制容易，机床调试、检查方便、工作可靠性高，它是机床生产厂家经常使用的设计方法之一。有关FS-0iD等CNC宏程序编制的详细内容可参见本书作者编写的《FANUC-0iD编程与操作》（机械工业出版社，2013年5月）一书。

2.换刀宏程序设计

（1）宏程序调用

当用户宏程序用于加工中心自动换刀控制时，一般都通过CNC加工程序中的M06代码自动调用换刀控制的用户宏程序。为此，需要通过CNC参数的设定，确定调用自动换刀宏程序的M代码及所调用的用户宏程序号。

在FS-0iD等CNC上，调用用户宏程序的M代码可通过CNC参数PRM6071～6079、PRM6080～6089进行设定；M代码可调用的宏程序号分别为O9001～O9009、O9020～O9029。例如，当自动换刀控制的宏程序通过M06调用，换刀宏程序号为O9001时，可设定CNC参数PRM6071=06，这样，只要CNC加工程序执行到M06指令，便可自动调用用户宏程序O9001；如换刀宏程序号为O9020，则可设定CNC参数PRM6080=06等。

用于宏程序调用的M代码将由CNC的操作系统进行内部处理，M代码信号不再输出到PMC，也无须PMC程序进行处理与完成应答。

（2）M代码定义

为了便于PMC程序设计，在用户宏程序中，通常需要将自动换刀时的机床动作，分解成为由宏程序中特定的辅助功能代码M控制的独立动作。这样，不仅可简化PMC程序的设计，提高程序可靠性，而且还可通过MDI方式执行M代码，进行每一步动作的检查和动作调试。

对于上述主轴/刀库混合移动式换刀控制，其动作可分解为由以下CNC的M代码控制的独立运动。

M80：刀库前移；

M81：刀库后移；

M82：主轴刀具夹紧、吹气关闭；(www.xing528.com)

M83：主轴刀具松开、吹气；

M84：刀库回转选刀。

根据机床的特点和要求，上述的M80～M84代码也可以是与CNC内部控制无关的其他M代码，如M50～M54等，但不能使用表5-1中系统生产厂规定用途的M代码。

（3）宏程序输入/输出

CNC和PMC程序之间的二进制状态信号交换，可通过宏程序输入信号UI000～UI015和宏程序输出信号UO000～UO015进行。UI000～UI015为PMC传送到CNC的二进制位信号，其状态可利用PMC程序在G054.0～G055.7上输出；在宏程序中，则可通过系统变量[#_UI[0]]～[#_UI[15]]进行读取。UO000～UO015为CNC传送到PMC的二进制位信号，其状态可利用宏程序对系统变量[#_UO[0]]～[#_UO[15]]的赋值进行改变；在PMC程序中，则可通过信号F054.0～F055.7读取。

对于上述主轴/刀库混合移动式换刀控制，当加工程序中的T代码出错或主轴现行刀号和CNC指令刀号一致时，可通过宏程序输入信号UI000（G054.0），将PMC程序中的信号传送到CNC，并在宏程序中利用条件转移指令，直接结束换刀宏程序的执行。

3.换刀宏程序典例

当机床自动换刀宏程序调用指令为M06、宏程序号为O9001（PRM6071=06），并假设自动换刀时的Z轴起始点0为Z轴参考点、卸刀行程为120mm（参考值）、Z轴移动速度为5000mm/min（参考值）、Z轴移动到位的延时为0.5s（参考值），则按以上思路设计的主轴/刀库混合移动式换刀控制宏程序典例如下。

N10 M99； //宏程序结束返回

以上程序中的[#_UI[0]]、[#_M_SBK]、[#_M_FIN]、[#_M_FHD]、[#_M_OV]是以“变量名”形式定义的宏程序系统变量，变量的含义如下。

[#_UI[0]]：宏程序输入信号UI000。UI000是来自PMC程序的CNC-PMC接口信号G054.0（UI000）的状态。在宏程序中，[#_UI[0]]也可直接以系统变量#1000的形式表示，即用宏程序指令“IF[#3003 EQ 1]GOTO 10”，替代程序中的指令N1。

[#_M_SBK]、[#_M_FIN]：宏程序运行控制的系统变量1。[#_M_SBK]、[#_M_FIN]也可通过系统变量#3003或变量名[#_CNTL1]，进行一次性赋值，即用宏程序指令#3003=1或[#_CNTL1]=1，替代程序中的指令[#_M_SBK]=1和[#_M_FIN]=0。

[#_M_FHD]、[#_M_OV]：宏程序运行控制的系统变量2。[#_M_FHD]、[#_M_OV]也可用系统变量#3004或变量名[#_CNTL2]，进行一次性赋值，即用宏程序指令#3004=0或[#_CNTL2]=0，替代程序中的指令[#_M_FHD]=0和[#_M_OV]=0。

有关FS-0iD系统变量的功能、含义等详细内容，可参见本书作者编写的《FANUC-0iD编程与操作》（机械工业出版社，2013年5月）一书。