UG、MasterCAM、Cimatron等CAD/CAM軟件的興起讓自動編程技術不斷髮展完善，作為傳統手動編程的宏程序應用空間也逐步縮小，但是宏程序精煉簡潔的特性讓它仍然具有實用性，宏程序的編寫過程體現著工程師的工藝理念。
什麼場合會用到宏程序編程？
其實說起來宏就是用公式來加工零件，比如說橢圓，如果沒有宏的話，我們要逐點算出曲線上的點，然後慢慢來用直線逼近，如果是個光潔度要求很高的工件的話，那麼需要計算很多的點，可是應用了宏後，我們把橢圓公式輸入到系統中然後我們給出Z座標並且每次加一個量，那麼宏就會自動算出X座標並且進行切削， 實際上宏在程序中主要起到的是運算作用。
•手工編程加工公式曲線（計算簡單，輸入快捷）
•有規律的切削路徑（作為一個切削模塊）
•程序間的控制（程序的調度）
•刀具的管理（刀具的磨損）
•自動測量（機內測頭）
用戶宏程序與普通程序的區別
1.在用戶宏程序本體中，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。
2.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，因此功能是固定的，不能變化。
3.用戶宏功能是用戶提高數控機床性能的一種特殊功能，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。
變量的三種類型
數控系統變量表示形式為“#”後跟1～4位數字，變量種類有三種：
1.局部變量：#1～#33是在宏程序中局部使用的變量，它用於自變量轉移。
2.公用變量：用戶可以自由使用，它對於由主程序調用的各子程序及各宏程序來說是可以公用的。#100～#149在關掉電源後，變量值全部被清除，而#500～#509在關掉電源後，變量值則可以保存。
3.系統變量：由後跟4位數字來定義，它能獲取包含在機床處理器或NC內存中的只讀或讀/寫信息，包括與機床處理器有關的交換參數、機床狀態獲取參數、加工參數等系統信息。
宏程序的特點
宏程序可使用變量，可用變量執行相應操作；實際變量值可由宏程序指令賦給變量。
指令
1.宏程序的簡單調用格式
宏程序的簡單調用是指在主程序中，宏程序可以被單個程序段單次調用。
調用指令格式：
G65 P（宏程序號）L（重複次數）（變量分配）。
其中：G65―宏程序調用指令；
P（宏程序號）―被調用的宏程序代號；
L（重複次數）―宏程序重複運行的次數，重複次數為1時，可省略不寫；
（變量分配）―為宏程序中使用的變量賦值。
宏程序與子程序相同的一點是，一個宏程序可被另一個宏程序調用，最多可調用4重。
2.宏程序的編寫格式
宏程序的編寫格式與子程序相同。其格式為：
0～（0001～8999為宏程序號）
N10 指令
N～ M99
上述宏程序內容中，除通常使用的編程指令外，還可使用變量、算術運算指令及其它控制指令。變量值在宏程序調用指令中賦給。
FANUC系統宏程序應用
1.宏程序切槽
1）WHILE語句
G00 X52 Z2;
#2=-14;
是刀具z向的起刀點（因為刀寬為4mm，所以起刀點定在Z-14的位置）
WHILE〔#2 GE -30〕DO2;
是z方向的約束條件，當z等於-30時，z向就不再移動
G00 Z〔#2〕;
z方向的當前位置
#2=#2-2;
z方向的移動步距，每次移動2mm
#1=52;
是x方向的起刀點
WHILE〔#1 GE 20〕DO1;
X方向的約束條件，當直徑等於20時就不再切削
G01 X〔#1〕F0.2;
x方向的切深
G00 X〔#1+1〕;
x方向的相對退刀量
#1=#1-1;
x方向的步距（每次切1mm）
END1;
G00 X52;
END2;
完整程序：
O1234;
G40 G97 G99;
T0101;
S1000 M3;
G00 X52 Z2;
#2=-14;
WHILE〔#2GE-30〕DO2; END1;
G00 Z〔#2〕;
#2=#2-2;
#1=52
WHILE〔#1GE20〕DO1;
G01X〔#1〕F0.2;
G00X〔#1+1〕;
#1=#1-1;
G00 X52;
END2;
G00 X150 Z150;
M30;
2）IF語句
G00 X52 Z-2;
#1=-14;
是刀具的z向起刀點（刀寬為4mm）
N2 #1=#1-2;
是z方向的移動步距
#2=52;
為x方向的起刀點
N1#2=#2-1;
是x方向的步距（每次切深1mm）
G01 X〔#2〕F0.2;
X方向的當前位置
G00 X〔#2+1〕;
X方向的相對退刀量
IF 〔#2 GE 21〕GOTO1;
x方向的約束條件（當x的數值切到20時就進行下面程序，不再返回）
G00 X52;
X退刀到52的位置
G00 Z〔#1〕;
Z方向的當前位置
IF 〔#1 GE -30〕GOTO2;
Z方向的約束條件，當z等於-30時，z向就不在移動
完整程序：
O1234;
G40G97G99;
T0101;
S1000M3;
G00 X52 Z-2;
#1=-14;
N2 #1=#1-2;
#2=52;
N1#2=#2-1;
G01 X〔#2〕F0.2;
G00 X〔#2+1〕;
IF〔#2GE21〕GOTO1;
G00X52;
G00Z〔#1〕;
IF〔#1GE-30〕GOTO2;
G00X200;
Z200;
M5;
M30;
2.橢圓編程
1）橢圓WHILE語句的標準格式：
#1=a;
a :為刀具的起刀點在相對橢圓的軸線Z的正方向a mm處
WHILE〔#1 GE b〕DO1;
b: 為橢圓加工的終點在相對橢圓的軸線Z的負方向b mm處（如果加工的是一個完整的半橢圓，那a、b是數值相同符號不同的兩個數值）
#2= c＊SQRT〔1-#1＊#1/d＊d〕;
c: 橢圓的短半軸
d: 橢圓的長半軸（根據橢圓公式求#2，長半軸為d,短半軸為c,#2代表X的數值，#1為Z的數值，SQRT是開方的意思）
G01 X〔±2＊#2+e〕Z〔#1±f〕;
e: 橢圓的X向軸線相對工件座標系的偏移量（直徑值）
f: 橢圓的Z向軸線相對工件座標系的偏移量
#1=#1-1；步距（每次移動1mm）
END1;
注意事項：當車削凹橢圓時X後括號中的“±”取“﹣”；當車削凸橢圓時X後括號中的“±”取“+”。
當橢圓的X軸線向正向偏移則Z後括號中的“±”取“+”；當橢圓的X向軸線向負向偏移則Z後括號中的“±”取“﹣”
2）橢圓IF語句的標準格式
#1=a；
a: 為刀具的起刀點在相對橢圓的軸線Z的正方向a mm處
N1#2=b*SQRT〔1-#1*#1/c*c〕;
b:橢圓的短半軸c:橢圓的長半軸（根據橢圓公式X/c+ Y/b=1，SQRT是開方的意思)
G01X〔±2*#2+d〕Z〔#1±e〕F0.2; d:橢圓的X向軸線相對座標零點的偏移量（直徑值）e:橢圓的Z向軸線相對零面的偏移量
#1=#1-1;
步距（每次移動1mm）
IF〔#1 GE -f〕GOTO1
f:橢圓加工的終止
注意事項：當車削凹橢圓時X後括號中的“±”取“﹣”；當車削凸橢圓時X後括號中的“±”取“+”。當橢圓的X軸線向正向偏移則Z後括號中的“±”取“+”；當橢圓的X向軸線向負向偏移則Z後括號中的“±”取“﹣”。
WHILE語句
#1=20；
WHILE〔#1GE-20〕DO1;
#2=10*SQRT〔1-#1*#1/400〕;
G01X〔-2*#2+50〕Z〔#1-25〕;
#1=#1-1;
END1;
IF語句
#1=20；
N1#2=10*SQRT〔1-#1*#1/400〕;
G01X〔-2*#2+50〕Z〔#1-25〕F0.2;
#1=#1-1;
IF〔#1GE-20〕GOTO1;
完整程序
O1234;
G40G97G99;
T0101;
S1000 M3;
G00 X50 Z2;
G73 U5 R5;
G73 P10 Q20 U0.5 F0.2;
N10 G0 G42 Z-5;
#1=20；
WHILE〔#1GE-20〕DO1;
#2=10*SQRT〔1-#1*#1/400〕;
G01X〔-2*#2+50〕Z〔#1-25〕F0.2;
#1=#1-1;
END1;
G00 X50;
N20 G00 G40 Z2;
G70 P10 Q20;
G00 X200;
Z200;
M5;
M30;
IF語句完整格式省略，（IF語句也一樣，只要加上循環就可以），在FANUC-0i系統中宏程序只能加在G73中。
3.拋物線的加工
1）拋物線WHILE語句的標準格式：
#1=a；
a: 為刀具的起刀點在拋物線軸線Z的方向a mm處
WHILE〔#1 GE -b〕DO1;
b: 為橢圓z向的加工長度
#2=SQRT〔-#1*5/3〕;
(根據拋物線公式Z=-3/5*X*X,求其中的X值，也就是#2，其中SQRT是開平方的意思）
G01 X〔±2*#2+c〕Z〔#1〕;
c: 為拋物線的X向軸線相對工件座標系的偏移量（直徑值），“±”
取“+”時為凸，取“-”時為凹
#1=#1-1; 步距（每次移動1mm）
END1;
2）拋物線IF語句的標準格式
#1=a；
a: 為刀具的起刀點在拋物線軸線Z的方向a mm處
N1 #2=SQRT〔-#1*5/3〕;
(根據拋物線公式Z=-3/5*X*X,求其中的X值，也就是#2，其中SQRT是開平方的意思）
G01 X〔±2*#2+b〕Z〔#1〕;
b:為拋物線的X向軸線相對座標零點的偏移量（直徑值），“±”取“+”時為凸，取“-”時為凹
#1=#1-1;
（Z方向的步距，每次移動1mm）
IF〔#1 GE -c〕GOTO1; c:為橢圓z向的加工長度
拋物線IF語句的另一種形式
#1=a；
N1 #2=SQRT〔（+）#1*5/3〕;
“+”號可省略
G01 X〔2*#2+b〕Z〔-#1〕;
#1=#1+1;
IF〔#1 LE c〕GOTO1;
假設拋物線是向Z的正方向，再用Z〔-#1〕;把拋物線對稱到負方向
WHILE語句
#1=0；
WHILE〔#1 GE -15〕DO1;
#2=SQRT〔-#1*5/3〕;
G01 X〔2*#2+30〕Z〔#1〕;
#1=#1-1;
END1;
IF語句
#1=0；
N1 #2=SQRT〔-#1*5/3〕;
G01X〔2*#2+30〕Z〔#1〕;
#1=#1-1;
IF〔#1 GE -15〕GOTO1;
完整程序
O1234;
G40 G97 G99;
T0101;
S1000 M3;
G00 X42 Z1;
G73 U5 R5;
G73 P10 Q20 U0.5 F0.2;
N10 G00 G42 Z0;
#1=0；
WHILE〔#1 GE -15〕DO1;
#2=SQRT〔-#1*5/3〕;
G01 X〔2*#2+30〕Z〔#1〕;
#1=#1-1;
END1;
G00 X42;
N20 G00 G40 Z2;
G70 P10 Q20;
G00 X200;
Z200;
M5;
M30;
4.WHILE語句與IF語句的區別
1）兩種語句返的方向不同
WHILE語句向後返
例：WHILE〔#1 GE 20〕DO1;
G01 X〔#1〕F0.2;
假設機床執行到此句時#1=20，它會繼續往下執行，執行到#1=#1-1後#1的值變為19，不再滿足約束條件所以就不會返回去。（X方向切到20）
G00 X〔#1+1）;
#1=#1-1;
END1;
2）IF語句向前返
例：N1 #2=#2-1;
G01X〔#2〕F0.2;假設機床執行到此句時#2=20，它會繼續往下執行，執行到IF〔#2 GE 20〕GOTO1;仍然滿足條件，它會繼續返回到N1 #2=#2-1;而現在的X值就會變為19，不再滿足約束條件，而後再執行一
G01X〔#2〕F0.2;最後就執行下面的程序（X方向已經切到19）
G00X〔#2+1）;
IF〔#2 GE 20〕GOTO1;
3)從上面的切槽程序可以看出，IF語句要比WHILE語句的字數要少很多。
4)由於返回的方向不同，在加工中WHILE語句少讀一句，IF語句要多讀一句。
SIEMENS系統（車床)宏程序應用
說明：宏程序是用變量編程，西門子系統的變量號用R表示。
例如用普通編程方法編寫的：G01X-10
用宏程序可表示為：
R1=-10
G01 X=R1
條件轉移：
IF GOTOB：向後跳轉
IF GOTOF：向前跳轉
用普通編程方法編寫的
GO1X100
用變量可表示為：
R1=0
AA：R1=R1+1
G01X=R1
IF R1<100 GOTOB AA
R1是自變量，初始值為0，R1=R1+1表示的是自變量的遞增數值為1，當程序每次走過此行時，R1的值增加1，R1<100是條件式，IF R1<100 GOTOB AA此行的意思是如果自變量R1<100則程序向後跳轉到標記處：AA
如果R1大於或等於100，則程序往下走。
宏程序在G90和G91模態下都可以使用，不過它們含義不同，例如;
R1=0,G90R1=R1+1,G1X=R1,此程序走完第二遍X的值是2.
R1=0，G91R1=R1+1，G1X=R1，此程序走完第二遍X的值是3. 解釋：程序走完第一遍R1的值是1，走第二遍的時候R1的值是2，但是在G91模態下它是在前面的基礎上走的。
1.切槽
T1
TC
T1D1
G0G40X100Z100
M03S1000
G0X54Z2
快速到達起刀點
Z-10
R1=3
定義刀片寬度為3mm
R2=-10-R1-0.2
起刀點 為-10，對刀時以刀片左邊；
對刀，所以應減去刀片的寬度,0.2為精加工餘量
G1Z=R2F0.1
刀具到達Z軸起刀點
AA:R2=R2-2.5
R3=50
槽X軸起到點
BB：R3=R3-2
定義每刀切削深度為2 mm
G1X=R3
X=R3+1
每切深2mm單邊退0.5mm排屑
IF R3>30+0.4 GOTOB BB
定義槽深10mm，如果R3>30mm程序向後跳轉到標記處BB，0.4為精加工餘量
G0X50
刀具到達X軸起刀點
G1Z=R2
IF R2>-30+0.2 GOTOB AA
定義槽寬為20mm，0.2是精加工餘量
G0X50
G01Z-13
精加工
X30
Z-16
G0X50
Z-30
G01X30
Z-16
G0X50
退刀
G0X100
Z100
M05
M30
2.橢圓
1)基本格式
R1=0
定義變量R1初始值為0
AA:R2=b×SQRT(1-R1×R1/a×a)
根據橢圓方程所得，a是橢圓的長半軸，b是橢圓短半軸，SQRT是開平方符號。
G1X=±2×R2+X Z=R1-Z
設定橢圓的位置和形狀，+2為凸形，-2為凹形，X、Z分別是工件軸線和橢圓軸線的距離（直徑制）。
R1=R1-1
設定加工步距
IF R1>=n GOTOB AA
如過變量R1 2)編程舉例： T1D1 G0G40X100Z100 M3S1000 G0X52Z2 Z-20 CYCLE95（ ） G42S1500 OO: R1=20 AA:R2=5×SQRT(1-R1×R1/400) G1X=-2×R2+50 Z=R1-40 R1=R1-2 IF R1>=-20 GOTOB AA PP:X42 G0G40X100Z100 M05 M09 M30 3.拋物線 1)基本格式： R1=0 設定變量R1的初始值為0 AA：R2=SQRT（-R1×n） 根據拋物線基本格式所得，式中SQRT為開平方符號，n是係數
G01X=2×R2+n
Z=R1
加工路徑，+2是凸形，n是X軸起點數值
R1=R1-1
變量增量值為1mm
IF R1>-30 GOTOB AA
如果變量R1>-30,程序向後跳轉到標記處：AA
2)編程舉例:
T1
Tc
T1D1
G0G40X100Z100
M03S1000
G0X52Z2
CYCLE95（ ）
G0G42
OO：
R1=0
AA:R2=SQRT（-R1×5/3）
G01X=2×R2+30 Z=R1
R1=R1-2
IF R1>-60 GOTOB AA
PP：X52
G0X100Z100
M05
M30
最後，給大家分享一篇關於宏程序的精選：數控宏程序：實戰案例分享，理解宏程序在實際工件加工中的應用。
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