基于FANUC-oi系统的宏编程技术探索及应用

　　在CAD/CAM软件普遍应用的今天，手工编程的应用空间日趋缩小。数控界很多人认为宏程序用处不大。对此，笔者不敢苟同。“宏程序用处不大”的说法，究其原因主要是对宏程序还不够熟悉，往往误以为宏程序深不可测而已。在实际工作中，宏程序同样也有广泛的应用空间，并且能够方便工人编程，锻炼工人的编程能力，帮助工人更深入地了解自动编程的本质。

　　宏程序是程序编制的高级形式，程序编制的质量与编程人员的素质息息相关。宏程序里应用了大量的编程技巧，例如数学模型的建立、数学关系的表达、加工刀具的选择、走刀方式的取舍等，这些都使得宏程序的精度相对较高。特别是对于中等难度的零件，使用宏程序进行编程加工要比自动编程加工快很多，有时自动编程的程序长度可能是宏程序的数十倍、数百倍甚至更悬殊，加工时间也会大大增加。

1 宏程序应用概述

　　用户宏程序(Custom Macro)是以变量的组合、通过各种算术和逻辑运算、转移和循环等命令而编制的一种可以灵活运用的程序。其主要特点如下:

　　1.1 宏程序与普通程序的对比

　　一般意义上所讲的数控指令，其实是指ISO代码指令编程，即每个代码的功能是固定的，由系统生产厂家开发，使用者只需按照规定编程即可。但有时候这些指令满足不了用户的需要，系统因此提供了用户宏程序功能，使用户可以对数控系统进行一定的功能扩展。用户宏程序和普通程序的区别见表1所示。

　　1.2 宏程序编程的技术特点

　　必须强调的是，尽管使用各种CAD/CAM来编制数控加工程序已经成为主流，但手工编程毕竟还是基础，它因下列特点而具有独特的适用场合:

　　(1)将有规律的形状或尺寸用最短的程序段表示出来，具有极好的易读性和易修改性，编写出的程序非常简洁，逻辑严密，通用性较强，而且机床在执行此类程序时，较执行CAD/CAM软件生成的程序更加快捷，反应更迅速。

　　(2)具有灵活性、通用性和智能性等特点。

　　(3)具有模块化的思想和资质条件。

　　(4)简明、直观，给周期性的生产特别是不定期的间隔式生产，带来极大便利。

　　1.3 宏程序与CAD/CAM软件生成程序的加工性能对比

　　任何数控加工只要能够用宏程序完整地表达，即使再复杂，其程序篇幅都比较精炼，可以说任何一个合理、优化的宏程序，极少会超过60行，换算成字节数，至多不过2kB。

　　一方面，宏程序天生短小精悍，即使是最廉价的机床数控系统，其内部程序存储空间也会有10kB左右(FANUC-of系统的标准配置一般为128 kB或256 kB，其他常见数控系统大体相仿)，完全可容纳下任何复杂的宏程序，因此根本无需要考虑机床与外部电脑的传输速度对实际加工速度的影响。另一方面，宏程序使机床数控系统的计算机可以直接进行插补运算，速度极快，使加工效率极高。

　　但CAD/CAM软件生成的程序通常都比较大，非常容易突破机床数控系统内部程序存储空间，只能以RS-232口的串口通信来进行DNC加工。实践证明，RS-232口通信抗干扰能力有限，波动率越高，程序传输越不稳定。

　　其次，从用户使用的角度来看,CAD/CAM软件计算刀具轨迹的原理和宏程序相比，用直线去逼迫曲面，存在一定的弊端，导致加工存在较大误差。