新代数控车床宏程序说明.doc

一．用户宏程序的基本概念
用一组指令构成某功能，并且象子程序一样存储在存储器中，再把这些存储的功能由一个指令来代表，执行时只需写出这个代表指令，就可以执行其相应的功能。
在这里，所存储的一组指令叫做宏程序体(或用户宏程序)，简称为用户宏。其代表指令称为用户宏命令，也称作宏程序调用指令。
用户宏有以下四个主要特征：
1）在用户用户宏程序中可以使用变量，即宏程序体中能含有复杂的表达式；
2）能够进行变量之间的各种运算；
3）可以用用户宏指令对变量进行赋值，就象许多高级语言中的带参函数或过程，实参能赋值给形参；
4）容易实现程序流程的控制。
使用用户宏时的主要方便之处在于由于可以用变量代替具体数值，因而在加工同一类的工件时．只得将实际的值赋予变量既可，而不需要对每个不同的零件都编一个程序。

二． 基本书写格式
数控程序文档中，一般以“%”字符作为第一行的起头，该行将被视为标题行。当标题行含有关键字“”时整个文档就会以系统所定义的语法处理。如果该行无“”关键词此档案就会被视为一般程序文档格式处理，此时将不能编写用户宏和使用其语法。而当书写程序文档时标题行一般可以省略，直接书写数控程序。“”关键词必须是大写字母。
对于程序的注释可以采用“……”的形式，这和高级语言一样。
例一：格式文档
% 用户宏程序文档，必须包含“”关键词
@1 = 1
G00 X100.；

G00 Z100.；
;
M99;
例二：格式文档
% 这是标题行，可当作档案用途说明，此行可有可无
G00 X100.；
G00 Z100.；
G00 X0；
G00 Z0；
M99;

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三． 用户宏程序的编写
如前所述，变量是指可以在用户宏程序中的地址码后代替具体数值，在调用宏程序时进行赋值的符号＃i (i＝1，2，3，…)。使用变量可以使用户宏程序具有通用性。用户宏程序中可以使用多个变量，以变量编号进行识别。
1、 变量的形式
变量是用符号＃或@后面加上变量编号所构成的，即：
＃i(i＝1，2，3，…)
例如：＃5
＃109
＃1005
也可用＃[＜表达式＞]的形式来表示。
例如：＃[#100]
＃[#1001－1]
＃[#6/2]
其实，通过用符号@后面加上变量编号也可构成的变量，即：
@ i(i＝1，2，3，…)
例如：@5
@ [@5]
但一般地，由符号@后面加上变量编号构成的变量称为全局变量，不提倡在用户宏程序中使用，具体见后面的介绍。
2、 变量的引用
在地址符后的数值可以用变量置换。
例如：
若写成33,则当＃33＝1.5时，和F1.5相同。
若写成Z－#18,则当＃18＝20.0时，和Z－20.0相同。
但需要注意，作为地址符的O、N、／等，不能引用变量。
例如，27、1等，都是错误的。
3、 未定义变量
尚未被定义的变量，被称为空（）。
变量＃0，@0 始终为空，经常被用作空变量使用。

3．变量赋值和引数赋值
变量赋值：用户宏程序中变量赋值使用赋值运算符“：=”，不可仅用“=”符号。因为在本系统中符号“=” 是被规定为关系运算符，用来比较是否相等的。
例如#30：=100，会将变量#30赋值为整数100；而#30=100，将不能为变量#30赋值，实际上是比较变量#30是否和整数100相等。
四．变量运算及变量表达式
１．用户宏运算符
要对变量进行各种运算操作就要用到运算符，它是“能对变量所存数据进行运算的符号”。本系统的运算符及其优先级如表3-2所示。
表3-2 运算符及其优先级
运算名
符号
优先级
括号
( )，[ ]
1
函数调用运算
<函数名>(<参数列表> )
2
取负
-
3
求补运算

3
乘法运算
*
4
除法运算
/
4
模运算/求余运算

4
加法运算
+
5
减法运算
-
5
关系运算
<，>，<=，>=
6
相等运算
=
7
不等运算
<>
8
布尔逻辑/按位和
&，
9
布尔逻辑/按位 异或

10
布尔逻辑/按位 或

11

２、基本算数运算符
(1) + （加法运算符，如3+5，#12+4）
(2) - （减法运算符，或取负运算符，如#33-16，16）
(3) * （乘法运算符，如9*2，#13*8）
(4) / （除法运算符，如10/3，#43/15）
(5) （模运算符，或称求余运算符，其两侧均应为整型数据，如7 4的值为3，当#18=20时#18 4的值为2）
３、算术表达式和运算符优先级
用算术运算符和括号将运算对象连接起来的、符合语法规则的式子称为算术表达式，运算对象可以是常数、变量、函数等。
例如：#6*832-1.518+ （＃1）
  这就是一个算术运算式，它可以作为一个整体赋值给某个变量，或用作其他表达式中的一个运算对象。
本系统按表表3-2规定了运算符的优先级和结合性。在表达式求值时，先按运算符的优先级别高低次序执行，例如先乘除后加减。如表达式#1241*5的左侧为减，右侧为乘号，而乘号优先于减号，因此，相当于#12-（#41*5）。
如果在一个运算对象两侧的运算符的优先级别相同，如#2-523，则按规定的结合性（结合方向）处理，算术运算符的结合方向为“自左至右”，即先左后右。因此5先和减号结合，执行#2-5的运算，再执行加#23的运算。这样“自左至右的结合方向”又称为“左结合性”，即运算对象先和左面的运算符结合；对应地，也有“右结合性”的运算符，例如赋值运算符“：=”就是。
４、关系运算符和关系表达式
关系运算符是逻辑运算中比较简单的一种。所谓“关系运算”实际上就是“比较运算”。将两个值进行比较，判断比较的结果是否符合给定的条件。
例如，#3＞10是一个关系表达式，大于号（＞）是一个关系运算符，如果#3=12，则满足给定的“#3＞10”条件，因此关系表达式的值为“真”（即“条件满足”）；如果#3=6，不满足“#3＞10”条件，则称关系表达式的值为“假”。
本系统提供6种关系运算符：
优先级相同（高）
优先级（较高）
优先级（低）

(1) < （小于）
(2) <= （小于或等于）
(3) > （大于）
(4) >= （大于或等于）
(5) = （等于）
(6) <> （不等于）
关于优先次序：
1、前4种关系运算符（＜，＜＝，＞，>＝）的优先级别相同，它们却高于关系运算符“=”，而“=”又高于“<>”
2、关系运算符的优先级低于算术运算符。
3、关系运算符的优先级高于赋值运算符。
用两个关系运算符将两个表达式连接起来的式子，称为关系表达式。
例如：#6＞36，#13+4<>#23
关系表达式的值是一个逻辑值，即“真”或“假”。例如，若#12为8，则关系表达式“#12=10”的值为“假”，“#12>=6”的值为“真”。
５、逻辑运算和逻辑表达式
用逻辑运算符将关系表达式或逻辑量连接起来就是逻辑表达式。
本系统提供6种逻辑运算符和逻辑运算
(1) &， 逻辑和
(2) 逻辑或
(3) 逻辑异或
它们都是“双目（元）运算符”，它要求有两个运算量（操作数），逻辑运算举例如下：
#1 #2 若#1 、#2为真，则#1 #2为真。
#1 #2 若#1 、 #2之一为真，则#1 #2为真。
逻辑运算符低于关系运算符，见图3-1。
（高）

（低）
算术运算符

关系运算符

逻辑运算符

赋值运算符

图3-1
五． 用户宏程序的流程控制
所谓程序的流程（ ）是通过控制程序的执行方向，进而掌握程序动态。这用户宏程序区别于一般数控程序的特征之一，也是用户选择用户宏程序编写数控代码的一大理由。用户宏程序的流程控制包括无条件判断、循环控制、无条件转移三大类，这和其他的高级语言程序类似，下面将分别介绍其功能和使用语法。
１、条件判断
判断条件的真假，然后根据真假或者对应情况到指定的地方去执行程序，这方面的语句有和语句。
1、条件语句
1）基本语法：
<条件表达式> →<操作>→ <条件表达式> →<操作>→→<操作>→;
说明：条件判断，根据真假情况到指定的地方去执行程序。
例如：
% 启动语法
#1 3.0;
G01 X20. Ｚ15. F200;
#1 = 1 ；X(1.0*1);Ｚ(1.0*1);
#1 = 2 ；X(1.0*2);Ｚ(1.0*2);
#1 = 3 ；X(1.0*3);Ｚ(1.0*3);
；X(1.0*4);Ｚ(1.0*4);
(1.0)Ｚ(1.0);
M30;
然而在实际使用中，可以有以下一些变形：
2）变形1
语法：
<条件表达式> →<操作>→→<操作>→;
3）变形2
语法：
<条件表达式> →<操作>→;
编程时可根据需要选择合适的语法格式。

２、循环控制
1、直到型循环
语法：

<循环体>
<条件表达式> ；
说明：直到型循环控制，先执行循环体，后判断条件表达式，当条件满足时退出循环。
例如：
% 启动语法
#10 30.;
#11 22.5.;
#12 #10/2;
#13 #11/2;
#14 2.0;
#15 1.5;
G01 12 Ｚ#13 F200.0;

G00 X(#1214) Ｚ(#1315);
G01 X(#1214) Ｚ(#1315);
X(#1214) Ｚ(#1315);
X(#1214) Ｚ(#1315);
X(#1214) Ｚ(#1315);
#14 #14 + 2.0;
#15 #15 + 1.5;
(#14 > #12) (#15 > #13) ;
X(1.0) Ｚ(1.0);
M30;

３当型循环
语法：
<条件表达式> →<循环体>→;
说明：当型循环控制，先判断条件表达式，当条件满足时执行循环体，否则退出循环。
例如：
% ;
#10 20.;
#11 15.;
#12 #10/2;
#13 #11/2;
#14 2.0;
#15 1.5;
G01 12 Ｚ#13 F200.0;
(#14 <= #12) (#15 <= #13)
G00 X(#1214) Ｚ(#1315);
G01 X(#1214) Ｚ(#1315);
X(#1214) Ｚ(#1315);
#14 > 6.0
;
;
X(#1214) Ｚ(#1315);
X(#1214) Ｚ(#1315);
#14 #14 + 2.0;
#15 #15 + 1.5;
;
X(-5.0) Z(5.0);
M02;
４循环
语法：
<循环变量> ：= <表达式1> <表达式2> [ <表达式3>]
<循环体>
;
说明：循环控制，式中各参数意义如下
循环变量——控制循环次数的变量；
表达式1——循环计数的起始值，可为整数或表达式；
表达式2——循环计数的终止值，可为整数或表达式；
表达式3——循环计数每次的累加值，可为整数或表达式；
循环体 ——循环每次执行内容；
循环执行过程为：先给循环变量赋起始值，然后判断循环变量是否为终止值，当循环变量已为终止值时退出循环，否则执行循环体，再对循环变量加上每次累加值，
５、无条件转移
转移语句
语法：
n;
说明：无条件地跳到指定的n行号执行，其中n可为整数或表达式。常和语句搭配使用，那就是说当程序检查到某个条件满足时用语句去进一步处理，但应尽量少用该语句以提高程序可读性。
范例：
% 启动语法
…
( #1 = 2 ) 100;
G01 X10. Ｚ10.;
…
N100 G01 X30. Ｚ30.;
…
M02;
循环中断语句
语法：;
说明：循环中断，跳离循环控制；用在循环控制中，通常都和语句搭配使用，当某个条件满足后就跳离循环。
请参考范例。
六． 库函数
1、
调用方法：(<参数>)
函数描述：求一个数的绝对值
范例：
#1 (-2.3); #1 的结果是 2.3
[注]：此处函数内“参数”既可为实际数值，也可为变量或表达式，以下若无特殊说明均按此处理。
2、
调用方法： (<参数>)
函数描述：求一个数的正弦值
范例:
#1 (#10);
3、
调用方法： (<参数>)
函数描述：求一个数的反正弦值
范例:
#1 (#10);
4、
调用方法：(<参数1,参数2>)
函数描述：求两个数的最大值
范例1:
#1 (10，20); #1等于20
范例2:
#1 (#2，#3);
5、
调用方法： (<参数>)
函数描述：求一个数的平方根值
范例1:
#2 (3); #2 等于 1.732
范例2:
#16 (#10);
6、
调用方法： (<参数>)
函数描述：返回一个数的符号，-1表示该数是负数，1表示该数是正数，0表示该数是零。
范例:
( (#10) > 0 )
…
;
5、
调用方法：(<参数>)
函数描述：返回比一个数大或和其相等的最小整数
范例1:
#2 (2.3); #2 等于 3
范例2:
#2 (#10);
7、
调用方法： (<参数>)
函数描述：四舍五入化整，
范例1:
#2 (2.3); #2 等于 2
范例2:
#2 (#10);
七．用户宏程序编写注意事项
1. 用户宏文档第一行必须为；程序段的每一行结束需加“;”结束符；对于用户宏子程序最后需加“M99；”，以便能返回到主程序。
2. 变量赋值使用“”符号，不可仅用“=”符号。
3. 文档名储存需依照下列规则。
例如：编写G100之，需将该程序存在C:\\目录底下，且文件名需为G0100，不需扩展名。
而编写G100.1之，需将该程序存在C:\\目录底下，且文件名需为G100001，不需扩展名。
4. 请多使用局部变量(#150), 模态变量(#20012100，#30013100)为所有扩充G码的共享资源，请仅用于多个扩充G码间的数据交换，以节省共享资源；如果需要系统定义的初始值，请使用用户参数( #40014100，#5001~ #5100 )。
5. 请不要使用全局变量( ，@1999)，因为G码执行时，使用者的数据是由自变量(，…，)传入，由公共变量传递不符合使用习惯。
6. 系统在执行加工时对于程序会事先预编译，因此执行速度会超前于G、M 代码指令，因此当要求变量赋值或数据读取须和G、M代码指令发出的时间进程相同时，请于变量赋值或数据读取前加（）指令，否则该变量赋值或该数据读取将无法和G、M 代码同步。
7. 不可改变模式G码(G435，G9190，G404142，…，)的状态，如果用户宏程序中需要改变其状态时，就需要模态信息的回复，
8. 对于长度或角度的自变量在运算前请使用()函数将单位标准化，以符合工具机使用习惯。
9. 不可以改变坐标系统设定，G925452等和坐标系统相关指令不能使用，否则图形仿真功能将失去参考意义。
10. 请在程序中加上必要的注释，养成良好的编程习惯，以增加程序可读性和可维护性，以帮助后续开发人员维护和排除问题。

附录Ⅳ 运算符及其优先级
运算名
符号
优先级
括号
( )，[ ]
1
函数调用运算
<函数名>(<参数列表> )
2
取负
-
3
求补运算

3
乘法运算
*
4
除法运算
/
4
模运算/求余运算

4
加法运算
+
5
减法运算
-
5
关系运算
<，>，<=，>=
6
相等运算
=
7
不等运算
<>
8
布尔逻辑/按位和
&，
9
布尔逻辑/按位 异或

10
布尔逻辑/按位 或

11

函数名
描述

求一个数的绝对值
范例:
#1 (-2.3); 1 的结果是 2.3

求一个数的反余弦值
范例:
#1 (#10);

求一个数的反正弦值
范例:
#1 (#10);

求一个数的反正切值
范例:
#1 (#10);
COS
求一个数的余弦值
范例:
#1 (#10);

求两个数的最大值
范例1:
#1 (10，20); #1等于20
范例2:
#1 (#2，#3);

求两个数的最小值
范例1:
#1 (10.0，20.0); #1等于10.0
范例2:
#1 (#10，#11);

求一个数的正弦值
范例:
#1 (#10);

求一个数的平方根值
范例1:
#2 (3); #2 等于 1.732..
范例2:
#2 (#10);

求一个数的正切值
范例:
#1 (#10);

返回一个数的符号，-1表示该数是负数，1表示该数是正数，0表示该数是零
范例:
( (#10) > 0 )
….
;

返回比一个数大或和其相等的最小整数
范例1:
#2 (2.3); #2 等于 3
范例2:
#2 (#10);

返回比一个数小或和其相等的最大整数
范例1:
#2 (2.3); #2 等于 2
范例2:
#2 (#10);

四舍五入化整
范例1:
#2 (2.3); #2 等于 2
范例2:
#2 (#10);

参数规范化， 读第一个参数为规范化对象， 根据第二个参数使用最小增量方法，特别对小数编程尤为必要。
范例:
#9 (#9，#1600); 根据远轴规范化

参数规范化， 读第一个参数为规范化对象， 根据第二个轴地址参数使用最小增量方法
范例:
#24 (#24，X); 根据X轴规范化
#3 (#3，A); 根据A轴规范化

产生一个伪随机数
范例:
#1 ();

进宏堆栈
范例:
(#1); 变量#1 内容进栈
(#3); 变量#3 内容进栈

出宏堆栈
范例:
#1 ( ); 出栈值赋给变量#1

从栈顶依据索引获取堆栈元素，但不弹出此元素
范例:
(0); 栈顶元素
(1); 栈顶下的第一个元素
(2); 栈顶下的第二个元素
…

发出宏警告
范例:
(300); 发出标识号为300的警告
(#1); #1 必须为整数

临时放弃执行循环
范例:
();