FANUC系统宏程序变量在机械手程序中的应用

东风本田汽车零部件有限公司

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论文

张智平 0942

FANUC系统宏程序在机械手程序中的应用 制造一部设备科发动机保全系曲轴班 机电一体化 二O一五年十二月

摘要

随着公司规模日益发展状大，公司对设备自动化生产的需求也越来越强，目 前发动机曲轴的设备大部分已完成加装机械手，实现了自动化生产。从而提高了 生产效率，降低了生产成本，为公司今后的发展奠定了基础。文中主要阐述了 FANUC系统宏程序宏变量在机械手编程或与机加设备联机中的灵活应用，使用宏 程序后程序量减少、结构简单易改，与机床联机可靠安全。

关键字：自动化机械手 FANUC 宏程序 宏变量

引言

公司现有设备主要靠人工手动装夹零件，不仅存在很大安全隐患、劳动强度 大，还严重影响生产效率，将非自动生产线实现自动化生产迫在眉睫。现主要采 用加装桁架机械手、辅助输料台的方式，将各工序链接，由机械手、机器人搬运 零件实现上下料。桁架机械手根据最快实际运行速度以及加工节拍的情况，一台 桁架机械手可以给多台设备服务上下料。单条生产线一般都生产多个机种零件， 因零件尺寸的差异，造成机械手装夹各机种零件的位置也不同，如果要修改某一 位置，在程序中查找很困难也易出错；机械手给同工序多台设备服务时，遇到其 一台设备故障需屏蔽跳过，或其中一台设备已加工完需优先加工，一般程序编写 很复杂难实现；与机床联机信号的交互，PMC若处理不好逻辑关系，容易造成机 械手误上下料发生严重的撞机事故。灵活应用FANUC宏程序编程，使程序编程简 单易修改、方便品种切换；轻易实现设备优先加工、屏蔽故障设备；与设备联机 运行安全可靠，提高了生产效率。

一．宏程序基本知识

1.宏程序的概念

宏程序就是相比普通程序可以使用变量进行算术运算，逻辑运算和函数 的运算，此外宏程序还提供了循环语名、分支语名和子程序调用语句，利于 编制各种复杂的零件加工程序，减少手工进行繁琐的数值计算，以及精减程 序量，简化程序。

2.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。用户宏程序与普通程序存在一定的 区别，表一是用户宏程序与普通程序的简要对比。

项目 程序 普通程序 宏程序 一 只能使用常量 可以使用变量，可以给变量赋值 二 常量之间不可以运算 变量之间可以运算 三 程序只能顺序执行不能跳转 程序运行可以跳转 表一

二．宏程序的变量

1.宏变量的表示

宏程序的变量是用变量符号“#”和后面的变量号指定，例如：#2、#100; 普通加工程序直接用数值指定G代码和移动距离，例如：G01 X100.0; 使用宏程序时，数值可以直接指定或用变量指定，例如： #1=#2+100 若#2=350

G01 X#1 F80相当于G01 X450 F80

表达式可以直接指定变量号，这时表达式必需封闭在括号中，例如： #1[#2+#41-15] 若#2=4，#41=16 #1[#2+#41-15]相当于#15 2.变量的类型

变量根据变量号可为分四种类型，如表二

变量号 变量类型 功能 #0 空变量 该变量总是为空，没有值可以赋给此变量。 #1～#33 局部变量 局部变量只能用在宏程序中存储数据，例如，运算结果。变量#1～#33属断电非保持型。 #100～#199 公共变量 多个宏程序中共同使用的变量，变量#100～#199属断电#500～#999 非保持型，变量#500～#999属断电保持型。 #1000以上 系统变量 用于读和写CNC系统的接口、刀补等各种数据

2.机械手位置设定

机械手搬运多个品种工件，所需的横向、纵向位置都不同，因此在程序 中位置坐标多了很容易混淆，需要调试修改某个位置时易出错，造成机械手 误走发生严重的撞机事故。利用宏程序宏变量#500～#999分配给各品种所需 的位置作为位置存储器，需要调试修改某个位置，只需在变量表内找到对应 的变量号修改值，简单又方便。若机械手设置两个机种，变量分配如下表：

3.机械手机种切换程序设计

给机种A、机种B分别编辑程序段，使用IF语句（条件转移）编程，条 件表达式用来判断当前机种，当条件满足后程序跳转到相应机种的程序段。 将变量#1013用作机种A，机床品种切换开关拔到机种A，使PMC输入信号 X1.0置1，编程PMC使X1.0为正逻辑时变量相对应的G55.5置1，在宏程序 中变量#1013被赋值为1，条件表达式#1EQ#1013条件满足，程序跳转到相应 程序段。PMC编程如下： 程序如下

O0010 （程序号）

N400IF[#1EQ#1013]GOTO100；（当机种A条件满足跳转到N100程序段） IF[#1EQ#1014]GOTO200；（当机种B条件满足跳转到N200程序段）

GOTO400； （当选择机种不是A或B，程序无条件转移到N400程序段） N100G90G92X0.W0.Z0.； （机种A程序段N100） G01X#500.F70000.； N500M98P0001； ? （中间程序省略）

GOTO500； （程序无条件跳转到程序段N500，机种A程序循环执行） N200G90G92X0.W0.Z0.； （机种B程序段N200） G01X#500.F70000.； N600M98P0001； ? （中间程序省略）

GOTO600； （程序无条件跳转到程序段N600，机种B程序循环执行） M99；

4.机械手与机床信号交互

机械手与机床属不同厂家制造，在实际生产中要求机械手与机床能协调 一致，安全可靠的运行，那么必需对这两家设备的联机，相关信号进行交互 处理。而且使用的NC系统、可编程控制器也各有不同，所以联机的方式方 法都各有区别。这里举例说明的机械手与机床都属于FANUC系统，使用PMC 外部输入输出模块进行信号的交互。其中各别信号逻辑的处理用宏程序编程， 使用宏程序编程处理这些信号，显得非常简单且可靠。

机械手给机床上下料过程中，是不允许机床有动作，为了防止发严重撞 机事故，机械手给机床一个正逻辑的信号，机床接受到这个信号后，禁止机 床所有动作运行，这个信号定义为机械手无干涉信号，分配变量#1106，对

应PMC信号F54.6。机械手给机床先取料再装料，装完料后给机床发一个正逻辑的信号，机床接受到这个信号后，机床自动启动运行，这个信号定义为 装料完成信号，分配变量#1105，对应PMC信号F54.5。具体应用如下： X#506.；（机械手水平移到机床取料上方位置）

#1106=1； （F54.6置1机械手无干涉信号Y0.6正逻辑给机床） G00W#606.；（卸料手下降到取料位置） G04P20；（卸料手停顿2 秒手爪夹紧） #1101=1；（允许 W轴上使能开）

M98P0004；（调用子程序P0004,判断卸料手是否抓取了零件） W0.；（卸料手上升回原位） ?（中程序省略） Z0.；（装料手上升回原位）

#1106=0；（给机床机械手无干涉信号复位）

#1105=1；（F54.5置1装料完成信号Y0.5正逻辑给机床自动运行启动） G01X#511.F70000；（机械手水平移到下料台位置） #1105=0；（给机床装料完成启动信号复位）

PMC处理如下：

5.联机中的报警

机械手给机床在上下料过程中，检测出与机床交互异常，用宏程序编辑 报警产生非常方便好用。如在机械手装料时，防止机床加工区的工件实际未

取走，又装料造成零件相叠加的事故，在装料前检测机床加工区有无工件， 当检测无工件允许正常装料，当检测有工件，说明卸料手取料失效未取走，不允许装料，使产生异常报警。检测工件有无信号为X4.0,分配变量#1000， 对应PMC信号G54.0,PMC编程如下：

宏程序编程如下： O0005 (子程序O0005)

IF [1 NE #1000] GOTO2; (检测有无工件，条件满足转移到程序段N2) #3000=1 ( WORK ERROR); (检测有工件NC画面出现3001 WORK ERROR报警) N2 M99;（程序段N2，子程序结束）

四．总结

宏程序在机械手与机床联机中的应用，只是宏程序应用的冰山一角，宏 程序的优越性同时体现在孔系加工、口袋及轮廓加工、各类圆柱面、斜面、 内外球面、椭球面及倒R面加工。我们还需在工作中对宏程序应用常见问题 进行归纳总结,结合普通程序，在实际维修或编程调试中灵活应用宏程序对 提高生产效率，提高编程维修人员素质有着重要的意义。

参考文献

[1]FANUC 维修说明书 B-64115/01 [2]FANUC 用户宏程序教程 B-10057/05

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/v4tr.html