基于FANUC系統數控宏程序防錯應用研究

1 引言

隨著現代制造術的發展和數控機床的日益普及，人們對于數控技術的重要性認識也在不斷提高，而在CAD/CAM軟件普及的今天，生產中往往忽視了手工編程，但是各種“疑難雜癥”的解決往往還是依靠手工編程，手工編程中的最大亮點和最后的堡壘就是數控宏程序。宏程序是指用最精簡干練的語句，對有規則的形狀特征來進行加工程序編制的一種方法，它具有靈活性、通用性和智能性等特點，編寫的程序非常簡潔，邏輯嚴密，加工參數或尺寸易修改，機床在執行此類程序時比CAD/CAM軟件生成的程序更快捷，反應更迅速，使得加工效率大大提高。

由于宏程序不同于標準編程，具有變量賦值，變量運算，循環判斷，語句跳轉的特點，如果要讀懂所表達的邏輯及刀具路徑，對程序編制和使用者都提出了非常高的要求，如果使用者因為理解不深而錯誤賦值、錯誤或惡作劇式修改程序本體，那么將會出現非常嚴重的產品乃至人身、設備安全事故。

通過良好的編程習慣、完善的全程防錯方法和管理制度，可以最大限度減少低級錯誤及不可控因素發生，使得生產能夠順利進行。

2 程序編制階段安全編程防錯方法

2.1 變量意義在各程序模塊的統一

宏程序的特點決定其主要使用場景，把產品的各個特征分解后作為通用模塊，單獨進行程序編制，最后通過主程序統一調用完成整體加工。主程序在調用各通用模塊時，存在變量賦值傳遞的問題，如果各模塊中局部變量所指定的含義不統一，那么將會使自變量賦值傳遞時，由于變量含義過多及紊亂，而變得難以記憶，加大了變量賦值時的出錯幾率。FANUC自變量指定類型Ⅰ中，只有21個局部變量可用自變量地址賦值傳遞，對于大型宏程序，這21個局部變量不能滿足要求，根據賦值的使用習慣及自變量地址字字面在標準程序中的含義，應做到對局部變量、公共變量、系統變量的使用進行統一規劃，如表1。

作為選修課老師，蘇湛因為學生抄襲判定22名學生零分，并強調“此分不可改”。在學術不端事件頻發的當下，蘇湛老師此舉捍衛了學術道德，教育了學生，無疑是值得肯定的。事實上，好多院校、老師對學生抄襲等學術不端行為的處理態度輕描淡寫，甚至是“上梁不正下梁歪”，老師帶頭學術不端。即使迫于輿論壓力，被動處理學術不端事件，也多把高高舉起的問責板子輕輕放下。

2.2 快速編程模板法

在程序編制時一般需配合使用多種特殊指令，以達到充分適應特征的各種位姿變化、進一步簡化編程的效果。而這些特殊編程指令及宏程序的語法都有一定的要求，包括何時有效、有效后第一動作、何時取消、多個特殊指令配合使用時的先后順序等，一旦弄混這些要求，輕則產品報廢，重則損傷設備。為了提高編程效率，可通過固定模板來實現簡化編程工作，如表2。

我國是一個工業大國，工業生產過程中需要一定的場地條件，工業建筑在其中所發揮的作用是不容忽視的，與此同時，工業建筑設計是否合理對經營生產也有著決定性影響。由于工業化的快速發展，給社會經濟帶來的飛速發展的同時，也給自然環境造成一定破壞，能源緊缺問題日益嚴重，節能降耗已然成為當今社會發展的一大趨勢。建筑行業作為能源消耗的重要產業，建筑節能符合可持續發展戰略目標的要求，工業建筑與普通的住宅建筑相比工藝流程更加復雜，不管是在結構規模上還是在環境質量上都有著嚴格的要求，我國工業建筑節能設計面臨諸多的機遇與挑戰。

(1) 宏程序執行過程中快速倍率無效，通過用G01代替G00，配合用進給系數指定的F值，可緩解調試中G00的不安全因素，同時另一方面在需要的地方可通過該法降低或提高局部進給速度，調整進給速度基值可使加工速度整體改變。

參數No.3210(PASSWD) ，參數No.3211(KEYWD)

(3) 模板中還可添加G51縮放功能，位置在建立局部坐標系后、坐標系旋轉前，注意縮放前執行G90移動一次。

(4) 根據實際情況，選擇性在程序頭添加平面選擇、取消循環，程序尾添加回參考點等指令。

綜上所述，小劑量阿司匹林治療特發性胎兒生長受限合并臍動脈血流異常能較好地改善胎兒生長發育，降低血流阻力，提高胎兒血液供給，且不良反應少，安全有效。由于研究對象有限，可能會對結果造成一定程度偏差，會在進一步研究聯合用藥治療特發性胎兒生長受限合并臍動脈血流異常中著重完善。

2.3 變量判定預警法

當變量有賦值范圍要求時，可通過系統變量#3000來實現預警，以防變量賦值錯誤。當宏程序運行到#3000變量時，可以強制CNC處于報警狀態，且顯示所自定義的報警號及具體內容。

當刀具直徑變量#3賦值>32mm時，變量檢測符合條件，執行GOTO100，跳轉到N100段，此時設備停止運行，屏幕上顯示所指定的報警號和報警信息“3001 TOOL DIAMETER TOO LARGE”(刀具直徑過大)。

賦值范圍0～200，顯示報警號為值加上3000

2.4.1 為最大限度保證宏程序具有在生產現場無需找點、直接賦值的能力，需盡量采用工藝圖紙現有的標注尺寸進行編程，所需節點在程序內部采用函數方式自動計算。

前期做好閘壩的地質環境勘察作業，平均水流速每秒在6m上下。在科學地質考察基礎上，制定工程量清單、合同日期、工期時間等，并對工程建設的各項條款、內容等進行明確，其中包括《質量控制規范》、《施工安全條例》等。在設計過程中，施工理念在于嚴格遵守相關規范，并積極借鑒三峽水電站、溪洛渡水電站成功施工經驗，將其用到設計方案之中。當文件準備齊全之后，建設單位安排混凝土材料進場，對混凝土材料質量、參數、砂石料、攪拌機設備等進行試驗檢查，保障其能夠滿足施工質量要求基礎上，進行下一步施工作業。

如圖1所示，當刀具直徑變量#3賦值≤32mm時，變量檢測并不符合所設條件，繼續順序執行程序，當執行到N200段時，無條件跳轉到N300段，程序停止；

語句格式：#3000=值(報警信息)

式中，E是指區域發生雷電災害時單位面積上的直接經濟損失，單位為萬元／km2，反映的是某一地區因雷擊造成的經濟受損情況［13］。其中，Es為區域內因雷擊造成的直接經濟損失額，單位為萬元；S為區域面積，單位為km2。

2.4 變量賦值防呆法

報警信息限制為26 個字符

當通過No.3202#4(NE9)對9000～9999號程序進行鎖定后，還可進一步對這些號段程序的鎖定狀態進行密碼保護，如圖3。

2.4.2 為減少程序使用者在賦值時的思考計算，降低其能力要求，刀具尺寸采用直徑賦值，Z值采用絕對值賦值的方式進行編程，刀具半徑及Z值正負方向在程序內部依據坐標系原點位置進行計算及指定方向符號。

2.4.3 變量按用途屬性，分為賦值變量和過程計算變量，將所有賦值變量按一定規律(比如先經常修改的切削參數、后刀具規格變量、再尺寸變量的順序)全部置于程序頭，計算變量置于坐標系建立后的程序中，兩類變量分隔開可減少誤操作。

3 生產應用階段安全加工防錯方法

3.1 參數鎖定程序法

前述變量賦值錯誤的風險預防后，仍存在錯誤或惡作劇式修改程序本體的風險，可通過程序號段為8000～8999、9000～9999可被設為鎖定及隱藏的功能予以防范。

3.1.1 程序的鎖定、隱藏

首先將用戶宏程序及其子程序號分別修改為8000～8999、9000～9999范圍內。

本組研究根據內固定穩定性提取了3組鋼板模型在不同工況條件下的應變能指標，如表1所示。其中，在2工況條件下，從應變能和計算的2種剛度來看，FP整體剛度要高于其他2組模型。而RP在軸向壓縮工況下，應變能（結構柔度指標）相比SP降低了21.4%，相比FP僅僅提高了7.2%；軸向剛度則比SP提高了21.29%，比FP剛度僅僅降低了6.8%。在扭轉工況條件下，RPDE應變能相比SP降低了16.28%，相比FP則增加了13.5%；在扭轉剛度方面，RP比SP提升了19.5%，而相比FP則僅下降了12.0%。由此可見，RP在兩組工況條件下較之SP實現了固定剛度上的顯著提升。

通過系統參數把程序設置為鎖定模式，如圖2。鎖定后將不再能夠進行編輯、刪除、輸出、檢索、登錄、核對、顯示操作。

初中生物教材中蘊藏了諸多的健康生活方面的知識，這些相關知識的傳遞并不僅限于完成學生的最終考核，而是能夠通過知識的學習進一步激發學生健康生活的意識。所以在日常的生物教學中，教師要對生物知識有深入地挖掘探究，尋找其中對于培養學生健康生活意識的有利素材，從而有效地培養學生的健康生活意識。

參數No.3202第#0位(NE8)：是否禁止8000～8999的程序編輯

參數No.3202第#4位(NE9)：是否禁止9000～9999的程序編輯

0：不禁止。1：禁止

3.1.2 程序鎖定狀態的保護

完善現代化的測報傳輸手段，包括對設區市邊界河流湖泊斷面及大中型水庫水量監測站網的建設，對重要地下水水源地、地下水超采區、海水入侵區的監測站網建設，及對重點水功能區、入河排污口水質監測站網的建設。加快應急機動監測能力建設，采購了1臺移動監測車和多臺移動監測設備，提高突發性水污染事件的應急反應能力。組織實施全省水資源監控能力建設項目，2013年完成了水源地在線監測、省級水環境監測中心實驗室設備、省級信息平臺、第一批國控取用水戶監測點建設的招標采購工作。

(2) 如不需局部坐標系或坐標系旋轉，將相關地址值設為0即可。

此兩參數中設定了非0值，且二者不相同時，將自動把前述參數 (No.3202#4) 設定為1，禁止對9000～9999號段程序進行編輯且不能進行解鎖。由于此兩參數不能對8000～8999號段程序鎖定狀態進行保護，建議僅使用9000～9999號段程序。值得注意的是，設備廠商有自定義的功能程序采用9000～9999號段，比如筆者公司某設備的M06換刀指令，就是調用O9001程序執行換刀動作的，在選擇程序號段時需要注意進行避讓，以免在刪除時誤操作。

3.2 封裝G代碼調用法

參數賦值范圍為：-9999～9999， 0、5、65、66、67 除外。

“可是什么？”媽無情地打斷她的話，說，“村里多少女孩初中沒讀完就出去打工掙錢養家、供弟弟讀書？你能？我供你讀到大學本科，把向南都荒廢了！”

可將所編制的典型特征模塊宏程序，先通過自定義G代碼的形式進行封裝，再鎖定及隱藏后通過相應G代碼進行調用。自定義G代碼參數號與程序號對應關系如表3所示。

設定正值時，為非模態調用；設定負值時，為模態調用。

如圖4，參數No.6050對應程序為O0910，當其值自定義設為150時，則通過G150非模態調用O9010程序；當值設為-150，則通過G150模態調用O9010程序。

No.6050～No.6059參數范圍只可定義封裝10個G代碼，如需更多封裝，請使用No.6038～No.6040參數范圍進行配合設置(具體請參考FANUC相關資料)。如兩個參數范圍內同時設置調用相同G代碼時，前者具有優先級。

所封裝的G代碼不能進行變量賦值傳遞，需要使用公共變量或在被封裝的程序內部對變量賦值，一次調用僅能加工單一規格的特征，所以應用場景有限。

3.3 預防措施搭配使用

以上預防措施方法，配合使用用途如下：

變量判定預警法+參數鎖定程序法：用于一般安全防范的場合。

智能電網有互動性以及自動化兩個特點，系統在實際的運行狀態當中，其電力輸送能力非常的強大，能夠讓電力系統的供電能力得到有效的保證，而且相對傳統電網消耗的能源也較少，污染物的排放也相對較低，能夠讓環境保護和提高經濟效益的目標很好的實現。在另一方面，由于智能電網系統具備自動化的平臺，因此可以靈活調整用戶的退出和接入，并共享電網、電源和用戶信息在平臺上，讓一些有關的信息實現透明化和公開化。

變量判定預警法+參數鎖定程序法+封裝G代碼調用法：用于加工工藝需保密的場合。

2.“履責”顯擔當。黨委書記定期召開黨委會、黨委專題會議，基層黨支部書記每月召開支部委員會研究黨建工作，將黨建工作與企業生產經營同部署、同落實，大力營造履責見行動，落實顯擔當的良好氛圍。

4 管理制度

4.1 定期確認制度

程序可以被鎖定和隱藏，猶如一把雙刃劍，宏病毒正是利用此對自身進行保護后，在符合設定條件后執行指定動作。比如，利用系統日期#3011和系統時間#3012變量，當系統到達某一指定日期和時間后，執行諸如快速移動到某處的危險行為或者修改指定數據(補償值、坐標系等)，后者較前者撞機更難以發現具體原因，往往會認為操作者犯低級輸入錯誤，而實際是病毒所致。這些病毒的編制方法并不需要額外學習，讓人防不勝防，辭工前置入病毒的案例現實中屢見不鮮，企業應建立定期確認制度，對隱藏程序進行排查確認，以防不測。

4.2 程序管理制度

軟件代碼開發需要做好語句注釋，用戶宏程序也同樣道理，特別是程序內涉及復雜點位運算的，更要特別注意，否則后來的編程員是極難讀懂其邏輯，即使本人所編程序在沒有注釋的情況下，過幾個月后再要讀懂編制時的想法，也要耗費很多精力與時間。注釋包含變量注釋圖和語句注釋(如圖5)、點位計算注釋(圖6)三類，其中變量注釋圖中不僅包含變量含義，同時也應包含其對應的自變量地址。

5 結束語

本文是筆者經過多年學習及實踐，對用戶宏程序在企業生產實際應用中的一些安全防范措施，不難看出，以嚴謹的風格編制優質程序，全盤考慮程序使用者的技能水平差異和職業素養，靈活恰當地運用這些措施，能夠確保全流程的程序安全、刀具安全、設備安全。

[1]陳海舟，數控銑削加工宏程序及應用實例[M]，北京：機械工業出版社，2007.

[2]王小榮，玩轉FANUC數控銑削宏程序[M]，北京：科學出版社，2012.

[3]李峰，數控宏程序應用技術及實例精粹[M]，北京：化學工業出版社，2013.

[4]FANUC Series 0i(Mate)-MODEL D參數說明書(B-64310CM/01)[M]，日本2008.

[5]FANUC Series 0i(Mate)-MODEL D用戶手冊(B-64304CM/01)[M]，日本2008.

[6]《東方汽輪機》，東方汽輪機編輯部.