数控宏程序
一．什么是宏程序？
什么是数控加工宏程序？简单地说，宏程序是一种具有计算能力和决策能力的数控程序。宏程序具有如下些特点：
1．使用了变量或表达式（计算能力），例如：
（1）G01 X[3+5] ;有表达式3+5
（2）G00 X4 F[#1] ;有变量#1
（3）G01 Y[50*SIN[3]] ;有函数运算
2．使用了程序流程控制（决策能力），例如：
调用子程序的例子（1）IF #3 GE 9 ;有选择执行命令
……
ENDIF
（2）WHILE #1 LT #4*5 ;有条件循环命令
……
ENDW
二．用宏程编程有什么好处？
1．宏程序引入了变量和表达式，还有函数功能，具有实时动态计算能力，可以加工非圆曲线，如抛物线、椭圆、双曲线、三角函数曲线等；
2．宏程序可以完成图形一样，尺寸不同的系列零件加工；
3．宏程序可以完成工艺路径一样，位置不同的系列零件加工；
4．宏程序具有一定决策能力，能根据条件选择性地执行某些部分；
5．使用宏程序能极大地简化编程，精简程序。适合于复杂零件加工的编程。
一．宏变量及宏常量
1．宏变量
先看一段简单的程序：
G00 X25.0
上面的程序在X轴作一个快速定位。其中数据25.0是固定的，引入变量后可以写成：
#1=25.0 ;#1是一个变量
G00 X[#1] ;#1就是一个变量
宏程序中，用“#”号后面紧跟1~4位数字表示一个变量，如#1，#50，#101，……。变量有什么用呢？变量可以用来代替程序中的数据，如尺寸、刀补号、G指令编号……，变量的使用，给程序的设计带来了极大的灵活性。
使用变量前，变量必需带有正确的值。如
#1=25
G01 X[#1] ;表示G01 X25
#1=-10 ;运行过程中可以随时改变#1的值
G01 X[#1] ;表示G01 X-10
用变量不仅可以表示坐标，还可以表示G、M、F、D、H、M、X、Y、……等各种代码后的数字。如：
#2=3
G[#2] X30 ;表示G03 X30
例1 使用了变量的宏子程序。
%1000
#50=20 ;先给变量赋值
M98 P1001 ;然后调用子程序
#50=350 ;重新赋值
M98 P1001 ;再调用子程序
M30
%1001
G91 G01 X[#50] ;同样一段程序，#50的值不同，X移动的距离就不同
M99
2．局部变量
编号#0~ #49的变量是局部变量。局部变量的作用范围是当前程序（在同一个程序号内）。如果在主程序或不同子程序里，出现了相同名称（编号）的变量，它们不会相互干扰，值也可以不同。
例
%100
N10 #3=30 ;主程序中#3为30
M98 P101 ;进入子程序后#3不受影响
#4=#3 ;#3仍为30，所以#4=30
M30
%101
#4=#3 ;这里的#3不是主程序中的#3，所以#3=0（没定义），则：#4=0
#3=18 ;这里使#3的值为18，不会影响主程序中的#3
M99
3．全局变量
编号#50~ #199的变量是全局变量（注：其中#100~#199也是刀补变量）。全局变量的作用范围是整个零件程序。不管是主程序还是子程序，只要名称（编号）相同就是同一个变量，带有相同的值，在某个地方修改它的值，所有其它地方都受影响。
例
%100
N10 #50=30 ;先使#50为30
M98 P101 ;进入子程序
#4=#50 ;#50变为18，所以#4=18
M30
%101
#4=#50 ; #50的值在子程序里也有效，所以#4=30
#50=18 ;这里使#50=18，然后返回
M99
为什么要把变量分为局部变量和全局变量？如果只有全局变量，由变量名不能重复，就可能造成变量名不够用；全局变量在任何地方都可以改变它的值，这是它的优点，也是它的缺点。说是优点，是因为参数传递很方便；说是缺点，是因为当一个程序较复杂的时候，一不小心就可能在某个地用了相同的变量名或者改变了它的值，造成程序混乱。局部变量的使用，解决了同名变量冲突的问题，编写子程序时，不需要考虑其它地方是否用过某个变量名。
什么时候用全局变量？什么时候用局部变量？在一般情况下，你应优先考虑选用局部变量。局部变量在不同的子程序里，可以重复使用，不会互相干扰。如果一个数据在主程序和子程序里都要用到，就要考虑用全局变量。用全局变量来保存数据，可以在不同子程序间传递、共享、以及反复利用。
刀补变量（#100~#199）。这些变量里存放的数据可以作为刀具半径或长度补偿值来使用。如
#100=8
G41 D100 ;D100就是指加载#100的值8作为刀补半径。
注意：
上面的程序中，如果把D100写成了D[#100]，则相当于D8，即调用8号刀补，而不是补偿量为8。
4．系统变量
#300以上的变量是系统变量。系统变量是具有特殊意义的变量，它们是数控系统内部定义好了的，你不可以改变它们的用途。系统变量是全局变量，使用时可以直接调用。
#0~#599是可读写的，#600以上的变量是只读的，不能直接修改。
其中，#300 ~#599是子程序局部变量缓存区。这些变量在一般情况下，不用关心它的存在，也不推荐你去使用它们。要注意同一个子程序，被调用的层级不同时，对应的系统变量也是不同的。#600~#899是与刀具相关系统变量。#1000~#1039坐标相关系统变量。#1040~#11
43参考点相关系统变量。#1144~#1194系统状态相关系统变量。（详见：2．华中数控系统系统变量一览）
有时候需要判断系统的某个状态，以便程序作相应的处理，就要用到系统变量。
5．常量
PI 表示圆周率， TRUE 条件成立(真)， FALSE 条件不成立(假) 。
二．运算符与表达式
1．算术运算符
加 + ， 减 - ， 乘 * ， 除 /
2．条件运算符
宏程序运算符 | EQ | NE | GT | GE | LT | LE |
数学意义 | ＝ | ≠ | ＞ | ≥ | ＜ | ≤ |
条件运算符用在程序流程控制IF和WHILE的条件表达式中，作为判断两个表达式大小关系的连接符。
注意：宏程序条件运算符与计算机编程语言的条件运算符表达习惯不同。
3．逻辑运算符
在IF或WHILE语句中，如果有多个条件，用逻辑运算符来连接多个条件。
AND (且) 多个条件同时成立才成立
OR (或) 多个条件只要有一个成立即可
NOT (非) 取反（如果不是）
例
#1 LT 50 AND #1GT 20 —— 表示：[#1<50]且[#1>20]
#3 EQ 8 OR #4 LE 10 —— 表示：[#3=8]或者[#4≤10]
有多个逻辑运算符时，可以用方括号来表示结合顺序，如：
NOT[#1 LT 50 AND #1GT 20]——表示：如果不是“#1<50 且 #1>20”
更复杂的例子，如：
[#1 LT 50 ] AND [#2GT 20 OR #3 EQ 8] AND [ #4 LE 10]
4．函数
正 弦：SIN[a] 余弦：COS[a] 正切：TAN[a] 注：a为角度，单位是弧度值。
反正切：ATAN[a] (返回：度，范围：-90～＋90)
反正切：ATAN2[a]/[b] (返回：度，范围：-180～＋180) (注:华中数控暂不支持)
绝对值：ABS[a]，表示|a|
取 整：INT[a]，采用去尾取整，非“四舍五入”
取符号：SIGN[a]，a为正数返回1，0返回0，负数返回-1
开平方：SQRT[a] ，表示
指 数：EXP[a]，表示
5．表达式与括号
包含运算符或函数的算式就是表达式。表达式里用方括号来表示运算顺序。宏程序中不用圆括号，因圆括号是注释符。
例如 175/SQRT[2] * COS[55 * PI/180 ]
#3*6 GT 14
6．运算符的优先级
方括号 → 函数 → 乘除 → 加减 → 条件 → 逻辑
技巧：常用方括号来控制运算顺序，更容易阅读和理解。
7．赋值号 =
把常数或表达式的值送给一个宏变量称为赋值，格式如下：
宏变量 = 常数或表达式
例如 #2 = 175/SQRT[2] * COS[55 * PI/180 ]
#3 = 124.0
#50 = #3+12
特别注意，赋值号后面的表达式里可以包含变量自身，如：
#1 = #1+4 ;此式表示把#1的值与4相加，结果赋给#1。这不是数学中的方程或等式，如果#1的值是2，执行#1 = #1+4后，#1的值变为6。
三．程序流程控制
程序流程控制形式有许多种，都是通过判断某个“条件”是否成立来决定程序走向的。所谓“条件”，通常是对变量或变量表达式的值进行大小判断的式子，称为“条件表达式”。华中数控系统有两种流程控制命令：IF——ENDIF，WHILE——ENDW。
1．条件分支 IF
需要选择性地执行程序，就要用IF命令。
格式1：（条件成立则执行）
IF 条件表达式
条件成立执行的语句组
ENDIF
功能：
条件成立执行IF与ENDIF之间的程序，不成立就跳过。其中IF、ENDIF称为关键词，不区分大小写。IF为开始标识，ENDIF为结束标识。IF语句的执行流程如图1所示。
例：
IF #1 EQ 10 ；如果#1=10
M99 ；成立则，执行此句（子程返回）
ENDIF ；条件不成立，跳到此句后面
例：
IF #1 LT 10 AND #1 GT 0；如果#1<10 且 #1>0
G01 x20 ；成立则执行
Y15
ENDIF ；条件不成立，跳到此句后面
格式2：（二选一， 选择执行）
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