使用FANUC宏程序编制单轴磨削循环及补偿功能
日期：2006-7-13 0:15:46 来源： 中国自动化网
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单轴外圆数控磨床，径向采用数控轴(X轴)控制，轴向仍用液压油缸驱动，因此无法使用两轴磨床数控系统提供的磨削循环功能。在实践中，可以使用FANUC系统提供的用户宏程序，编制单轴的磨削循环功能。根据机床的具体结构，又编制了砂轮手动修整、自动补偿及手动测量工件、自动补偿的控制功能。在青海重型机床厂生产 的CA8311B轴颈车磨床上，经过一年多的生产使用，证明是实用的。下面分别介绍软件的内容。
1 功能介绍
1.1 外圆磨削循环
由于只有径向控制轴(X轴)，无法实现连续进给磨削，只能实现两端进给的轴向磨削循环。因此在左右两端各设1个轴向行程识别开关(如图1所示)。
当砂轮移到工件的左端时，左端行程开关闭合，发出到位信号，程序中用接口输入变量#1005=1表示。控制系统接到该信号后，发出X轴进给移动指令，砂〖LL〗轮前进一个A值；同理，当系统接到右端行程开关发出的到位信号，程序中用接口输入变量#1006=1表示，砂轮前进一个B值。依次循环，直到到达指令的位置。
实现给定磨削量的磨削加工，可以按A、B两值相加为一个循环，将被磨除量均分。砂轮快速移至R点，经n次(A+B)磨削之后，其剩余量为h′。若砂轮在工件左端，且h′＜A时，按h′进给，否则按A值进给。若在工件右端，且h′＜B值时，按h′进给，否则按B值进给。软件必须保证只在工件两端进给，中间不得进给。当磨除量变为零时，必须磨到另一端才能退砂轮。整个磨削过程分粗磨、精磨和光磨。在实际使用中，在R点设置一个暂停，操作者可以插入手动磨削，以利于修活使用，也可以再转为自动磨削。磨削初值用现在位置变量#5041取值。
1.2 测量值的自动补偿
在粗磨结束后，精磨开始前插入手动测量，操作者将测量结果输入到系统中，系统根据指令值与实测值之差，对磨削量进行补偿。
是否需要测量，由面板上的开关设置，此开关状态用接口输入信号#1007输入系统。当开关接通，即信号为“1”时进行测量。当开关断开，即信号为“0”时，则不进行测量，直接进行精磨加工。当实测值与指令值相同时，可以不输入实测值，此时，系统不修正磨削量，仍按原磨削量进行磨削。如需测量，在测量之前安排光磨加工，以求与完成零件磨削的状态相同。
1.3 砂轮修整量的自动补偿
根据机床采用普通金刚笔修整砂轮、手动进给、手动换向修整这样的操作，软件自动计算修整量，并修正工件坐标原点设定值。砂轮修整之后，不需对刀，即可进行磨削加工。
在面板上设置砂轮修整开关，此开关状态用接口输入信号#1004输入系统。当修整开关合上，即信号为“1”时，执行砂轮修整服务程序。当开关断开，即信号为“0”时，系统执行磨削加工。
2 软件框图
按主程序、子程序结构编制软件。
(1)主程序(O0001) 见图2。
(2)砂轮修整子程序(O0020) 见图3。
(3)磨削子程序(O0010) 见图4。
(4)测量子程序(O0030) 见图5。
3 菜单编程
将磨削所需数据用系统断电不清除的宏变量表示。编程时，操作者只需把所需数据输入，不需要修改程序。零件变化时，只需改变相关尺寸数据。
具体设置如下：
#500 粗磨开始点
#501 粗磨结束点，即精磨开始点
#502 精磨结束点，即光磨开始点，亦即零件尺寸
#503 粗磨左进刀量，即第一次切深
#504 粗磨右进刀量，即第二次切深
#505 粗磨进刀进给速度
#506 精磨左进刀量
#507 精磨右进刀量
#508 精磨进刀进给速度
#509 光磨次数
#510 工件坐标原点设定值
#511 金刚笔尺寸
#514 测量点设定值(系统自动设置)
#515 测量点实测值(先由系统自动设置为设定值，再由操作者修改)〖
4 程序
(1)主程序
O0001；
G98；
IF［#1004EQ 0］G0T0 10; (修砂轮开关，1：修砂轮，0：磨工件)
M98P0020； (修砂轮
N10 M98P0010； (磨工件
N20 M30；
(2)磨削子程序
O0010；
G50 X#510； (设置工件坐标原点)
G00 X［#500+1.0］； (分段趋近工件)
G01 X［#500+0.6］F500；
X#500 F #505；
N30 M00； (手动磨削，手动_自动磨削，自动磨削)
#9=#509；
#20=#5041； (砂轮现在位置)
N50 IF［#20 EQ #501］G0T0 110； (粗磨结束)
N60 IF［#1006 EQ 0］G0T0 60；
N70 IF［#1005 EQ 0］G0T0 70； (粗磨加工，左端进给)
IF［#20 EQ #501］G0T0 110； (粗磨左端结束)
#20=#20-#503；
IF［#20 GE #501］G0T0 80；
#20=#501；
N80 G01 X#20 F#505；
N90 IF［#1006 EQ 0］G0T0 90； (右端进给)
IF［#20 EQ #501］G0T0 110；
#20=#20-#504；
IF［#20 GE #501］G0T0 100；
#20=#501；
N100 G01 X#20 F#505；
G0T0 70；
N110 IF［#1007 EQ 0］G0T0 120; (测量开关，1：测量，0：磨工件)
M98 P0030； (测量子程序)
N120 IF［#1006 EQ 0］G0T0 170；(精磨加工)
N130 IF［#1005 EQ 0］G0T0 130；(左端进给)
IF［#20 EQ #502］G0T0 180；(精磨结束)
#20=#20-#506；
IF［#20 GE #502］G0T0 140；
#20=#502
N140 G01 X#20 F#508；
N160 IF［#1006 EQ 0］G0T0 160；(右端进给)
IF［#20 EQ #502］G0T0 190；(精磨结束)
#20=#20-#507；
IF［#20 GE #502］G0T0 170；
#20=#502;〖ZK)〗
N170 G01 X#20 F#508；
G0T0 130；
N180 IF［#1005 EQ 0］G0T0 180； (光磨)
IF［#9 EQ 0］G0T0 200；
#9=#9-1；
N190 IF［#1006 EQ 0］G0T0 190；
IF［#9 EQ 0］G0T0 200；
#9=#9-1；
G0T0 180；
N200 G28 U1.0；
N300 M99；
(3)砂轮修整子程序
O0020；
G50 X#510；
G00 X［#511 +1.0］； (砂轮分段趋近金刚笔)
G01 X［#511 +0.6］F500；
X#511 F#508；
N400 M00； (手动修整砂轮)
#21=#5041
N450 IF［#1004 EQ 1］G0T0 450；
#22=#511-#21； (计算修整量)
#510=#510+#22； (修正工件坐标原点设定值)
G28 U1.0；
M99 P20； (返回主程序，结束)
(4)测量子程序
O0030；
#19=#509； (设置光磨走刀次数)
IF［#1006 EQ 1］G0T0 510；
N500 IF［#1005 EQ 0］G0T0 500； (测量前光磨)
IF［#19 EQ 0］G0T0 520；
#19=#19-1；
N510 IF［#1006 EQ 0］G0T0 510；
IF［#19 EQ 0］G0T0 520；
#19=#19-1；G0T0 500；
N520 #514=#501； (测点设定值)
#515=#514； (预先赋值)
G28 U1.0；
N530 M00； (手动测量，实测值输入#515)
N540 IF［#1007 EQ 1］G0T0 540；
G00 X［#514 +1.0］；
G01 X［#514 +0.6］F500；
X#514 F#508；
IF［#515 EQ #514］G0T0 580； (不修正精磨量)
#23=#515-#514；
#510=#510+#23； (修正工件坐标原点设定值)
G50 X#515； (修正工件坐标原点)
#20=#515； (修改砂轮现在位置)
N580 M99；
[关闭
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1 功能介绍
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
1.1 外圆磨削循环
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由于只有径向控制轴(X轴)，无法实现连续进给磨削，只能实现两端进给的轴向磨削循环。因此在左右两端各设1个轴向行程识别开关(如图1所示)。
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当砂轮移到工件的左端时，左端行程开关闭合，发出到位信号，程序中用接口输入变量#1005=1表示。控制系统接到该信号后，发出X轴进给移动指令，砂〖LL〗轮前进一个A值；同理，当系统接到右端行程开关发出的到位信号，程序中用接口输入变量#1006=1表示，砂轮前进一个B值。依次循环，直到到达指令的位置。
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
实现给定磨削量的磨削加工，可以按A、B两值相加为一个循环，将被磨除量均分。砂轮快速移至R点，经n次(A+B)磨削之后，其剩余量为h′。若砂轮在工件左端，且h′＜A时，按h′进给，否则按A值进给。若在工件右端，且h′＜B值时，按h′进给，否则按B值进给。软件必须保证只在工件两端进给，中间不得进给。当磨除量变为零时，必须磨到另一端才能退砂轮。整个磨削过程分粗磨、精磨和光磨。在实际使用中，在R点设置一个暂停，操作者可以插入手动磨削，以利于修活使用，也可以再转为自动磨削。磨削初值用现在位置变量#5041取值。
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1.2 测量值的自动补偿
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在粗磨结束后，精磨开始前插入手动测量，操作者将测量结果输入到系统中，系统根据指令值与实测值之差，对磨削量进行补偿。
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是否需要测量，由面板上的开关设置，此开关状态用接口输入信号#1007输入系统。当开关接通，即信号为“1”时进行测量。当开关断开，即信号为“0”时，则不进行测量，直接进行精磨加工。当实测值与指令值相同时，可以不输入实测值，此时，系统不修正磨削量，仍按原磨削量进行磨削。如需测量，在测量之前安排光磨加工，以求与完成零件磨削的状态相同。
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1.3 砂轮修整量的自动补偿
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根据机床采用普通金刚笔修整砂轮、手动进给、手动换向修整这样的操作，软件自动计算修整量，并修正工件坐标原点设定值。砂轮修整之后，不需对刀，即可进行磨削加工。
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在面板上设置砂轮修整开关，此开关状态用接口输入信号#1004输入系统。当修整开关合上，即信号为“1”时，执行砂轮修整服务程序。当开关断开，即信号为“0”时，系统执行磨削加工。
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2 软件框图
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按主程序、子程序结构编制软件。
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(1)主程序(O0001) 见图2。
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(2)砂轮修整子程序(O0020) 见图3。
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(3)磨削子程序(O0010) 见图4。
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(4)测量子程序(O0030) 见图5。
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3 菜单编程
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将磨削所需数据用系统断电不清除的宏变量表示。编程时，操作者只需把所需数据输入，不需要修改程序。零件变化时，只需改变相关尺寸数据。
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具体设置如下：
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#500 粗磨开始点
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#501 粗磨结束点，即精磨开始点
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#502 精磨结束点，即光磨开始点，亦即零件尺寸
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#503 粗磨左进刀量，即第一次切深
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#504 粗磨右进刀量，即第二次切深
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#505 粗磨进刀进给速度
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#506 精磨左进刀量
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#507 精磨右进刀量
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#508 精磨进刀进给速度
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#509 光磨次数
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#510 工件坐标原点设定值
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#511 金刚笔尺寸
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#514 测量点设定值(系统自动设置)
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#515 测量点实测值(先由系统自动设置为设定值，再由操作者修改)〖
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4 程序
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(1)主程序
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O0001；
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G98；
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IF［#1004EQ 0］G0T0 10; (修砂轮开关，1：修砂轮，0：磨工件)
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M98P0020； (修砂轮
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N10 M98P0010； (磨工件
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N20 M30；
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(2)磨削子程序
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O0010；
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G50 X#510； (设置工件坐标原点)
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G00 X［#500+1.0］； (分段趋近工件)
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G01 X［#500+0.6］F500；
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X#500 F #505；
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N30 M00； (手动磨削，手动_自动磨削，自动磨削)
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
#9=#509；
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#20=#5041； (砂轮现在位置)
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N50 IF［#20 EQ #501］G0T0 110； (粗磨结束)
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N60 IF［#1006 EQ 0］G0T0 60；
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N70 IF［#1005 EQ 0］G0T0 70； (粗磨加工，左端进给)
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IF［#20 EQ #501］G0T0 110； (粗磨左端结束)
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#20=#20-#503；
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IF［#20 GE #501］G0T0 80；
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#20=#501；
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N80 G01 X#20 F#505；
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N90 IF［#1006 EQ 0］G0T0 90； (右端进给)
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IF［#20 EQ #501］G0T0 110；
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#20=#20-#504；
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IF［#20 GE #501］G0T0 100；
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#20=#501；
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N100 G01 X#20 F#505；
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G0T0 70；
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N110 IF［#1007 EQ 0］G0T0 120; (测量开关，1：测量，0：磨工件)
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M98 P0030； (测量子程序)
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N120 IF［#1006 EQ 0］G0T0 170；(精磨加工)
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N130 IF［#1005 EQ 0］G0T0 130；(左端进给)
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
IF［#20 EQ #502］G0T0 180；(精磨结束)
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#20=#20-#506；
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
IF［#20 GE #502］G0T0 140；
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#20=#502
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N140 G01 X#20 F#508；
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N160 IF［#1006 EQ 0］G0T0 160；(右端进给)
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IF［#20 EQ #502］G0T0 190；(精磨结束)
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#20=#20-#507；
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IF［#20 GE #502］G0T0 170；
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#20=#502;〖ZK)〗
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N170 G01 X#20 F#508；
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
G0T0 130；
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N180 IF［#1005 EQ 0］G0T0 180； (光磨)
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
IF［#9 EQ 0］G0T0 200；
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#9=#9-1；
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N190 IF［#1006 EQ 0］G0T0 190；
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IF［#9 EQ 0］G0T0 200；
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#9=#9-1；
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G0T0 180；
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N200 G28 U1.0；
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N300 M99；
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(3)砂轮修整子程序
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O0020；
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G50 X#510；
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G00 X［#511 +1.0］； (砂轮分段趋近金刚笔)
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G01 X［#511 +0.6］F500；
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X#511 F#508；
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N400 M00； (手动修整砂轮)
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#21=#5041
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N450 IF［#1004 EQ 1］G0T0 450；
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#22=#511-#21； (计算修整量)
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#510=#510+#22； (修正工件坐标原点设定值)
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G28 U1.0；
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M99 P20； (返回主程序，结束)
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(4)测量子程序
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O0030；
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#19=#509； (设置光磨走刀次数)
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IF［#1006 EQ 1］G0T0 510；
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N500 IF［#1005 EQ 0］G0T0 500； (测量前光磨)
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IF［#19 EQ 0］G0T0 520；
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#19=#19-1；
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N510 IF［#1006 EQ 0］G0T0 510；
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IF［#19 EQ 0］G0T0 520；
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#19=#19-1；G0T0 500；
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N520 #514=#501； (测点设定值)
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#515=#514； (预先赋值)
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G28 U1.0；
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
N530 M00； (手动测量，实测值输入#515)
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
N540 IF［#1007 EQ 1］G0T0 540；
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
G00 X［#514 +1.0］；
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
G01 X［#514 +0.6］F500；
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
X#514 F#508；
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
IF［#515 EQ #514］G0T0 580； (不修正精磨量)
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
#23=#515-#514；
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
#510=#510+#23； (修正工件坐标原点设定值)
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
G50 X#515； (修正工件坐标原点)
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
#20=#515； (修改砂轮现在位置)
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
N580 M99；
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
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