摘要：本文結(jié)合生產(chǎn)加工中（SIEMENS）R參數(shù)程序的應(yīng)用，以加工實(shí)例來說明$TC_DP6在程序中如何賦予刀具半徑補(bǔ)償值的具體使用方法。在R編程中將半徑值設(shè)為一個(gè)變量值然后使用$TC_DP6指令將不斷變化中的半徑值輸入CNC儲(chǔ)存器中。采用這種半徑變量的程序就可以通過手工的方法編制出一些平時(shí)無法編制出的輪廓循環(huán)加工和規(guī)則的曲面。

引言：

    在手工編程加工中半徑補(bǔ)償值輸入CNC儲(chǔ)存器的方法有兩種。

    方法一：用手動(dòng)的方法將要使用的刀具半徑值直接輸入CNC儲(chǔ)存器內(nèi)，這種方法輸入的半徑值是固定不變的。

    方法二：在程序中用指令$TC_DP6將對應(yīng)的半徑值輸入到CNC儲(chǔ)存器，這種輸入的方法可以在程序運(yùn)行中可以任意將半徑值輸?shù)絻?chǔ)存器內(nèi)，如果通過R參數(shù)程序設(shè)半徑值為一個(gè)變量再與$TC_DP6對應(yīng)。那這個(gè)程序加工的輪廓就可以實(shí)現(xiàn)不斷的變化，在手工編程中這種編程是一個(gè)靈活而又強(qiáng)大的功能，特別當(dāng)它與宏程序結(jié)合一起使用時(shí)，將更加顯出它的功能與方便。在手工編程中它是解決一些復(fù)雜編程是不可替代的用法。如輪廓的循環(huán)加工規(guī)則曲面的加工。

    本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中$TC_DP6的應(yīng)用，分別列舉去實(shí)例來說明刀具補(bǔ)償值在手工編程中的應(yīng)用。

正文：

一、西門子（SIEMENS）刀具半徑補(bǔ)償值$TC_DP6的說明與使用方法

    在西門子（SIEMENS）數(shù)控系統(tǒng)中，$TC_DP6是一個(gè)系統(tǒng)值，它的使用有著嚴(yán)格的規(guī)定。它的格式取決于需要的刀具補(bǔ)償器中。

見表：

地址	含義	說明	指令格式
$TC_DP6[t，d]	半徑補(bǔ)償值	讀或?qū)憈,d號的數(shù)值	$TC_DP6[_,_]=R_

 

 

說明：

1、t：T刀具編號1-32000，T0沒有刀具（系統(tǒng)中zui多同時(shí)存儲(chǔ)32把刀具）

2、d: 刀具補(bǔ)償號D，一個(gè)刀具可以匹配從1到9幾個(gè)不同補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)組，如果沒有編寫D指令，則D1自動(dòng)生效。如果編程為D0，則刀具補(bǔ)償值無效。

3、R：計(jì)算參數(shù)R

可以在程序運(yùn)行時(shí)由控制器計(jì)算或設(shè)定所需要的數(shù)值：也可以通過操作面板設(shè)定參數(shù)數(shù)值。如果參數(shù)已經(jīng)賦值，則它們可以在程序中對由變量確定的地址進(jìn)行賦值。賦值范圍為±（0.0000001～99999999）

計(jì)算參數(shù)R一共有300個(gè)可供使用

R0～R99       -可自由使用

R100～R249    -加工循環(huán)傳遞參數(shù)

R250～R299     -用于加工循環(huán)的內(nèi)部計(jì)算參數(shù)

（如果沒有使用加工循環(huán)，則這部分計(jì)算參數(shù)也可自由使用）

編程舉例：

N10 R1=5

          N20 $TC_DP6[1，1]=R1

   表示：R1代表的值為T1D1刀具儲(chǔ)存器中的半徑補(bǔ)償值，即在程序中輸入刀具的半徑補(bǔ)償值，R值后可以是一個(gè)變量。

……

          N80……….

          N90 M30

      用程序輸入刀具補(bǔ)償值的主要使用場合是R參數(shù)程序，只要兩者可以靈活運(yùn)用在一起那在手工編程中就可以解決輪廓的倒圓角，和需要半徑補(bǔ)償變化的手工編程中。

二、加工實(shí)例分析：  

    如下圖：現(xiàn)有一加工圖，頂面四周邊需倒直角角度為27°深為10mm的直角，為了便于說明$TC_DP6的使用，在此作了一定的簡化既該零件已經(jīng)進(jìn)行粗加工，以下僅就倒角的精加工進(jìn)行詳細(xì)的說明。

圖1：左視圖示意圖 

圖2：俯視圖示意圖

 

圖3：立體示意圖

    在這個(gè)加工程序中，程序需要建立了幾個(gè)重要的關(guān)系，既球刀加工斜面時(shí)的高度位置關(guān)系，加工深度每次變化的運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)系，這幾個(gè)關(guān)系相互影響，相互作用。

加工軌跡分析：

    使用球刀進(jìn)行倒角的加工，加工方向?yàn)閺南孪蛏系姆绞街饘犹嵘?，但球刀加工斜面時(shí)的深度問題需要數(shù)學(xué)的計(jì)算，了方便編程和軌跡描刀位點(diǎn)選擇在刀心上，刀心與刀尖只不過是球刀的兩個(gè)幾何點(diǎn)，而刀具上的任何一點(diǎn)都是隨著刀具整體而進(jìn)行相同的“平動(dòng)”的，因此當(dāng)確定刀心Z軸的坐標(biāo)后再減去一個(gè)刀具半徑就可確定出刀尖坐標(biāo)，這樣不但令編程與數(shù)學(xué)計(jì)算都比較方便，還遵守了統(tǒng)一的對刀基準(zhǔn)（刀尖）。

 

圖4

（如：圖4）刀心加工斜面時(shí)與斜面形成一個(gè)相似的三角形，要計(jì)算出刀心的坐標(biāo)值就需要用到此三角形。

刀心的高度位置公式如下：

（斜面高度變量由10向0變化）

R5參數(shù)邊-斜面高度變量

 

斜面

刀尖的高度位置公式如下：

R5參數(shù)邊-斜面高度變量-刀具半徑   

圖4刀具與斜面形成的三角形

圖5：高度變量示意圖

 

圖6：半徑變量示意圖

    由圖5與圖6分析，可以得出當(dāng)球心在A點(diǎn)處時(shí)球刀處于加工斜面的zui低點(diǎn)，這時(shí)的半徑補(bǔ)償值為初始值，初始值不等于球刀的半徑而是等于球刀與斜面形成三角形的直角邊R6參數(shù)值表示，隨著刀具沿著斜邊zui低點(diǎn)逐層提升，在每層高度上的刀具要與斜面相切半徑補(bǔ)償值需要不斷地變化的，可以說球心不斷地向內(nèi)部的方向前進(jìn)，導(dǎo)致半徑補(bǔ)償值不斷變小。

如圖6球心的位置圖可以看出半徑值的變化：

A點(diǎn)：半徑補(bǔ)償值=R6、

B點(diǎn)：半徑補(bǔ)償值=R6-L1、

C點(diǎn)：半徑補(bǔ)償值=R6-L2、

D點(diǎn)：半徑補(bǔ)償值=R6-L3、

E點(diǎn)：半徑補(bǔ)償值=R6-L4、

F點(diǎn)：半徑補(bǔ)償值=R6-L5、

如此推算當(dāng)球心向內(nèi)移動(dòng)的距離大與半徑補(bǔ)償值初始值時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)負(fù)值的補(bǔ)償值。

    從上述得知如果想要編出可以順利的將斜面加工出來的程序，就要使程序中的加工高度要不斷變化，半徑補(bǔ)償值也要不斷地變化，高度值與半徑補(bǔ)償值的數(shù)值變化可以在程序中通過R參數(shù)的編寫實(shí)現(xiàn)，使Z軸等于不斷變化的高度值就可以解決高度變化的問題，但半徑補(bǔ)償值數(shù)值雖然是在程序中得到了變化，但如何將這個(gè)數(shù)值賦予儲(chǔ)存器就是一個(gè)關(guān)鍵問題。由此可見，只有通過$TC_DP6將半徑補(bǔ)償變化值輸入到儲(chǔ)存器內(nèi)再通過程序內(nèi)的指令（G41）將變化后的補(bǔ)償值調(diào)用才能真正的實(shí)現(xiàn)半徑補(bǔ)償值的變化。此外，從加工工藝上分析加工中參數(shù)值R8（如圖5： R8代表層高）的選擇就決定了程序是粗加工使用還是精加工使用，因?yàn)槌绦虻募庸ぢ肪€可以看作等高環(huán)繞加工，當(dāng)R8參數(shù)值數(shù)值大時(shí)可以實(shí)現(xiàn)粗加工，R8參數(shù)值數(shù)值細(xì)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)精加工。

三、加工程序及說明

     以下的參數(shù)程序，可以看出$TC_DP6如何在將半徑補(bǔ)償值輸入存儲(chǔ)器中實(shí)現(xiàn)一般手工編程無法加工規(guī)則曲面的一大亮點(diǎn)。

    %

AAA                          程序名

T1D1                       采用1號刀1號刀補(bǔ)

G64                        連續(xù)路徑加工

CFTCP         關(guān)閉進(jìn)給率修調(diào)，編程的進(jìn)給率在刀具中心有效

M08                         開啟切削液

M3 S2000                    主軸正轉(zhuǎn)，2000r/min

G 54 G 90 G0 X70 Y0 Z50       采用G54坐標(biāo)系，值編程，

R1=0                        變量R1附值

R2=10                       10為斜面高度

R3=27                       27為斜面角度

R4=5                        刀具半徑

R5=SIN（R3）*R4               三角形的一直角邊

R6=COS（R3）*R4               三角形的一直角邊

R8=0.2                       刀具每層的高度

BBB:                         循環(huán)體

G1 F300

R9=TAN（R3）*R1     如圖（6）R9表示變化中L1-L5的值

R10=R6-R9                    變化中的半徑補(bǔ)償值

$TC_DP6[1,1]=R10    使R10代表的半徑值輸入存儲(chǔ)器中

R11=（R5-R2-R4）              Z方向高度計(jì)算

Z=R11                       Z方向高度下刀

G41 X50 Y0 F1000           加刀具半徑補(bǔ)償值

G2 X9.38 Y-19.52 CR=25

G3 X-9.38 Y-19.52 CR=15

G2 X-9.38 Y19.52 CR=-25      輪廓程序

G3 X9.38 Y19.52 CR=25

G2 X100 Y0 CR=25

G 40 G91 X5                 取消刀具半徑補(bǔ)償，增量值編程

G90                        值編程

R1=R1+R8     高度每次增加一個(gè)R8代表的值0.2加工次數(shù)控制

R2=R2-R8                 高度每次減小一個(gè)R8代表的值0.2

IF R1<=10 GOTOB BBB       有條件跳轉(zhuǎn)：當(dāng)R1>=10時(shí)跳轉(zhuǎn)到BBB程序段

G0 Z50

M09                         關(guān)閉切削液

M05                         主軸停止

M30                         程序結(jié)束

說明：

1、程序中R1參數(shù)值作為一個(gè)條件，它們的作用是控制程序加工的循環(huán)次數(shù)。

2、R2與R3為斜面倒角的幾何參數(shù)（可根據(jù)斜面的變化改動(dòng)），

3、R4為刀具半徑參數(shù)值。

4、R5與R6分別代表球刀刀心與斜面形成三角形的兩直角邊（如圖4）。

5、R8則為刀具每層提升的高度（注明：此參數(shù)值直接影響到直角面的表面加工質(zhì)量和表面粗糙度）。

6、R9參數(shù)值為刀心向內(nèi)移動(dòng)距離（圖6）所表示的L1-L5。

7、R10參數(shù)值為程序變化中的半徑補(bǔ)償值，$TC_DP6[1,1]=R10是使R10所代表的數(shù)值輸入到刀具半徑補(bǔ)償值T1D1中。

8、R11為Z方向高度計(jì)算。

9、G40的使用也要注意，因?yàn)槊恳淮窝h(huán)中都進(jìn)行了補(bǔ)償所以在每一次循環(huán)結(jié)束時(shí)都要取消，否則會(huì)影響程序的運(yùn)行。