摘要：本文結合生產加工中（SIEMENS）R參數程序的應用，以加工實例來說明$TC_DP6在程序中如何賦予刀具半徑補償值的具體使用方法。在R編程中將半徑值設為一個變量值然后使用$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無法編制出的輪廓循環加工和規則的曲面。

引言：

    在手工編程加工中半徑補償值輸入CNC儲存器的方法有兩種。

    方法一：用手動的方法將要使用的刀具半徑值直接輸入CNC儲存器內，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$TC_DP6將對應的半徑值輸入到CNC儲存器，這種輸入的方法可以在程序運行中可以任意將半徑值輸到儲存器內，如果通過R參數程序設半徑值為一個變量再與$TC_DP6對應。那這個程序加工的輪廓就可以實現不斷的變化，在手工編程中這種編程是一個靈活而又強大的功能，特別當它與宏程序結合一起使用時，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雜編程是不可替代的用法。如輪廓的循環加工規則曲面的加工。

    本文結合實際生產中$TC_DP6的應用，分別列舉去實例來說明刀具補償值在手工編程中的應用。

正文：

一、西門子（SIEMENS）刀具半徑補償值$TC_DP6的說明與使用方法

    在西門子（SIEMENS）數控系統中，$TC_DP6是一個系統值，它的使用有著嚴格的規定。它的格式取決于需要的刀具補償器中。

見表：

地址	含義	說明	指令格式
$TC_DP6[t，d]	半徑補償值	讀或寫t,d號的數值	$TC_DP6[_,_]=R_

 

 

說明：

1、t：T刀具編號1-32000，T0沒有刀具（系統中zui多同時存儲32把刀具）

2、d: 刀具補償號D，一個刀具可以匹配從1到9幾個不同補償的數據組，如果沒有編寫D指令，則D1自動生效。如果編程為D0，則刀具補償值無效。

3、R：計算參數R

可以在程序運行時由控制器計算或設定所需要的數值：也可以通過操作面板設定參數數值。如果參數已經賦值，則它們可以在程序中對由變量確定的地址進行賦值。賦值范圍為±（0.0000001～99999999）

計算參數R一共有300個可供使用

R0～R99       -可自由使用

R100～R249    -加工循環傳遞參數

R250～R299     -用于加工循環的內部計算參數

（如果沒有使用加工循環，則這部分計算參數也可自由使用）

編程舉例：

N10 R1=5

          N20 $TC_DP6[1，1]=R1

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

……

          N80……….

          N90 M30

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

二、加工實例分析：  

    如下圖：現有一加工圖，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進行粗加工，以下僅就倒角的精加工進行詳細的說明。

圖1：左視圖示意圖 

圖2：俯視圖示意圖

 

圖3：立體示意圖

    在這個加工程序中，程序需要建立了幾個重要的關系，既球刀加工斜面時的高度位置關系，加工深度每次變化的運動軌跡關系，這幾個關系相互影響，相互作用。

加工軌跡分析：

    使用球刀進行倒角的加工，加工方向為從下向上的方式逐層提升，但球刀加工斜面時的深度問題需要數學的計算，了方便編程和軌跡描刀位點選擇在刀心上，刀心與刀尖只不過是球刀的兩個幾何點，而刀具上的任何一點都是隨著刀具整體而進行相同的“平動”的，因此當確定刀心Z軸的坐標后再減去一個刀具半徑就可確定出刀尖坐標，這樣不但令編程與數學計算都比較方便，還遵守了統一的對刀基準（刀尖）。

 

圖4

（如：圖4）刀心加工斜面時與斜面形成一個相似的三角形，要計算出刀心的坐標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）

R5參數邊-斜面高度變量

 

斜面

刀尖的高度位置公式如下：

R5參數邊-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，可以得出當球心在A點處時球刀處于加工斜面的zui低點，這時的半徑補償值為初始值，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R6參數值表示，隨著刀具沿著斜邊zui低點逐層提升，在每層高度上的刀具要與斜面相切半徑補償值需要不斷地變化的，可以說球心不斷地向內部的方向前進，導致半徑補償值不斷變小。

如圖6球心的位置圖可以看出半徑值的變化：

A點：半徑補償值=R6、

B點：半徑補償值=R6-L1、

C點：半徑補償值=R6-L2、

D點：半徑補償值=R6-L3、

E點：半徑補償值=R6-L4、

F點：半徑補償值=R6-L5、

如此推算當球心向內移動的距離大與半徑補償值初始值時可能會出現負值的補償值。

    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，半徑補償值也要不斷地變化，高度值與半徑補償值的數值變化可以在程序中通過R參數的編寫實現，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，但半徑補償值數值雖然是在程序中得到了變化，但如何將這個數值賦予儲存器就是一個關鍵問題。由此可見，只有通過$TC_DP6將半徑補償變化值輸入到儲存器內再通過程序內的指令（G41）將變化后的補償值調用才能真正的實現半徑補償值的變化。此外，從加工工藝上分析加工中參數值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，因為程序的加工路線可以看作等高環繞加工，當R8參數值數值大時可以實現粗加工，R8參數值數值細時可以實現精加工。

三、加工程序及說明

     以下的參數程序，可以看出$TC_DP6如何在將半徑補償值輸入存儲器中實現一般手工編程無法加工規則曲面的一大亮點。

    %

AAA                          程序名

T1D1                       采用1號刀1號刀補

G64                        連續路徑加工

CFTCP         關閉進給率修調，編程的進給率在刀具中心有效

M08                         開啟切削液

M3 S2000                    主軸正轉，2000r/min

G 54 G 90 G0 X70 Y0 Z50       采用G54坐標系，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                    變化中的半徑補償值

$TC_DP6[1,1]=R10    使R10代表的半徑值輸入存儲器中

R11=（R5-R2-R4）              Z方向高度計算

Z=R11                       Z方向高度下刀

G41 X50 Y0 F1000           加刀具半徑補償值

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                 取消刀具半徑補償，增量值編程

G90                        值編程

R1=R1+R8     高度每次增加一個R8代表的值0.2加工次數控制

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

IF R1<=10 GOTOB BBB       有條件跳轉：當R1>=10時跳轉到BBB程序段

G0 Z50

M09                         關閉切削液

M05                         主軸停止

M30                         程序結束

說明：

1、程序中R1參數值作為一個條件，它們的作用是控制程序加工的循環次數。

2、R2與R3為斜面倒角的幾何參數（可根據斜面的變化改動），

3、R4為刀具半徑參數值。

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：此參數值直接影響到直角面的表面加工質量和表面粗糙度）。

6、R9參數值為刀心向內移動距離（圖6）所表示的L1-L5。

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

8、R11為Z方向高度計算。

9、G40的使用也要注意，因為每一次循環中都進行了補償所以在每一次循環結束時都要取消，否則會影響程序的運行。