宏指令及变量R在SIEMENS系统中的应用

李厘砾

江汉石油管理局第四机械厂

摘要 : R 参数编程是西门子数控系统提供的一种先进的编程方法 ,而宏功能又是数控编程中的一项关键技术 。 在 SIEMENS 系统的数控机床上运用 R 参数和宏程序的技巧 ,实现不同零件加工程序的通用性 。

关键词 : SIEMENS 系统 ; R 参数 ;变量 ;宏指令 中图分类号 : TG707 ; TP39

文献标志码 :A

Appl ication of Macro Instruction and Varia ble R in SIEMENS System

Li Lili

Abstract : R parameter programming is an advanced programming method which the Siemens CNC system provides , while the macro function of CNC programming is a key technology. In this paper , examples of the Siemens CNC machine tools is used with R parameter and the macro program skills to achieve the different shape parts processing. Key words :SIEMENS system ; parameter R ; variable ; macroinsrucion 1 宏功能概述

＄TC - DP7 T ,D = R 削刀具的倒圆半径

＄TC - DP8 T ,D = R

磨损 长度和半径补偿 ＄TC - DP12 T ,D = R

2 . 2 刀具类型

切槽锯片的槽宽 b , 铣

宏功能是数控编程技术的一项关键技术 ,有提

高数控加工性能的功能 。其特点是可以对变量进行 运算 ,用变量执行相应操作 ,实际的变量值则由宏程 序指令赋值 。利用宏指令 ,不仅使数控程序具有通 用性 、灵活性 , 而且 能 极 大 地 提 高 编 程 效 率 和 可 靠 性 。对于形状相似的零件 ,只需编制一套零件的加 工程序 ,加工时给变量赋值就可实现对不同规格零 件的加工 ,从而减少编程工作量 。该方法尤其适合 轮廓形状复杂的情况 。

110 球头铣刀 (圆柱型模具铣刀) 120 立铣刀 (无角度倒圆) 2 . 3 加工实例

( 带 刀 具 名 称 的 刀 N10 T =“DIEMILL - CYLL ”

具选择 —球头铣刀)

N20

2 编程格式及相关说明

＄TC - DP1 1 ,1 = 110

下刀点

程序中刀具补偿值的输入问题是决定程序自动

化程度和工作效率的关键 。如果不使用刀具半径补 偿功能 ,不仅加工误差大而且程序中数学建模也较 为困难 。以往用手工输入刀补的方法不仅效率低且 易出错 。运用宏指令 ,将不断变化的刀补值设为变 量 R ,在程序中对刀补赋值 ,由系统自动调用变化的 补偿值 ,从而实现加工轨迹的变化 。

2 . 1 刀补赋值的格式 几何尺寸 长度补偿 T 为刀具编号 ,D 为刀具 补偿号 ,R 为变量

＄TC - DP3 T ,D = R 类型和平面的计算 几何尺寸 半径

G00 G54 G90 X Y Z R1 = (变量赋初值 )

R2 = (斜面或直面的垂直高度) R3 = (斜面与铅垂线之间的角度) R4 = (刀具半径)

R11 = (刀具长度)

R8 = 0 . 1 ～ 0 . 5 ( 刀 具 在 高 度 方 向 每 次 递 增 的

值)

R5 = SIN ( R3) 3 R4 R6 = COS ( R3) 3 R4 R13 = (顶面倒圆角的半径) R15 = ( EF 圆弧段对应的圆心角) M03 S500 BB :

长度补偿 1 矢量 根据

＄TC - DP6 T ,D = R 刀具半径

R9 = TAN ( R3) 3 R1 (图 2 所示 :L1 L2 L3 的值) R10 = R6 - R9 ( 变化中的刀具补偿值) ＄TC -

DP6 1 ,1 = R10 (刀具半径补偿的自动赋值) ＄TC -

收稿日期 :2009 年 9 月

2010 年第 44 卷 №6

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DP3 1 ,1 = R11

(刀具长度补偿 1 的自动赋值)

R12 = - R2 + R5 - R4 ( Z 轴即高度方向的计算

值)

G01 Z = R12 F200

N290 G01 G41D1 X Y F50 M08

(周边轮廓加工)

G01 G40 X Y F200 (取消刀具半径补偿) R1 = R1 + R8 (加工次数控制)

R2 = R2 - R8 ( 高 度 每 次 递 增 一 个 R8 的 高 度

图 1

值)

N390 IF R1 < = R2 GOTOB BB : CC :

IF R13 = 0 GOTOF END 如 果 不 加 工 顶 面 圆 弧

角 ,则程序结束

R15 = 90 - R3 (顶面圆弧角的旋转角) R20 = (顶面圆弧角的角度增量) DD :

R15 = R15 - R20 R16 = ( R13 + R4) 3 COS ( R15) - R13

R17 = R2 - R13 + COS ( R15) 3 R13) / TAN ( R15) - SIN (15) 3 R4

G01 Z = - R16F800

图 2

＄TC- DP6 1 ,1 = - R17

G01 G41D1 X Y F50 M08

(周边轮廓加工)

G40 X Y F200 (取消刀具半径补偿) IF R15 > 0 GOTOB DD END :

N400 G0Z100M09 N410 M05 M30 2 . 4 斜面加工

如图 2 所示 ,加工斜面时 ( 即 AD 段) 刀具中心 与斜面形成一个相似三角形 ,刀心的高度位置公式 :

- 斜面的垂直高度变量 (即 - R2) + R5 参数边 ;刀尖

的高度位置公式 : - 斜面垂直高度变量 + R5 参数边

- 刀具半径 。在不同高度上的刀具半径补偿值是确

定刀心位置的关键 , A 点半径补偿值 = R6 ; B 点半 径补偿值 = R6 - L1 ; C 点半径补偿值 = R6 - L2 ; D 点的半径补偿值 = R6 - L3 ;在圆弧面即 EF 段 ,刀具 半径补 偿 值 R17 = R2 - R13 + COS ( R15) 3 R13) / TAN ( R15) - SIN (15) 3 R4 ; 高度位置变化公式 : R16

= ( R13 + R4) 3 COS ( R15) - R13 ;圆弧段旋转角初始

2 . 5 相关说明

图 3

值( E 点) R15 = 90 - R3 ; 圆 弧 段 旋 转 角 终 点 值 ( F 点) R15 = 0

该程序加工方向为自下而上逐层提高 。由于球

刀加工斜面与零件接触的点并不是在球刀中心的高 度位置 ,所以这个高度值需要运算 。为方便编程采

68

工 具 技 术

振动频率对超声辅助切削的影响

张通稳1 ,赵勇1 , 刘进前

1

安阳鑫盛机床股份有限公司 ; 2 河南煤矿安全检测局矿用安全产品检验中心

2

摘要 :对超声辅助切削而言 ,刀具振动频率是一项至关重要的影响因子 。本文从理论上分析了刀具振动频率 对超声切削的影响 ,并利用有限元软件 MSC. Marc 建立了超声切削的二维正交热力耦合模型 ,通过有限元仿真研 究了刀具振动频率对切削应力和切削温度的影响规律 。

关键词 :超声辅助切削 ;刀具振动频率 ;有限元仿真 中图分类号 : TG506. 5 文献标志码 :A

Effect of Vibration Frequency on Ultra sonically Assisted Turning

Zhang Tongwen , Zhao Yong ,Liu J inqian

Abstract : For ultrasonically assisted turning (UAT) , tool vibration frequency is a crucial influencing factor. With theoretical studies , the key role in UAT played by tool vibration frequency is analyzed in this paper. Moreover , two2dimensional coupled ther2 mo2mechanical models with MSC. Marc for UAT is established. Using finite element simulation , the effect of tool vibration fre2 quency on cutting stress and cutting temperature is investigated. Key words :ultrasonically assisted turning ; tool vibration frequency ; finite element simulation

1 引言

影响切削力 、切削温度及刀具磨损状况 ,因此是一个 至关重要的影响因子 。

近年来 ,有限元仿真技术已在金属切削过程的 研究中得到广泛应用 ,利用有限元仿真技术能够方 便地分析各种工艺参数对切削过程的影响 ,还可以 获得 许 多 用 实 验 方 法 难 以 获 得 或 不 能 获 得 的 信 息2 。本文通过理论分析与有限元仿真相结合 ,研 究了刀具振动频率对超声辅助切削的切削应力和温 度的影响规律 。

超声辅助切削是一种先进的加工技术 。超声辅 助切削利用可控振动源 ,对于以一定切削速度运动 的工件 ,刀具以恒定的振幅 a 及振动频率 f ,在某个 切削方向上进行正弦波的振动 ,形成连续有规律的 脉冲切削力波形 。与传统的切削加工相比 ,超声辅 助切削能有效降低切削力和切削温度 、改善已加工

1

表面质量。对超声辅助切削而言 ,由于刀具的振 动频率直接关系到一周期内相对净切削时间 ,进而

收稿日期 :2009 年 12 月

2 振动频率对超声切削的影响机理

超声 切 削 的 原 理 在 许 多 文 献 中 已 有 详 细 描

用刀心轨迹编程 : 刀心与刀尖只是球刀的两个几何

点 ,刀具上任何一点都可以看作是随着刀具整体的 移动而进行的“平行”运动 。如果不采用该方式 ,则 需要计算出刀具与零件相切的点的全部座标 ,但这 样工作量会很大 ,生成的程序冗长 、累赘 ,不便于检 查和校对 。

铣削斜面时通常选用深度作为调整变量 ,在铣 削圆弧时常选用 旋 转 角 度 作 为 调 整 变 量 。程 序 中

R8 、R20 决定程序是用于粗加工或者精加工 ( 数值越

全性和通用性 。完全摆脱了操作中的人为偏差 ,把

复杂的计算问题交由机床来处理 ,把原来加工环节 中需要凭经验的操作转变成简单 、科学的方法 ,具有 很大的推广价值 。

参考文献

10 铣削斜面和三维倒圆角的宏程序 J . 1 刘加孝 . 利用 G

机械制造 ,2008 (9) .

2 西门子系统 R 参数程序编制及应用 . 数控工作室网站 ,

http :/ / www. busnc . com/ .

大则加工精度越低) ,变量 R2 、R3 、R15 是斜面倒角 的几何参数 ,它决定工件轮廓形状的变化 。

作者 :李厘砾 ,中国石化集团江汉石油管理局第四机械 厂 , 434024 湖北省荆州市

Author :Li Lili ,SJ Petroleum Machinery Co . Jianghan Petroleum Administrative Bureau. Sinopec Corp . ,Jingzhou ,Hubei 434024 ,China

3 结语

长期的实践证明 ,该程序具备明显的高效性 、安