淺析編程指令G71在FAUC0i數(shù)控加工系統(tǒng)中的應(yīng)用

方開林

摘 要：本文通過實例加工分析，全面詳細解析了粗車復循環(huán)指令G71在FAUC0i數(shù)控加工系統(tǒng)中的指令含義，編程格式，加工運行軌跡，在零件實操加工中的應(yīng)用情況，加工注意事項及執(zhí)行程序過程中常見的報警解決方法。目前，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)逐步普及，數(shù)控機床在各個機械制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，已成為機床自動化的一個重要發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；編程指令；G71；G70；循環(huán)

中圖分類號：TG519.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）02-0068-01

數(shù)控技術(shù)在數(shù)控機床加工中的應(yīng)用，成功解決了某些形狀復雜、一致性要求較高的中、小批零件的加工自化問題，不僅大大提高了生產(chǎn)效率和加工精度，而且減輕了工人的勞動強度，縮短了生產(chǎn)的準備周期，并推動了航空、航天、船舶、國防和機電等工業(yè)的發(fā)展。其中數(shù)控編程指令的應(yīng)用在加工中起著非常關(guān)鍵的作用，以數(shù)控車床為例，其編程指令共有100多個，常用的有46個，其中G71是數(shù)控車加工中最重要的一個指令，也是最常用，最有實用價值的指令，在常年的實踐中，大家對它的理解，應(yīng)用不夠深刻，存在著許多不同的觀點和意見，本文結(jié)合多年實操加工訓練中的經(jīng)驗，詳細解析總結(jié)了復循環(huán)粗車指令G71及精車指令G70的定義，應(yīng)用場合、加工中的注意事項等。

1 數(shù)控車工編程指令G71的定義、指令格式及各參數(shù)的含義

1.1 指令G71的定義

G71稱之為外徑和內(nèi)孔粗車復循環(huán)指令，它適用于毛坯棒料粗車外徑和內(nèi)孔。編程時在G71指令后描述零件的精加工輪廓，數(shù)控系統(tǒng)CNC根據(jù)加工程序所描述的輪廓形狀和G71內(nèi)的各個參數(shù)自動生成加工路徑，將粗加工待切削余量通過循環(huán)的方式切削去除，并保留設(shè)定的加工余量。

1.2 指令格式

G71U（△d）R（e）；G71P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）Fxx；

式中△d——每次循環(huán)的切削量（半徑值，正值）；e——每次切削退刀量；ns——開始循環(huán)程序單節(jié)序號；nf——結(jié)束循環(huán)程序單節(jié)序號；△u——X方向精車預留量（直徑值）；△w——Z方向精車預留量；F——刀具切削進給量。

1.3 G71指令運行軌跡含義

CNC裝置首先根據(jù)用戶的編寫的精加工輪廓，在預留出X和Z向加工余量△u和△w后，計算出粗加工實際輪廓的各個坐標值，刀具按層切法將余量去除。刀具向X進刀△d切削外圓后按e值45度退刀，循環(huán)切削直到粗加工余量被切除。此時工件斜面和圓弧部分形成臺階狀表面，然后再按精加工輪廓光整表面最終形成在工件X向留有△u大小的余量，Z向留有△w大小的余量的。粗加工結(jié)束后可使用G70指令完成精加工。

2 G71在加工中應(yīng)注意的幾點建議總結(jié)

（1）G71指令可用于兩種類型的粗車加工。第一，零件輪廓在X和Z方向坐標值是單調(diào)遞增，由A→B→C刀具垂直于Z軸移動，圖（a）所示的外圓粗車循環(huán)，刀具沿X方向移動的坐標值單調(diào)增加，則△u取正值；刀具沿Z方向移動的坐標值單調(diào)減小，則△w取正值。零件輪廓在X和Z方向坐標值是單調(diào)遞減，由A→B→C刀具垂直于Z軸移動，圖（b）所示的外圓粗車循環(huán)，刀具沿X方向移動的坐標值單調(diào)遞減，則△u取負值；刀具沿Z方向移動的坐標值單調(diào)減小，則△w取正值。圖示的坐標系為后置刀架的情況，對于前置刀架，外圓和內(nèi)孔粗車循環(huán)時，△u的正負值與后置刀架相同。

第二，零件輪廓在X方向坐標值不是單調(diào)遞增或遞減的，零件表面有凹槽，但在Z方向必須是單調(diào)變化的，刀具精加工程序編制必須使用增量編程的方式進行。

（2）在循環(huán)開始單節(jié)中只允許X軸移動不允許Z軸移動，這樣主要是為了刀具在快速移動中與工件發(fā)生碰撞，損壞刀具和機床。

（3）精加工程序中F、S、T的用法。開始單節(jié)ns和結(jié)束單節(jié)nf之間為零件的外形尺寸指令，也就是精加工輪廓指令。粗加工循環(huán)由帶有地址P和Q的G71指令實現(xiàn)，在ns和nf間的運動指令中指定的F（進給速度）、S（進給轉(zhuǎn)速）、T（選刀指令）功能對粗加工循環(huán)無效，只在最后一刀的精加工中有效，而在G71程序段或前面程序段中指定的F、S、T功能對粗加工才有效。

（4）恒線速度在精加工程序中不起作用。用恒表面切削速度控制時，在ns和nf間的運動指令中指定的G96（恒線速度控制）或G97（取消恒線速度）無效。而在G71程序段或以前的程序段中指定的G96，G97有效。刀具循環(huán)起點的選擇應(yīng)在接近工件處，這樣可以縮短刀具行程，避免空走刀，浪費加工時間，提高加工效率。同時不能出現(xiàn)螺紋切削指令和子程序調(diào)用指令（如G32、G92、M98、M99等）。

（5）刀尖半徑補償。關(guān)于刀尖圓弧半徑補償指令G40、G41、G42的使用有二種情況：有些數(shù)控系統(tǒng)允許其放在ns→nf程序段中（循環(huán)內(nèi)），但也有些數(shù)控系統(tǒng)只允許放在G71程序段前（循環(huán)外），否則機床報警。當然，不論哪種情況，G40、G41、G42指令在執(zhí)行G71循環(huán)時是無效的，而在執(zhí)行G70精加工循環(huán)時才有效。

3 在應(yīng)用G71編程后，執(zhí)行程序中常見的報警及解決方法

（1）在程序執(zhí)行時，出現(xiàn)“找不到程序循環(huán)起始行”。

（2）加工過程中，“機床突然停止，沒有出現(xiàn)報警信息”。

（3）圓弧指令不執(zhí)行或者加工圓弧成反方向。

參考文獻：

[1]徐鋒主編.數(shù)控車工技能實訓教程[M].北京：國防工業(yè)出版社，2006.3.

[2]姜愛國主編.數(shù)控機床技能實訓[M].北京：北京理工大學出版社，2006.8.

[3]沈建峰，朱勤惠主編.數(shù)控車床技能鑒定考點分析和試題集萃[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.7.