數控編輯G71指令異同教學方式的效能解析

吳紅梅

（江蘇省如東第一職業教育中心校，江蘇 如東 226400）

數控車床由于具有加工精度穩定性好、加工靈活、通用性強的特點，故越來越被加工企業所采用。在運用數控車床進行切削加工時，數控編程是至關重要的一個環節。在眾多的數控系統中，FANUC系統憑借其高可靠性及完整的品質控制體系，已成為最成功的CNC系統之一。而中職數控專業課教學中，FANUC系統的數控編程較為典型，固定循環指令G71是一個最常用的、最基本的指令。如何對該指令進行分析、講解、運用和指導，直接關系到教學過程的有效性。本文結合筆者多年的教學實踐，總結了一點體會，謹與同行商榷。

1 G71指令分析

1.1 格式

G71 U（△d）R（e）

G71 P（ns）Q （nf）U （△u）W （△w）F（f）S（s）T（t）

1.2 各參數含義

ns為精加工形狀程序的第一個段號；

nf為精加工形狀程序的最后一個段號；

△d為切削深度(半徑指定)；

不指定正負符號，切削方向依照AA＇的方向決定，在另一個值指定前不會改變；

e為退刀行程；

本指定是狀態指定，在另一個值指定前不會改變；

△U為X方向精加工預留量的距離及方向（直徑/半徑）；

△W為Z方向精加工預留量的距離及方向；

F為進給率；

S為主軸轉速；

T為刀具。

1.3 指令參數圖解

圖1 指令參數圖解

2 傳統型教學方式

通常大多數專業教師在講解該指令時，一般按照以下步驟進行：

（1）講解指令格式；

（2）對照指令參數圖講解各參數的含義；

（3）舉例；

（4）學生練習；

（5）小結。

如此“五步曲”傳統型的教學方式進行分析與講解，表面上好像把指令講析到位了。實際上針對中職學生，由于案例中涉及的參數較多，學生一下子很難接受，更不容易理解，最終將使學生編輯時無從下手，即使能做，也會出錯，難以達到預期效果。

3 比較型教學方式

因此對G71指令進行了研究，將學生已有的普通車床加工的基礎知識，融合進數控指令講解設計思路里，通過環環相扣、逐層講解，能使學生較快地掌握G71指令。

3.1 預置知識梯度

（1）如果知道一點A和一輪廓線A＇B（如圖2），能否由此組成一固定區域？

圖2 輪廓線路示意圖

（2）通過師生共同討論，認為是可以的（如圖3）。

圖3 固定區域示意圖

（3）構劃指令（板書）。

G00XZ（刀定位到A點）

（空兩行）

3.2 G71固定循環指令

（1）指令分析。在圖2中所構成的封閉區域，就是零件加工掉的余量區域，實際加工時該區域不可能一次性切除。FANUC數控系統為了方面用戶編程，特開發了G71固定循環指令，其格式為：

G71 U（△d）R（e）

G71 P（ns）Q（nf）U（△u）W （△w）F（f）S（s）T（t）

（2）要點說明。只要提供刀具的起始位置（如A點）及零件需要精加工的輪廓線（如A＇B線），機床就會知道加工掉的余量區域。為了能使數控系統輕易地知道零件精加工的輪廓線，在程序中用行號標注零件精加工的輪廓線的起始點和終點，分別寫在參數P和Q里。其刀具的起始位置就是G71指令前的刀具定位的位置，如起始位置為X30，Z2。

（3）G71指令（板書補充）。

G00 X30 Z2（A點坐標）

G71 U（△d）R（e）

G71 P1 Q2 U（△u）W （△w）F（f）S（s）T（t）

由此使學生懂得了G71指令前的刀具定位位置是必不可少的，也是非常重要的，同時也理解和掌握了P和Q參數。

（4）完善程序。

其一，是切削量的控制。雖然數控系統知道加工掉的余量區域，但實際加工時不可以沿輪廓線一次性將其切除，必須與普通車床一樣，一層層進行切削。那么我們就需要告訴數控系統每層切深的量，那就是第一句G71中參數U所對應的值，一層切完后，需要退刀，使刀具離開工件表面，退刀的距離就是第一句G71中參數R所對應的值，教師進一步完善板書（例如每層切深2mm，退刀1mm）：

G71 U2 R1

G71 P1 Q2 U（△u）W （△w）F（f）S（s）T（t）

為了讓學生記住U、W等與軸有關的參數，告訴學生聯想的方式：在26個英語字母中，XYZ是連在一起的，常在數控系統中代表3個軸，但有時在數控系統中代表這3個軸的字母不夠用時，常常需要另3個字母來代替，即UVW，在英語字母中它們也是連在一起的，兩者的對應關系是這樣的：U→X，V→Y，W→Z。在數控車床中一般只有X與Z軸，故常用的是U與W。這樣也為以后的學習奠定了基礎。

其二，是加工精度控制。我們知道加工一般分為粗加工與精加工，為了進行精加工，一般在粗加工時要為精加工留一定的余量。FANUC數控系統也充分考慮了這方面的問題，故在G71指令中第二行設定兩個參數U與W，分別用于X與Z向的精加工余量，教師進一步完善板書（例如X與Z向的精加工余量分別為0.5mm和0.2mm）：

G71 U2 R1

G71 P1 Q2 U0.5 W 0.2 F（f）S（s）T（t）

至此，G71指令各參數及含義就講解清楚了，后面的F、S和T前面已經講過，在此一帶而過。

3.3 注意事項

（1）對照圖1要交代清楚G71指令之前的刀具定位點（如A點）也是粗加工結束的終點，便于學生考慮接下來刀具運行的位置。

（2）零件精加工的輪廓線程序：

考慮到G71循環加工時每切一層之前的進刀方向都是沿著X軸，所以輪廓線的起始行只寫X向的坐標，也就是將輪廓線的起點（如A＇點）坐標分行來寫。那么零件精加工的輪廓線程序為：

4 結束語

筆者通過多年的教學實踐，運用學生已有普通車床的基礎知識和基本技能，嵌入到數控編輯指令教學過程中的比較型教學方式，比傳統型的教學方式形象直觀，有利于學生知識和技能的遷移和發展，使學生能較快較好地掌握G71指令，并培養了學生學會學習的能力，為學生在今后學習相關的固定循環指令、其他專業知識與技能奠定良好的基礎。

[1]韓鴻鸞．數控車床（技師、高級技師）[M]．北京：機械工業出版社，2008.

[2]張思弟．數控車工實用技術手冊 [M]．南京：江蘇科學技術出版社，2006.

[3]顧 京．數控機床加工程序編制 [M]．北京：機械工業出版社，2001.