数控编辑G71指令异同教学方式的效能解析

吴红梅

（江苏省如东第一职业教育中心校，江苏 如东 226400）

数控车床由于具有加工精度稳定性好、加工灵活、通用性强的特点，故越来越被加工企业所采用。在运用数控车床进行切削加工时，数控编程是至关重要的一个环节。在众多的数控系统中，FANUC系统凭借其高可靠性及完整的品质控制体系，已成为最成功的CNC系统之一。而中职数控专业课教学中，FANUC系统的数控编程较为典型，固定循环指令G71是一个最常用的、最基本的指令。如何对该指令进行分析、讲解、运用和指导，直接关系到教学过程的有效性。本文结合笔者多年的教学实践，总结了一点体会，谨与同行商榷。

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 各参数含义

ns为精加工形状程序的第一个段号；

nf为精加工形状程序的最后一个段号；

△d为切削深度(半径指定)；

不指定正负符号，切削方向依照AA＇的方向决定，在另一个值指定前不会改变；

e为退刀行程；

本指定是状态指定，在另一个值指定前不会改变；

△U为X方向精加工预留量的距离及方向（直径/半径）；

△W为Z方向精加工预留量的距离及方向；

F为进给率；

S为主轴转速；

T为刀具。

1.3 指令参数图解

图1 指令参数图解

2 传统型教学方式

通常大多数专业教师在讲解该指令时，一般按照以下步骤进行：

（1）讲解指令格式；

（2）对照指令参数图讲解各参数的含义；

（3）举例；

（4）学生练习；

（5）小结。

如此“五步曲”传统型的教学方式进行分析与讲解，表面上好像把指令讲析到位了。实际上针对中职学生，由于案例中涉及的参数较多，学生一下子很难接受，更不容易理解，最终将使学生编辑时无从下手，即使能做，也会出错，难以达到预期效果。

3 比较型教学方式

因此对G71指令进行了研究，将学生已有的普通车床加工的基础知识，融合进数控指令讲解设计思路里，通过环环相扣、逐层讲解，能使学生较快地掌握G71指令。

3.1 预置知识梯度

（1）如果知道一点A和一轮廓线A＇B（如图2），能否由此组成一固定区域？

图2 轮廓线路示意图

（2）通过师生共同讨论，认为是可以的（如图3）。

图3 固定区域示意图

（3）构划指令（板书）。

G00XZ（刀定位到A点）

（空两行）

3.2 G71固定循环指令

（1）指令分析。在图2中所构成的封闭区域，就是零件加工掉的余量区域，实际加工时该区域不可能一次性切除。FANUC数控系统为了方面用户编程，特开发了G71固定循环指令，其格式为：

G71 U（△d）R（e）

G71 P（ns）Q（nf）U（△u）W （△w）F（f）S（s）T（t）

（2）要点说明。只要提供刀具的起始位置（如A点）及零件需要精加工的轮廓线（如A＇B线），机床就会知道加工掉的余量区域。为了能使数控系统轻易地知道零件精加工的轮廓线，在程序中用行号标注零件精加工的轮廓线的起始点和终点，分别写在参数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，如起始位置为X30，Z2。

（3）G71指令（板书补充）。

G00 X30 Z2（A点坐标）

G71 U（△d）R（e）

G71 P1 Q2 U（△u）W （△w）F（f）S（s）T（t）

由此使学生懂得了G71指令前的刀具定位位置是必不可少的，也是非常重要的，同时也理解和掌握了P和Q参数。

（4）完善程序。

其一，是切削量的控制。虽然数控系统知道加工掉的余量区域，但实际加工时不可以沿轮廓线一次性将其切除，必须与普通车床一样，一层层进行切削。那么我们就需要告诉数控系统每层切深的量，那就是第一句G71中参数U所对应的值，一层切完后，需要退刀，使刀具离开工件表面，退刀的距离就是第一句G71中参数R所对应的值，教师进一步完善板书（例如每层切深2mm，退刀1mm）：

G71 U2 R1

G71 P1 Q2 U（△u）W （△w）F（f）S（s）T（t）

为了让学生记住U、W等与轴有关的参数，告诉学生联想的方式：在26个英语字母中，XYZ是连在一起的，常在数控系统中代表3个轴，但有时在数控系统中代表这3个轴的字母不够用时，常常需要另3个字母来代替，即UVW，在英语字母中它们也是连在一起的，两者的对应关系是这样的：U→X，V→Y，W→Z。在数控车床中一般只有X与Z轴，故常用的是U与W。这样也为以后的学习奠定了基础。

其二，是加工精度控制。我们知道加工一般分为粗加工与精加工，为了进行精加工，一般在粗加工时要为精加工留一定的余量。FANUC数控系统也充分考虑了这方面的问题，故在G71指令中第二行设定两个参数U与W，分别用于X与Z向的精加工余量，教师进一步完善板书（例如X与Z向的精加工余量分别为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指令各参数及含义就讲解清楚了，后面的F、S和T前面已经讲过，在此一带而过。

3.3 注意事项

（1）对照图1要交代清楚G71指令之前的刀具定位点（如A点）也是粗加工结束的终点，便于学生考虑接下来刀具运行的位置。

（2）零件精加工的轮廓线程序：

考虑到G71循环加工时每切一层之前的进刀方向都是沿着X轴，所以轮廓线的起始行只写X向的坐标，也就是将轮廓线的起点（如A＇点）坐标分行来写。那么零件精加工的轮廓线程序为：

4 结束语

笔者通过多年的教学实践，运用学生已有普通车床的基础知识和基本技能，嵌入到数控编辑指令教学过程中的比较型教学方式，比传统型的教学方式形象直观，有利于学生知识和技能的迁移和发展，使学生能较快较好地掌握G71指令，并培养了学生学会学习的能力，为学生在今后学习相关的固定循环指令、其他专业知识与技能奠定良好的基础。

[1]韩鸿鸾．数控车床（技师、高级技师）[M]．北京：机械工业出版社，2008.

[2]张思弟．数控车工实用技术手册 [M]．南京：江苏科学技术出版社，2006.

[3]顾 京．数控机床加工程序编制 [M]．北京：机械工业出版社，2001.