FANUC数控车复合循环指令G71、G70的使用

摘 要：在FANUC0iT系统中主要有G70、G71、G72、G73、G74、G75、G76七个复合循环指令，其中使用频率最高的有G70、G71两个循环指令，本文主要介绍这两个指令的使用方法和在实际加工工件时的注意事项，希望对生产实践和参加技能等级考试的同行有所帮助。本文的所有贴图均来自于在真实的数控系统上所做的实验，确保了正确性。

关键词：数控车 指令 系统

引言

ISO在1975年制定了数控机床编程指令标准，其中规定了世界统一的通用指令，并且一直沿用至今，如G00、G01等。随着科技的进步，传统的通用基本指令已不能满足工件的加工需求，于是出现了一个指令多个动作的循环指令，在FANUC数控车系统中为了使粗、精加工程序进一步简化，系统公司开发出了一个指令能够完成整个粗加工或者精加工动作的复合循环指令，如G70、G71、G72、G73等。由于各个数控系统公司的发展水平的不同，不同的公司开发的复合循环指令区别较大，如西门子802D系统的CYCLE95、CYCLE93等，而国产的系统大多仿照FANUC公司的循环指令的用法，有的只是在格式上稍作区别。所以学好FANUC系统的复合循环指令对国内的编程人员来说意义重大。

一、内、外圆粗车复合循环指令-G71的使用方法及注意事项

1、格式及参数说明

指令格式如下：

G71U（=d）R（e）

G71P（ns）Q（nf）U（=u）W（=w）F_S_T_

其中=d为X向背吃刀量（单边值），不带符号；e为沿45 o方向快速退刀量；ns和nf为精加工精加工第一段和最后一段程序段号；=u为X方向精加工余量（双边值带正负号）；=w为Z方向精加工余量（带正负号）；

2、循环轨迹及说明

（1）G71循环轨迹如下图1-1

图1-1

（2）循环轨迹说明：G71循环运动轨迹如上图1-1所示，刀具从循环起点A开始，快速退刀，退刀距离为X向=u/2，Z向=w，然后X向快速进刀，进刀距离为=d，接着沿直线切削至轮廓值加精加工余量处，再沿45o方向快速退出工件表面，退刀量由e决定，再沿Z方向快速退刀至循环起点A的Z处，接着沿X向进刀，进刀距离为=d+e，如此循环，直至到达B处，此时粗加工结束，在工件表面留下一个个小台阶，紧接着刀具从B点出发，沿着工件轮廓加精加工余量值的相似图形做半精加工，最后快速退回起刀点。

3.编程注意事项

（1）G71指令中的精加工余量=u和=w是具有方向性的，当精加工余量在工件轮廓的坐标增大方向时取正值，如上图1-1用G71加工外圆时，精加工余量=u和=w都应取正值；当用G71指令加工内孔时，如下图1-2，X方向余量在轮廓线段X向的负方向，所以=u取负值，而Z向余量在轮廓线段Z向的正方向，所以=w取正值。

图1-2

（2）指令中的F和S值是指粗加工中的F和S，也就是上图1-1、1-2中切削循环轨迹中实线的进给速度（包括半精加工部分）和整个过程的主轴转速，而最后把精加工余量切除时的精加工进给量和主轴转速则是在精加工轮廓描述第ns段到第nf段中指定。

（3）在G71循环中，顺序号ns程序段必须沿X向进刀，而不能出现Z轴运动指令，否则会出现"065 G71-G73指令方法不对"报警。

N100 G01X45； 正确的"ns"程序段

N100 G01X45 Z0；错误的"ns"程序段，程序段中出现了Z坐标字

（4）用G71加工外圆时，工件轮廓外形必须是单调递增的，否则会产生凹形轮廓不是分层切削而是在半精加工时一次性切削的情况。如下图1-3所示。内凹的圆弧在粗加工时无法分层切削，而在半精加工时刀具沿着工件轮廓加精加工余量尺寸一次性地把凹圆弧切出，这显然在工艺上是不允许的。

（5）使用G71指令时，刀具从起刀点开始进刀，加工完轮廓后，刀具快速返回起刀点。所以起刀点的位置非常重要。用G71指令加工外圆时起刀点的X值一定要选择在比毛坯尺寸略大处，如果大于毛坯尺寸较多，则前几次切削会产生空刀现象。Z值选择大于0处即可；同理用G71指令加工内孔时，起刀点X值应该选择在比已加工孔的直径略小处，Z值同上。该特点不同于指令G73和G90。

（6）不能在描述精加工轮廓的第ns段到第nf段中出现变量值编程，即不能用G71指令作为公式曲线的粗加工，否则会出现"FORMAT ERROR IN MACRO"（宏程序格式错误）报警。要实现高效率地加工公式曲线，只能通过变量值编程的方法构造一个类似于G71指令加工轨迹的程序。

图1-3

二、G70、G71联合运用时的注意事项

1、保证尺寸精度的方法

联合运用G71和G70对工件进行粗、精加工，是非常简单，也是非常有效的编程方法。如下图1-4所示，编制该工件程序。

图2-1

图2-3

该程序加工轨迹为上图2-2。但由于对刀和粗、精加工时的背吃刀量等参数不同，精加工结束时工件尺寸会有几丝误差，尺寸精度很难达到要求。

比较常用的解决方法是，在加工之前，先将1号刀具磨耗的X值增大0.5，与精加工余量值大致相同，如把上图2-3中的番号01中的X值"0.000"改为"0.5"，然后，待O2013号程序加工完以后，测量工件尺寸，理论上应该偏大0.5mm，但实际值往往有所出入，根据测量的值与图纸尺寸的差值，修改磨耗中的"0.5"，然后再走一遍精加工程序（需修改程序，下段详解），这时尺寸往往会满足公差要求。

孔加工方法类似于上述做法，只是把磨耗的值变为负值即可。

2、单独用G70指令精加工程序段注意事项

在上述工件第一次加工完，修改完磨耗后，如果按照程序重头到尾再加工一遍，则在执行G71指令时，基本上都是空行程，浪费了许多时间，所以，通常把光标移到G70处，只是重新精加工一次即可。如下图2-4。该方法使用时有两个注意点尤其需要谨记，第一，由于程序没有从程序头开始加工，此时1号刀补没有被调用，而系统默认的是机床坐标系，如果不在G70上一行加一段"T0101"调刀指令，很有可能会出现刀架撞主轴的严重事故。填上指令后，把光标移到"T0101"即可。第二，单独使用G70指令精加工外圆前，刀具的位置一定要移到毛坯外部，尤其是X的值要大于毛坯处，因为G70指令加工完成后会快速退回起刀点，如果起刀点（即加工外圆前刀具的位置）X值比毛坯小，很有可能在刀具快速返回时发生刀具干涉。如下图2-5，返回时虚线部分以G00的速度与工件发生干涉。单独用G70精加工孔前，刀具的位

图2-4 图2-5

一定要移到X值小于孔的直径处，原理同加工外圆的情况，但刀具干涉的发生概率要远远大于加工外圆时的情况，因为测量孔时往往把刀具移到远离毛坯的地方。如图2-6为内孔的粗、精加工，图2-7为单独用G70精加工内孔，

图2-6 图2-7

图2-8为单独用G70精加工内孔时发生刀具干涉。虚线部分以G00的速度与工件发生干涉。

图2-8

结束语：在FANUC数控车系统中，由于G71走刀路径的优越性，使用G71和G70对工件进行粗精加工的频率要远大于任何其他循环指令，用好这两个指令能够使编程和加工效率大大增加，同时，如果对两者一知半解，很有可能在最后关头前功尽弃。希望以我的一点点经验减少他人的哪怕是一点点的弯路！

参考文献：

[1]沈建峰 虞俊. 数控车工（高级）. 北京：机械工业出版社.2004年.