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[摘要]在数控编程实践教学中，运用数控仿真系统的模拟演示功能及工件测量功能，对FANUC系统车削固定循环指令G71进行验证，以获得该指令的正确含义及合理使用方法。
[关键词]数控仿真系统 FANUC系统 车削固定循环指令G71验证
一、数控加工仿真系统在实践教学中的应用
系统仿真是近30年在系统科学、控制理论、计算技术等多种技术的基础上发展起来的一门综合性新兴技术。计算机系统仿真就是以计算机为工具，以相似原理、仿真技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础，利用系统模型对实际或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术。数控加工仿真系统是根据机床厂家实际加工经验与学校教学训练所需开发的一种数控机床控制虚拟仿真系统软件，数控加工仿真系统功能较为完善，适合于在数控编程实践教学中使用。其优点在于：1．系统完全模拟真实CNC机床的控制面板和屏幕显示。2．在虚拟环境下对NC代码的切削状态进行检验, 操作安全。3. 用户可看到真实的三维加工仿真过程, 仔细检查加工后的工件, 可以更迅速的掌握CNC机床的操作过程。4．采用虚拟机床替代真实机床进行培训, 在降低费用的同时获得更佳的培训效果，使用更经济。实践课程教学的目的主要是对原理的验证，在进行数控车床编程与操作的教学过程中，可以充分利用仿真系统的模拟演示功能，当程序执行时，程序段、坐标值、出错信息以及工件与刀具的相对移动的切削过程同时显示在同一窗口内，使操作者能够一目了然，随时监控机床运行的状态体验真实的加工过程。并可以灵活运用仿真系统的测量功能，检验切削过程的刀具轨迹及工件加工精度。
二、FANUC车削固定循环指令G71
数控车床上被加工工件的毛坯常用棒料或铸、锻件，因此，加工余量较大，一般需要多次切削加工，才能去除全部余量，FANUC数控系统提供了不同形式的固定循环功能，以简化编程，缩短程序长度，减少程序所占内存。其中粗车循环指令G71，适用于切除棒料毛坯的大部分加工余量。
G71粗车循环指令的功能；按指令格式设定加工参数，进行车削加工，并为精加工留有均匀加工余量，加工路径如图一所示。
图一
三、FANUC车削固定循环指令G71在仿真系统中的验证
在进行数控车削编程理论教学中，在对外圆粗车循环指令G71进行介绍时，如果按以上叙述及图形所示，会使学生无法真正理解该指令的含义及工作原理，对刀具轨迹也无从知晓，以至于在进行工件加工编程时，不能正确合理使用该指令。在进行实践性教学过程中，即使在实际数控车床上，利用G71外圆粗车循环指令进行编程加工时，由于机床结构及刀架、工件位置，刀具移动的影响，也没有非常理想的办法使学生能够完全真实准确地观察到刀具移动轨迹。因此经过摸索和尝试，利用数控加工仿真系统所具有的的特点，真实且准确的模拟出采用G71循环指令的加工过程，很好地对外圆粗车循环指令G71的含义及工作原理进行了验证。(以加工如图二所示工件为例，仿真系统采用宇龙公司的数控加工仿真软件)
（二）数控仿真验证步骤
1、进入仿真系统，选择FANUC 0i Mate车床、设置工件毛坯Ф40.0Ｘ50.0、选择900外圆偏刀（刀尖半径0.4mm 刀尖方位T=3）。
2、试切对刀，以工件右端面与主轴回转中心交点设为工件原点。
3、输入或调入加工程序。
4、将操作面板上自动加工按钮按下，图形显示按钮按下，单段按钮按下，按下循环起动按钮，程序进入单段运行模式，每运行一个程序段后，观察 CRT 显示刀具移动轨迹及刀尖坐标值。
（三）刀具移动轨迹分析(如图三所示);
A点：工件加工起刀点，刀尖位置坐标（42.0 2.0）；
C点：外圆粗车循环起点，（43.0 2.1）刀具以工件加工起点为参照，以精加工余量为标准，分别向X和Z轴正向偏移一个精加工余量（Δ u=1.0 Δw=0.1），确定循环起点；
由C—D—E—F—H为粗加工循环切削第一刀：
D点：粗加工第一刀起点，(35.0 2.1)切深4.0；
E点：粗加工外圆第一刀终点，（35.0 -24.9），距Ф35外圆端面为精加工余量（25.0-0.1=24.9）；
F点：粗加工外圆第一刀退刀点，（37.0 -23.9）以设定的退刀量1.0，斜向450退刀。
四、仿真系统验证结论
通过数控仿真系统模拟加工及刀具轨迹分析，可以得出以下结论:FANUC 系统 固定粗车循环指令G71的加工原理（参照图三加工轨迹），加工工件起刀点X正向应设在工件毛坯外圆上，Z正向距端面1～2mm，粗加工循环起点以加工工件起刀点为参照，分别向X和Z轴正向偏移一个精加工余量（Δ u=1.0 Δw=0.1）,沿X向移动一粗车循环中设定的切削深度（Δd=4.0半径值）进行粗车外圆，在切削终点以循环中设定的回刀时的退刀量(e=1.0) 斜向450回刀.返回第二刀粗车循环起点，以此类推，进行粗车循环至粗加工最后一刀沿工件轮廓且偏离一个精加工余量走刀，完成粗加工循环。
通过数控仿真系统的验证，可以使学生对固定循环指令G71的执行细节有了更加细致深入的了解，对指令的中各参数的含义理解加深，对编制加工程序时的一些关键点的刀尖位置坐标点的设置更加清楚，最终能够更加熟练并合理的运用G71粗车循环指令。通过此例举一反三，可以充分利用数控仿真系统的功能，对FANUC系统中的其他固定循环指令进行验证，以获得事半功倍的效果。
参考文献：
[1]袁峰 数控车床培训教程 ［M］ 北京 机械工业出版社2004
[2]宋放之 数控工艺培训教程 ［M］ 北京清华大学出版社2003
[3]关颖 数控车床 ［M］ 沈阳辽宁科学技术出版社2005
作者简介：
翟士述:（1963—），男 汉族，黑龙江省勃利县人，讲师，大学本科，研究方向：车辆制造、数控技术。
[关键词]数控仿真系统 FANUC系统 车削固定循环指令G71验证
一、数控加工仿真系统在实践教学中的应用
系统仿真是近30年在系统科学、控制理论、计算技术等多种技术的基础上发展起来的一门综合性新兴技术。计算机系统仿真就是以计算机为工具，以相似原理、仿真技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础，利用系统模型对实际或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术。数控加工仿真系统是根据机床厂家实际加工经验与学校教学训练所需开发的一种数控机床控制虚拟仿真系统软件，数控加工仿真系统功能较为完善，适合于在数控编程实践教学中使用。其优点在于：1．系统完全模拟真实CNC机床的控制面板和屏幕显示。2．在虚拟环境下对NC代码的切削状态进行检验, 操作安全。3. 用户可看到真实的三维加工仿真过程, 仔细检查加工后的工件, 可以更迅速的掌握CNC机床的操作过程。4．采用虚拟机床替代真实机床进行培训, 在降低费用的同时获得更佳的培训效果，使用更经济。实践课程教学的目的主要是对原理的验证，在进行数控车床编程与操作的教学过程中，可以充分利用仿真系统的模拟演示功能，当程序执行时，程序段、坐标值、出错信息以及工件与刀具的相对移动的切削过程同时显示在同一窗口内，使操作者能够一目了然，随时监控机床运行的状态体验真实的加工过程。并可以灵活运用仿真系统的测量功能，检验切削过程的刀具轨迹及工件加工精度。
二、FANUC车削固定循环指令G71
数控车床上被加工工件的毛坯常用棒料或铸、锻件，因此，加工余量较大，一般需要多次切削加工，才能去除全部余量，FANUC数控系统提供了不同形式的固定循环功能，以简化编程，缩短程序长度，减少程序所占内存。其中粗车循环指令G71，适用于切除棒料毛坯的大部分加工余量。
G71粗车循环指令的功能；按指令格式设定加工参数，进行车削加工，并为精加工留有均匀加工余量，加工路径如图一所示。
图一
三、FANUC车削固定循环指令G71在仿真系统中的验证
在进行数控车削编程理论教学中，在对外圆粗车循环指令G71进行介绍时，如果按以上叙述及图形所示，会使学生无法真正理解该指令的含义及工作原理，对刀具轨迹也无从知晓，以至于在进行工件加工编程时，不能正确合理使用该指令。在进行实践性教学过程中，即使在实际数控车床上，利用G71外圆粗车循环指令进行编程加工时，由于机床结构及刀架、工件位置，刀具移动的影响，也没有非常理想的办法使学生能够完全真实准确地观察到刀具移动轨迹。因此经过摸索和尝试，利用数控加工仿真系统所具有的的特点，真实且准确的模拟出采用G71循环指令的加工过程，很好地对外圆粗车循环指令G71的含义及工作原理进行了验证。(以加工如图二所示工件为例，仿真系统采用宇龙公司的数控加工仿真软件)
（二）数控仿真验证步骤
1、进入仿真系统，选择FANUC 0i Mate车床、设置工件毛坯Ф40.0Ｘ50.0、选择900外圆偏刀（刀尖半径0.4mm 刀尖方位T=3）。
2、试切对刀，以工件右端面与主轴回转中心交点设为工件原点。
3、输入或调入加工程序。
4、将操作面板上自动加工按钮按下，图形显示按钮按下，单段按钮按下，按下循环起动按钮，程序进入单段运行模式，每运行一个程序段后，观察 CRT 显示刀具移动轨迹及刀尖坐标值。
（三）刀具移动轨迹分析(如图三所示);
A点：工件加工起刀点，刀尖位置坐标（42.0 2.0）；
C点：外圆粗车循环起点，（43.0 2.1）刀具以工件加工起点为参照，以精加工余量为标准，分别向X和Z轴正向偏移一个精加工余量（Δ u=1.0 Δw=0.1），确定循环起点；
由C—D—E—F—H为粗加工循环切削第一刀：
D点：粗加工第一刀起点，(35.0 2.1)切深4.0；
E点：粗加工外圆第一刀终点，（35.0 -24.9），距Ф35外圆端面为精加工余量（25.0-0.1=24.9）；
F点：粗加工外圆第一刀退刀点，（37.0 -23.9）以设定的退刀量1.0，斜向450退刀。
四、仿真系统验证结论
通过数控仿真系统模拟加工及刀具轨迹分析，可以得出以下结论:FANUC 系统 固定粗车循环指令G71的加工原理（参照图三加工轨迹），加工工件起刀点X正向应设在工件毛坯外圆上，Z正向距端面1～2mm，粗加工循环起点以加工工件起刀点为参照，分别向X和Z轴正向偏移一个精加工余量（Δ u=1.0 Δw=0.1）,沿X向移动一粗车循环中设定的切削深度（Δd=4.0半径值）进行粗车外圆，在切削终点以循环中设定的回刀时的退刀量(e=1.0) 斜向450回刀.返回第二刀粗车循环起点，以此类推，进行粗车循环至粗加工最后一刀沿工件轮廓且偏离一个精加工余量走刀，完成粗加工循环。
通过数控仿真系统的验证，可以使学生对固定循环指令G71的执行细节有了更加细致深入的了解，对指令的中各参数的含义理解加深，对编制加工程序时的一些关键点的刀尖位置坐标点的设置更加清楚，最终能够更加熟练并合理的运用G71粗车循环指令。通过此例举一反三，可以充分利用数控仿真系统的功能，对FANUC系统中的其他固定循环指令进行验证，以获得事半功倍的效果。
参考文献：
[1]袁峰 数控车床培训教程 ［M］ 北京 机械工业出版社2004
[2]宋放之 数控工艺培训教程 ［M］ 北京清华大学出版社2003
[3]关颖 数控车床 ［M］ 沈阳辽宁科学技术出版社2005
作者简介：
翟士述:（1963—），男 汉族，黑龙江省勃利县人，讲师，大学本科，研究方向：车辆制造、数控技术。