G71 что за зверь в ЧПУ

G71 — это код ISO (G-код) для цикла черновой точения на токарных станках с ЧПУ. Его основное назначение — автоматизировать процесс черновой обработки наружных или внутренних цилиндрических и конических поверхностей, избавляя программиста от необходимости вручную писать код для каждого прохода резца.

Основные характеристики и назначение G71:

1. "Черновой" цикл: Предназначен для быстрого снятия основного припуска, оставляя небольшой равномерный слой материала для последующей чистовой обработки (обычно циклом G70).
2. Автоматическое вычисление проходов: Оператор задает общую форму детали (чистовой контур) и параметры резания. Контроллер ЧПУ автоматически рассчитывает:
   Количество проходов.
   Глубину резания для каждого прохода.
   Траекторию движения резца для каждого прохода.
3. Экономия времени программирования: Значительно сокращает объем программы по сравнению с ручным описанием каждого чернового прохода.
4. Безопасность: Обеспечивает последовательное и предсказуемое удаление материала, минимизируя риск ошибок программирования и поломок инструмента.
5. Параллельность осей: Позволяет одновременно обрабатывать по осям X (диаметр) и Z (длина), двигаясь по диагонали.

Синтаксис (Два основных формата):

1. Двухстрочный формат (более распространенный):

• U(Δd): Глубина резания на сторону (радиальное съема материала за один проход, в мм или дюймах). Всегда положительное число.
• R(e): Величина отвода (retract) радиального отвода резца после каждого прохода (в мм или дюймах). Всегда положительное число. Важно для предотвращения задевания за заготовку.
• P(ns): Номер кадра (N-блока) начала описания чистового контура детали.
• Q(nf): Номер кадра (N-блока) окончания описания чистового контура детали.
• U(Δu): Припуск по диаметру (X), оставляемый на чистовую обработку (в мм или дюймах). Обычно положительное число для наружного точения, отрицательное для внутреннего.
• W(Δw): Припуск по длине (Z), оставляемый на чистовую обработку (в мм или дюймах). Обычно положительное число.
• F(f) / S(s) / T(t): Подача (F), скорость шпинделя (S) и номер инструмента/коррекции (T) для черновых проходов. Эти команды в строке G71 переопределяют значения, заданные ранее в программе, только для цикла G71.

2. Однострочный формат:

• Параметры P, Q, U, W, F, S, T аналогичны двухстрочному формату.
• D(Δd): Аналог U(Δd) в двухстрочном формате (глубина резания на сторону).

Как это работает (алгоритм):

1. Определение контура: Программа содержит блоки (с N(ns) по N(nf)), описывающие чистовой контур детали (с помощью кодов G01, G02, G03).
2. Запуск цикла: При выполнении строк G71:
3. Расчет проходов: Контроллер анализирует чистовой контур и заданную глубину резания (Δd). Он разбивает общий припуск на серию проходов, каждый глубиной примерно Δd (последний проход может быть мельче).
4. Черновые движения: Для каждого прохода резец:
   Начинает движение от безопасной начальной точки (обычно задается перед G71).
   Делает режущее движение по параллельной чистовому контуру траектории, отстоящей от него на величину припуска (Δu/2 по X, Δw по Z) плюс суммарный снятый материал на предыдущих проходах.
   В конце прохода отводится на величину e (перпендикулярно оси Z) для безопасного возврата в начальную точку.
5. Завершение цикла: После снятия всего чернового припуска (остается только Δu/Δw), резец возвращается в начальную точку.
6. Чистовая обработка: Обычно сразу после G71 следует цикл чистовой обработки G70, который проходит по контуру N(ns)-N(nf) со своими параметрами F/S, снимая оставшийся припуск Δu/Δw.

Пример фрагмента программы:

Ключевые моменты:

• Чистовой контур (N50-N90) описывает готовую деталь.
• Параметры F, S в строках G71 относятся только к черновым проходам.
• Параметры F внутри контура (N60) игнорируются при черновой обработке (G71), но используются при чистовой (G70).
• Начальная точка (N10) должна быть безопасной (правее и выше самой большой X и самой маленькой Z чистового контура).
• Контур между P и Q должен описывать только режущие движения (G01, G02, G03), без быстрых перемещений (G00) внутри рабочей зоны и без вызовов подпрограмм/других циклов.
• Знаки Δu и Δw зависят от направления обработки (наружное/внутреннее) и конкретного станка. Всегда сверяйтесь с руководством!

А зачем же использовать этот g код?

Использование цикла G71 на токарных станках с ЧПУ дает несколько ключевых преимуществ, которые делают его практически незаменимым для черновой обработки типовых деталей. Вот основные причины, зачем его использовать:

1. Значительная экономия времени программирования:
   Вместо десятков/сотен строк кода — 2-3 строки. Без G71 программисту пришлось бы вручную рассчитывать и прописывать каждый черновой проход (глубину резания, траекторию, отводы), что очень трудоемко и чревато ошибками.
   Пример: Для снятия 10 мм припуска с глубиной резания 2 мм потребовалось бы около 20 проходов. G71 делает это автоматически по описанию финального контура.
2. Повышение надежности и снижение ошибок:
   Минимизация "человеческого фактора". Ручной расчет множества проходов легко приводит к арифметическим ошибкам, опечаткам в координатах, забытым отводам.
   Стандартизированный и предсказуемый процесс. Контроллер станка сам рассчитывает оптимальные траектории на основе заданных параметров (U, R, P, Q), снижая риск столкновений или неправильного съема материала.
3. Оптимизация времени обработки (циклового времени):
   Эффективные траектории: G71 обычно использует диагональные движения (одновременно по X и Z), что быстрее, чем обработка "ступеньками" (сначала по диаметру, потом по длине).
   Автоматические быстрые отводы: Величина отвода R(e) позволяет резцу быстро и безопасно отходить от заготовки после каждого прохода по кратчайшему пути.
   Согласованность параметров: Легко задать оптимальные подачу F и скорость S именно для черновой обработки (высокая производительность) в рамках цикла.
4. Упрощение внесения изменений:
   Модификация контура = автоматическое изменение черновых проходов. Если нужно изменить форму детали, достаточно откорректировать блоки чистового контура (между P(ns) и Q(nf)). Весь черновой цикл G71 автоматически перестроится под новый контур. Без G71 пришлось бы пересчитывать все черновые проходы вручную.
5. Четкое разделение черновой и чистовой обработки:
   Контролируемый припуск: Параметры U(Δu) и W(Δw) гарантируют, что после черновой обработки останется ровный и предсказуемый слой материала для чистового цикла (G70).
   Разные режимы резания: Легко задать агрессивные режимы (большая глубина U(Δd), высокая подача F) для черновой обработки (G71) и деликатные режимы (малая подача, высокая точность) для чистовой (G70) в одном инструментальном проходе.
6. Безопасность:
   Предотвращение столкновений: Алгоритм G71 и параметр отвода R(e) разработаны для минимизации риска задевания резцом за заготовку или патрон при возврате в начало.
   Контроль глубины резания: Заданное значение U(Δd) не позволяет снять за один проход слишком большой припуск, что могло бы привести к поломке резца или заготовки.

Когда особенно выгодно использовать G71:

• Серийное и мелкосерийное производство: Быстрое программирование новых деталей.
• Обработка деталей со значительным припуском: Когда нужно снять много материала.
• Обработка ступенчатых валов, втулок, конусов: Типовые формы, идеально подходящие под G71.
• Когда важна повторяемость: Гарантия одинакового качества для каждой детали в партии.

Коротко: G71 используют, чтобы:

• Быстрее написать программу.
• Надежнее избежать ошибок и поломок.
• Эффективнее снимать основной припуск за меньшее время.
• Проще вносить изменения в конструкцию детали.
• Безопаснее обрабатывать заготовки.

Альтернатива? Ручное программирование каждого прохода (G00, G01). Это оправдано только для очень простых операций (одноугловой подрезки) или исключительно сложных профилей, которые не вписываются в логику G71. Во всех остальных случаях G71 — оптимальный выбор для чернового точения.

Итог: G71 — это фундаментальный и мощный цикл для эффективной черновой токарной обработки, автоматизирующий расчет и выполнение множества режущих проходов по заданному контуру, что экономит время программирования и повышает надежность.