G71外径荒加工サイクル：U・R・P・Q・U・Wの値が経路を変える仕組み
FANUC系旋盤のG71外径荒加工サイクルを2ブロック形式で説明します。切込み量、逃げ量、仕上げ代、形状ブロックの書き方の規則、よくあるアラームの原因を、実際の経路図とともにまとめました。
G71は何を代わりにしてくれるのか
旋盤で太い素材を目的の外形に削るには、同じ形の切削を何十回も繰り返す必要があります。一度に削れる深さが決まっているからです。この繰り返しをすべてG01で書くとプログラムが長くなり、寸法を1つ変えるだけでも何行も直さなければなりません。
G71外径荒加工サイクルは、最終形状を一度書いておけば、制御装置がその形状を基準にX方向の切込みを繰り返しながらZ方向に削り進む荒加工経路を自分で作り出します。作業者は「どれだけ深く削るか」「どれだけ残すか」「形状がどこから始まりどこで終わるか」を伝えるだけです。
2ブロック形式の各アドレス
FANUC 0i以降のほとんどの制御装置は、G71を2つのブロックに分けて書きます。同じ文字Uが1行目と2行目でまったく別の意味になることが、最も混乱しやすい点です。
| ブロック | アドレス | 意味 | 例の値 |
|---|---|---|---|
| 1行目 | U | 1回の切込み量(半径値)。Xに一度に入る深さ | 1.5 → 直径で3mmずつ減少 |
| 1行目 | R | 各パスの終了後に逃げる量 | 0.5 |
| 2行目 | P / Q | 仕上げ形状の最初と最後のブロックのシーケンス番号 | N10 〜 N20 |
| 2行目 | U | X方向の仕上げ代(直径値) | 0.4 |
| 2行目 | W | Z方向の仕上げ代 | 0.1 |
| 2行目 | F | 荒加工中の送り。形状ブロック内のFはG70でのみ使われる | 0.25 mm/rev |
例：段付き軸の荒加工と仕上げ
以下は、Ø52の位置からアプローチしてØ24 × 20mm、Ø40 × 18mmの段付き軸を作る合成プログラムです。実際の部品ではなく説明用に新しく作った形状で、図はCNC Path Analyzerのエンジンがこの原文を直接解釈して描いた結果です。
Ø40素材からØ24・Ø40の段付き軸を荒加工し、G70で仕上げ
O1000
T0101
G21 G90 G18 G40 G99
G50 S2500
G96 S180 M03
G00 X52. Z2.
G71 U1.5 R0.5
G71 P10 Q20 U0.4 W0.1 F0.25
N10 G00 X20.
G01 Z0. F0.12
X24. Z-2.
Z-20.
X36.
X40. Z-22.
Z-40.
N20 X52.
G70 P10 Q20
G00 X100. Z100.
M30上図はこのプログラムをCNC Path Analyzerで解析した結果です (早送り 36 区間, 直線切削 18 区間).
経路図で確認するポイント
- サイクルの始点
X52. Z2.は、素材の外側、端面の手前になければなりません。始点が形状の内側にあると、制御装置は削る範囲を計算できません。 - 水平の切削線がZ方向に繰り返され、パスごとにXが一定量ずつ小さくなります。最後のパスの深さは、残りの量に合わせて自動的に浅くなります。
- 短い斜めの戻りは、
R0.5だけ逃げてから早送りで戻る動作です。逃げ量が0に近いと、工具が加工面をこすりながら戻ることがあります。 - 形状に沿った最後の線は荒加工の最後に仕上げ代を残した輪郭で、その上の
G70の経路が仕上げ代を取り除く仕上げ加工です。
形状ブロック(P〜Q)を書くときの規則
- Pブロック(
N10)では通常Xだけを指令します。Zまで一緒に書くとType II(ポケット許容)形式として解釈する制御装置があり、意図しない経路やアラームが生じます。 - Type Iの場合、形状はXが一方向にだけ大きくなるか小さくなる必要があります。途中にへこんだ溝があると、G71 Type Iでは作れません。
- P〜Qの間では、
M98によるサブプログラム呼び出しや他の固定サイクルを使いません。 - Qブロック(
N20)は、素材の外まで抜ける移動で終えるのが安全です。例は始点の直径と同じX52.で終わります。
よく起きる問題と原因
| 症状 | よくある原因 | 確認する場所 |
|---|---|---|
| サイクルがすぐにアラーム | 始点が形状の範囲内 | G71直前の位置決めブロック |
| 仕上げ後に寸法が大きく残る | 2行目のUを半径値と勘違い | Uの値と実際の仕上げ代の比較 |
| 荒加工工具の負荷が大きすぎる | 1行目のUを直径値と勘違い | 1回の切込み = U × 2(直径) |
| 形状の一部しか削られない | PブロックにZを含む、またはXの向きが逆転 | N10ブロックと輪郭の向き |
| 仕上げの送りが速すぎる | 形状ブロックにFがなく荒加工のFを使用 | P〜Q内のF指令 |
制御装置ごとの違い
旧型のFANUC(10/11形式)や一部の制御装置は、G71を1ブロック形式G71 P_ Q_ U_ W_ D_ F_で書きます。このとき1回の切込み量はDで指定し、小数点なしで0.001mm単位で書くこともあります。同じプログラムを別の設備に移すときは、まずマニュアルでサイクルの形式を確認してください。
CNC Path Analyzerは設備設定のコントローラ選択に応じてサイクルの解釈規則を変え、確認できていない形式はもっともらしい経路をでっち上げずにエラー行を表示します。詳しい範囲は対応範囲で確認できます。
よくある質問
G71の後には必ずG70を書く必要がありますか?
G70を実行するのが一般的です。仕上げ工具に替える場合は、G70の前に工具交換を入れます。