CNC-Fehlerdiagnose: Komplexe Fehler systematisch beheben

Einleitung

Ein lauter mechanischer Knall erschüttert die Maschinenhalle, als der Werkzeugrevolver mitten im Taktzyklus blockiert und ein geborstenes Schneidwerkzeug direkt gegen das rotierende Spannfutter (chuck) oder eine massive Spannpratze (clamp) presst. Wenn das CNC-System aktive Festzyklen nicht ordnungsgemäß storniert oder vor der Achsbewegung fehlerhafte Koordinatenwerte definiert, schwenkt der Werkzeugrevolver (turret) unkontrolliert in die Werkstückkontur. Dieser verheerende mechanische Crash zerstört nicht nur die Schneidkante und die Führungsbahnen der Vorschubachse, sondern schleudert im schlimmsten Fall das Werkstück aus der Werkstückspannung, was fatale Verletzungen und irreparable Spindelschäden zur Folge hat. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung.

Um solche folgenschweren Kollisionen im täglichen Fertigungsbetrieb zuverlässig zu verhindern, ist eine disziplinierte, systematische Vorgehensweise bei der CNC-Fehlerdiagnose unerlässlich. Korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl. Erst durch die prozesssichere Überwachung der modalen Steuerungscodes, der Achs-Schleppfehler und der sicherheitsrelevanten Grenzwerte lässt sich eine kontinuierliche Präzision ohne kostspielige Toleranzüberschreitungen und Ausschuss realisieren.

Technische Übersicht

Metrik oder Merkmal	Technische Spezifikationsdetails
Befehlscode oder Modus	N/V (Systemdiagnose-Methode)
Modale Gruppe	Nicht-modal / Diagnosemethode
Unterstützte Marken	Fanuc, Siemens, Mitsubishi
Kritische Parameter	Fanuc Parameter No. 8900 Bit 0 (PWE), Siemens MD13150 ($MN_SINAMICS_ALARM_MASK), Mitsubishi #8931
Primäre betriebliche Einschränkung	Systemparameter nicht ohne Aktivierung von Parameter Write Enable (PWE) oder Änderung von Anzeige-Sperrvariablen bearbeiten.

Schnellleser

Schreibberechtigungen prüfen: Aktivieren Sie Parameter Write Enable, indem Sie Fanuc Parameter No. 8900 Bit 0 (PWE) auf 1 umlegen, oder stellen Sie sicher, dass Mitsubishi Parameter #8931 auf 0 gesetzt ist, bevor Sie Bedienfeldkonfigurationen anpassen.
Referenziersequenzen abschließen: Führen Sie nach dem Einschalten des Systems eine standardmäßige G28-Referenzpunktrückkehr durch, bevor Sie G30-Koordinatensequenzen befehlen, um Mitsubishi M01 0009-Fehler zu vermeiden.
Überfahrgrenzen festlegen: Definieren Sie gespeicherte Hubgrenzen in den Mitsubishi-Parametern #2013 (OT-) und #2014 (OT+) oder passen Sie die Siemens MD36030-Stillstandstoleranzen an, um mechanische Achsenabstürze zu verhindern.
Sichere Jog-Richtungen anwenden: Fahren Sie die Achsen in der strikten Gegenrichtung frei, wenn Sie eine Kollision an der chuck- oder tailstock-Grenze (wie Mitsubishi M01 0008) beheben, anstatt Sicherheitssignale manuell zu überbrücken.
Oszilloskop-Aufzeichnungen auslösen: Aktivieren Sie das integrierte Siemens-Servo Trace-Dienstprogramm direkt im G-code unter Verwendung von $AN_SLTRACE=1, um dynamische Lageregelungs- und Drehzahldaten aufzuzeichnen.
Elektrisches Rauschen isolieren: Überwachen Sie externe Netzspannungsschwankungen und Rauschen, wenn schwerwiegende Alarme (wie Mitsubishi Z53 oder SV-Servoalarme) nur dann auftreten, wenn benachbarte Maschinen in der Werkstatt arbeiten.

Grundlegende Konzepte

Bei der Diagnose von CNC-Fehlern auf Fanuc-Systemen müssen Programmierer und Bediener streng einem systematischen Troubleshooting-Ansatz folgen, um zu isolieren, ob der Fehler von Syntaxfehlern, der Servo-Hardware oder externen Peripheriegeräten ausgeht. Die Handbücher beschreiben einen umfassenden Untersuchungsansatz, der aus spezifischen Fragen besteht: wann genau der Fehler aufgetreten ist, welches Programm und welche Satznummer aktiv waren, ob er während einer Achsbewegung auftrat, ob ein M-/S-/T-Code ausgeführt wurde, ob der Fehler spezifisch für ein bestimmtes Programm ist und ob er wiederholbar ist. Bediener müssen sicherstellen, dass modale G-codes und Koordinatensysteme vor der Bewegungsausführung ordnungsgemäß eingerichtet sind; andernfalls kann dies zu unerwarteten Werkzeugwegen führen, wodurch das Schneidwerkzeug auf das Werkstück prallt, es möglicherweise aus der clamp reißt und Körperverletzungen oder Werkzeugschäden verursacht. Wenn ein Programm fehlerhaft geschrieben ist – beispielsweise das Vergessen, einen active cycle (oder canned cycle) vor dem Aufruf eines Werkzeugwechsels (M06) aufzuheben, oder eine fehlerhafte Konfiguration der Werkzeugwechselmethode des turret –, stoppt die Maschine und erzeugt einen alarm code, um mechanische Schäden zu verhindern. Die sichere Anwendung gebietet, dass Bediener ungetesteten Code einem Trockenlauf (dry run) unterziehen, insbesondere beim Arbeiten innerhalb von Grenzen wie der chuck- und tailstock-Barriere, um ein Überfahren des Werkzeugs zu verhindern.

Eine effektive Fehlerdiagnose hängt stark von der Fähigkeit des Bedieners ab, den genauen Zustand der Maschine im Moment des Fehlers über die internen Diagnosebildschirme (DGN) zu erfassen. Wenn ein alarm code wie PS0020 (OVER TOLERANCE OF RADIUS) ausgelöst wird, ist das konkrete Ergebnis ein gestoppter cycle, was die Maschine physisch davor schützt, einen fehlerhaften spiralförmigen Werkzeugweg auszuführen, der zu erheblichem Überfräsen und einem ruinierten Bauteil führen würde. Bediener müssen sorgfältig auf physische Symptome wie ungewöhnliche Motorvibrationen, Kühlmittelmangel oder einen durchgebrannten Lüftermotor achten, die häufig Servoalarmen oder Überhitzungsalarmen (OH0700/OH0701) vorausgehen. Mithilfe integrierter Diagnosetools wie dem Trouble Diagnosis Guidance-Bildschirm kann das Wartungspersonal die Ursache visuell bis hin zu einem abgezogenen Impulsgeberkabel, einem überlasteten Verstärker oder einem fehlerhaften feedrate-Befehl zurückverfolgen.

Der unmittelbare praktische programmtechnische Effekt der Siemens-Fehlerdiagnose ist die rasche und absolute Unterbrechung der Bearbeitung, um die Hardware-Integrität zu wahren. Wenn ein Fehler erkannt wird, die Steuerung einen alarm code ausgibt und einen NC-Stopp oder eine aktive Schnellbremsung ausführt, wobei häufig das NC-Bereitschaftsrelais abfällt, um die Antriebe zu lähmen. Programmierer und Bediener müssen den Zustand mechanischer Haltevorrichtungen während des Betriebs genau beobachten. Wenn beispielsweise eine Achse durch hohen Bearbeitungsdruck von ihrer Sollposition weggedrückt wird und einen Stillstandsüberwachungsalarm auslöst, müssen Bediener die Einspannung mechanisch verbessern (z. B. den Druck auf die clamp erhöhen). Daneben müssen Bediener die OEM-PLC-Alarme überwachen, die eine Überlastung des turret-Motors oder einen Versuch anzeigen, das chuck zu betätigen, während sich die spindle dreht. Das Ignorieren dieser Sicherheitsverriegelungen oder das Versäumnis, einen Werkzeugwechselpunkt weit genug außerhalb des Rückzugsbereichs zu programmieren, damit der turret sicher schwenken kann, führt unweigerlich zu einer schweren Kollision oder zu Ausschuss durch Werkzeugbruch.

Bei der Durchführung einer umfassenden CNC-Fehlerdiagnose auf Mitsubishi-Plattformen müssen Wartungspersonal und Bediener streng einem 4-Phasen-Ansatz zur „Confirm Trouble's Situation“ folgen: Identifizierung des genauen Zeitpunkts des Auftretens, des Maschinenzustands (Automatik- vs. manueller Modus), des spezifischen Fehler-/alarm code und der Häufigkeit des Fehlers. Der praktische programmtechnische Effekt ungelöster Alarme ist eine harte Verriegelung des automatischen cycle-Ablaufs, die sofort alle Achsbewegungen stoppt, um eine katastrophale Kollision mit physischen Barrieren wie dem chuck, dem tailstock oder dem turret zu verhindern. Programmierer und Bediener müssen bei der Diagnose intermittierender Fehler aktiv auf spezifische umgebungsbedingte Fehlerursachen achten; das Mitsubishi-Diagnoseprotokoll besagt ausdrücklich, dass, wenn ein Fehler nur sehr selten auftritt, oder ausschließlich dann, wenn eine benachbarte Maschine in der Werkstatt in Betrieb ist, die Ursache höchstwahrscheinlich ein plötzlicher Abfall der Netzspannung oder elektrisches Rauschen ist und nicht die interne CNC-Logik. Die sichere Anwendung schreibt vor, dass Bediener vor dem Versuch, einen aktiven alarm code zu löschen – wie z. B. ein M01 0008 Chuck/tailstock stroke end –, die Maschine sicher in die strikte Gegenrichtung joggen müssen, um den Kollisionsbereich freizufahren und sicherzustellen, dass mechanische Komponenten wie die spindle-clamp oder der Werkzeughalter unbeschädigt sind. Das Versäumnis, einen absoluten Positionsverlust richtig zu diagnostizieren, oder der fehlerhafte Austausch einer Antriebseinheit ohne Durchführung der korrekten anschlaglosen Nullpunkt-Initialisierung kann zu einer schweren räumlichen Desorientierung der Maschine führen, was unweigerlich zu Ausschuss oder schweren mechanischen Schäden führt.

Befehlsstruktur

Systemdiagnosen und Achssicherheitsgrenzen werden durch starre Befehlsadressformate und Parameterstrukturen auf Bitebene geregelt. Techniker müssen verstehen, wie Software-Fehlermeldungen mit physischen Hardware-Statussignalen verknüpft sind, um die Ursache eines Fehlers zu lokalisieren. Jede Steuerungsplattform verwendet eine spezialisierte Sprache, um aktive Alarme, Achspositionen und Verriegelungen zu verwalten. Beispielsweise verlässt sich Fanuc auf die binäre Bitbelegung (Bit 0 bis Bit 7) in Diagnoseseiten, während Siemens strukturierte Meldungszeichenfolgen mit numerischen Platzhaltern einsetzt und Mitsubishi Sicherheitsgeräte direkt auf interne PLC-Register abbildet.

Das korrekte Einstellen dieser Parameter verhindert mechanisches Überfahren und begrenzt die spindle-Drehzahlen während des Einrichtens. Grenzen der zirkularen interpolation werden durch exakte Radiuswerte definiert, während Antriebsverstärker Stillstandsüberwachungsfenster nutzen, um eine mechanische Motorüberlastung zu erkennen. Die Anpassung dieser Parameter erfordert eine aktive Überprüfung von Sicherheitscodes und spezifischen Steuerungseingängen zur Freigabe des Schreibzugriffs. Ungeplante Parameteränderungen sind verboten, da sie dazu führen können, dass Achsen über strukturelle Grenzen hinausfahren, was zu schweren Maschinenkollisionen führt.

Markenspezifische Diagnosesyntax

Fanuc-Adressstruktur: Verwendet eine strukturierte Syntax, die modale und nicht-modale G-codes, M-codes und benutzerdefinierte Makrovariablen kombiniert. Parameter werden über binäre Bitstrukturen (z. B. Bit 0 bis Bit 7) auf Diagnose- und Systembildschirmen angepasst. Standardadressen umfassen X, Y, Z für Linearachsen; I, J, K für Kreisbogenmittelpunkte; und P, Q, R für Satznummern, canned cycle-Parameter und Unterprogrammaufrufe. Benutzerdefinierte Makros nutzen geklammerte Logik und Variablen (z. B. #20000) für fortgeschrittene mathematische und Steuerungsanweisungen.
Siemens-Meldungsformatierung: Formatierte Meldungszeichenfolge: <Alarm-Nr.> <Ortsdaten> <Alarmtext>. Verwendet Platzhalter %1 (Kanal- oder Systemfehlernummer) und %2 (Satznummer, Label oder generischer Parameter), um dynamische Variablendaten einzubetten, wodurch eine benutzerprogrammierte Syntax zum Auslösen von Standardsystemfehlern vermieden wird.
Mitsubishi-PLC-Signalzuordnung: HMI-Diagnosebildschirme (I/F Diagnosis, NC Memory Diagnosis) und physische Hardwareanzeigen. PLC-Signale sind auf X- (Eingänge) und Y- (Ausgänge) Geräte (z. B. X0200, Y0200) abgebildet, und interne Zustände sind auf R-Register (z. B. R26, R56) gemappt. Physische 7-Segment-LED-Blinksyntax: blinkt dreimal, gefolgt vom alarm code in drei aufeinanderfolgenden Teilen.

Diagnoseparameter und Grenzwerte

Markenname	Parameter oder Adresse	Funktionsbeschreibung	Einstellbereich oder Werte
Fanuc	Parameter No. 3410	Legt den Toleranzgrenzwert für die Differenz des Radius zwischen Startpunkt und Endpunkt eines Bogens fest	Linearer Abstand / Inkrementeinheiten
Fanuc	Parameter No. 8900 (Bit 0 - PWE)	Parameter Write Enable-Schalter, der Änderungen über das Bedienfeld ermöglicht	0 (Deaktiviert) oder 1 (Aktiviert)
Fanuc	Parameter No. 1422 / 1432	Definiert die maximale Schnitt-feedrate (Null löst feedrate-Alarm aus)	feedrate-Einheiten
Siemens	MD13150 $MN_SINAMICS_ALARM_MASK	Hexadezimale Bitmaske zum Filtern der Anzeige von SINAMICS-Antriebsfehlern und -Warnungen	Hexadezimal (Standard: 0909H, alle anzeigen: FFFFH)
Siemens	MD11411 $MN_ENABLE_ALARM_MASK	Konfiguriert Alarmanzeige und -reaktion (Bit 11: erweiterte Diagnose; Bit 0: Alarmreaktion im Automatikmodus)	Bitmaske (z. B. Bit 11, Bit 0)
Siemens	MD36030 $MA_STANDSTILL_POS_TOL	Definiert den Lagetoleranzbereich für die Stillstandsüberwachung	Linearer Abstand
Mitsubishi	#8931	Schränkt die Parametereinstellung und den Betrieb über externe Diagnosetools ein	0 bis 2 (1 oder 2 deaktiviert die Tool-Einstellung)
Mitsubishi	#2013 OT- / #2014 OT+	Soft limit I- / I+; negative und positive Grenzen der gespeicherten Hubgrenze	-99999.999 bis 99999.999 (mm)
Mitsubishi	#1302 AutoRP	Bestimmt, ob die automatische Rückkehr zur Wiederanlaufposition beim Programm-Wiederanlauf aktiviert ist	0 (Deaktivieren) oder 1 (Aktivieren)

Markenanwendungen

Fanuc

Auf Fanuc-Systemen müssen Techniker Parameter No. 8900 (Bit 0 - PWE) auf 1 setzen, um Koordinaten- oder Barriereparameter-Anpassungen über das MDI-Bedienfeld zu ermöglichen. Wenn kreisförmige Bewegungen programmiert sind, vergleicht die Steuerung die Radien des Start- und Endwegs und wendet den in Parameter No. 3410 definierten maximalen Toleranzschwellenwert an.

Werkzeugkoordinaten und Verfahrwege werden unter Verwendung von Standard-Absolut- und Inkrementaleingaben in G-code-Blöcken festgelegt. Diese Bewegungen sind in den Syntaxzeilen G50 X10.0 Z20.0, G00 W50.0, and G91 U100.0 dargestellt, welche Positionsverschiebungen und Achsversätze konfigurieren.

Parameter, Alarm oder Version	Systemdiagnosedetail
Parameter No. 1422 / 1432	Definiert die maximale Schnitt-feedrate (Einstellung auf Null löst einen automatischen feedrate-Alarm aus).
Alarm PS0020	OVER TOLERANCE OF RADIUS ausgelöst während der kreisförmigen G02/G03-Interpolation.
Alarm PS0011	FEED ZERO ausgelöst, wenn die vom F-Code befohlene Schnitt-feedrate Null oder für das starr synchronisierte Gewindebohren zu klein ist.
Alarm SV0401 / SV0404	Bereitschaftssignale der Geschwindigkeitsregelung (V READY OFF / V READY ON) fallen aus oder aktivieren sich fehlerhaft.
Version: M-Serie vs. T-Serie	Starr synchronisiertes Gewindebohren nutzt G84/G74 (M-Serie) vs. G84/G88 (T-Serie); Werkzeuglängenkorrekturen verwenden G43/G44 (M-Serie) vs. G41/G42 Schneidenradiuskompensation (T-Serie).
Version: 30i-B / 0i-F	Die Smart Troubleshooting-Funktion ist speziell bei der Kopplung mit Servoverstärkern der αi-B-Serie verfügbar.

Warnung: Die Aktivierung von Parameter Write Enable (PWE) versetzt die Steuerung in einen Einrichtungszustand; stellen Sie sicher, dass der normale Betrieb ausgesetzt ist, bevor Sie Achsbeschränkungen ändern, um unerwartete Achsbewegungen zu verhindern.

Siemens

Siemens SINUMERIK-Plattformen stützen sich auf Maschinendatenvariablen, um zu strukturieren, wie die HMI Alarme und Antriebswarnungen verarbeitet. Bediener passen den Parameter MD13150 an, um SINAMICS-Antriebshardware-Meldungen zu filtern, und konfigurieren den Parameter MD11411, um festzulegen, wie automatisierte Zyklen auf das Überschreiten von Sicherheitsgrenzen reagieren.

Programmierer können integrierte Sicherheitsbefehle und Statusaufrufe direkt in den NC-Satz schreiben. Der Befehlssatz nutzt Anweisungen wie FFWOF, $AN_SLTRACE=1, MSG("Check ambient temperature") und WAITP(X), um das Achsverhalten während des Betriebs zu steuern.

Parameter, Alarm oder Version	Systemdiagnosedetail
Parameter MD36030	Definiert den Lagetoleranzbereich für die Stillstandsüberwachung ($MA_STANDSTILL_POS_TOL).
Alarm 10720	Software-Endschalterverletzung ausgelöst, wenn der programmierte Weg die Achs-Software-Endschalter verletzt.
Alarm 25040	Stillstandsüberwachungsfehler ausgelöst, wenn mechanische Kräfte eine Achse aus der Toleranz MD36030 drücken.
Alarm 700022	PLC-Benutzeralarm für turret-Motorüberlastung, ausgelöst über DB1600.DBX2.6 bei Klemmen während des Indexierens.
Version: 840D sl vs. 828D	Signal „Operator panel ready“ abgebildet auf Adresse DB10.DBX108.3 (840D sl) vs. DB2700.DBX2.3 (828D).
Version: VSM10 (3AA1 vs. 3AA0)	Verbesserte Voltage Sensing Modules erreichen einen Isolationswiderstand von > 10 MΩ vs. ältere 0,625 MΩ.

Warnung: Die Einschaltdiagnose wird umgangen, wenn die Safety Integrated-Prüfsummen nach einem Hardwaretausch nicht validiert werden, was den Antrieb sperren und eine Lähmung der Vorschubachse verursachen kann.

Mitsubishi

Mitsubishi-Systeme nutzen Softwaresperren-Parameter und Achsrückkehreinstellungen, um Achssicherheitszonen zu verwalten. Techniker modifizieren den Parameter #8931, um Einrichtungsänderungen durch externe Diagnosesoftware zu begrenzen, und passen den Parameter #1302 an, um automatische Rückkehrsequenzen bei Programm-Wiederanläufen zu autorisieren.

Standard-Freilauftests und spindle-Orientierungsprüfungen verwenden unterschiedliche G-code-Sequenzen. Blöcke wie G04 X1.0, S1000 M03 und M19 koordinieren Verweilzeiten, spindle-Drehungen und Orientierungssperren während des Einrichtens.

Parameter, Alarm oder Version	Systemdiagnosedetail
Parameter #2013 / #2014	Negative und positive Grenzen der gespeicherten Hubgrenze (#2013 OT- / #2014 OT+) für Soft-Limits.
Alarm M01 0004	Externer Achs-Interlock vorhanden, ausgelöst, wenn das externe Interlock-Eingangssignal auf OFF wechselt.
Alarm M01 0008	Befohlene Achse fährt bei aktiver Barrierefunktion in den verbotenen chuck-/tailstock-Hubendbereich.
Alarm M01 0009	Referenzpunktrückkehrnummer ungültig, G30 befohlen, bevor die G28-Referenzpunktrückkehr abgeschlossen ist.
Alarm M01 0160	Keine Geschwindigkeit außerhalb des Soft-Limit-Bereichs eingestellt, Achse kehrte von außerhalb des Soft-Limits zurück, aber keine Verfahrgeschwindigkeit definiert.
Version: M70/M700 vs. MATRIX 2	Die linke 7-Segment-LED zeigt die CPU-Nummer (0=Haupt-CPU, 1=Sub-CPU) und die rechte LED zeigt den Bootvorgang (M70/M700) vs. rechte LED für Haupt-CPU und linke LED für Sub-CPU-Bootvorgang (MATRIX 2).
Version: M800VW/M80VW vs. M70	Echtzeit-3D-Maschinenkollisionsschutz (Real-Time 3D Machine Interference Check) nativ unterstützt (M800VW/M80VW) vs. fehlt (M70).

Warnung: Das Joggen einer Achse in die falsche Richtung zum Löschen eines Soft-Limit-Überfahr-Alarms führt zu einem mechanischen Festanschlag; überprüfen Sie die physische Ausrichtung der Achse, bevor Sie Barrieren überbrücken.

Markenvergleich

Vergleichsthema	Fanuc-Steuerungssystem	Siemens-Steuerungssystem	Mitsubishi-Steuerungssystem
Alarmklassifizierung	Präfixstrukturen PS (Programmsyntax), SV (Servofehler), OH (Überhitzung)	0-19999 (allgemeine NCK), 200000+ (Antrieb), 700000+ (PLC)	M01/P/Z/etc. Systemcodes mit physischen sequenziellen 7-Segment-LED-Blinksignalen
Integriertes Oszilloskop	Intelligente Signalformerfassungen über den Grafikbildschirm	Tief integriertes „Servo Trace“ ($AN_SLTRACE=1)	PC-basierter NC Analyzer mit direkten Kommunikationskanälen
Diagnoseschnittstelle	Strikte Ausrichtung auf DGN-Bildschirme auf Bitebene	Generierung von Absturzarchiven via <Strg> + <Alt> + <D>	Spezielle I/F- und NC-Speicherbildschirme + physische LEDs am Antriebsgerät

Technische Analyse

Die Bewertung der Diagnosemethoden der drei großen Steuerungsmarken verdeutlicht die unterschiedlichen Philosophien beim Systemdesign und der Fehlerisolierung. Fanuc verlässt sich auf Präfixstrukturen (wie PS, SV und OH), die sofort erkennen lassen, ob es sich bei einem Fehler um ein G-code-Problem oder eine Störung der Servo-Hardware handelt. Dieses Präfix-System wird mit einem strengen Sperrprotokoll kombiniert, bei dem die Änderung sicherheitskritischer Parameter das Setzen von Parameter Write Enable (Parameter No. 8900 Bit 0) auf 1 erfordert. Diese Aktion versetzt die Steuerung in einen Einrichtungszustand, wodurch automatische Zyklen blockiert werden, bis das Bit wieder auf 0 zurückgesetzt wird. Gleichzeitig müssen Techniker die Diagnoseseiten (DGN) auf Bitebene untersuchen und binäre Bitblöcke (Bit 0 bis Bit 7) interpretieren, um physische Sicherheitssignale und PMC-Schnittstellen zu verifizieren.

Siemens SINUMERIK-Steuerungen verfolgen einen softwaregesteuerten Ansatz und organisieren Alarme in einer streng reglementierten numerischen Hierarchie (wie NCK-Alarme 0-19999, Antriebsfehler 200000+ und PLC-Alarme 700000+). Anstatt starre Bildschirmschnittstellen zu verwenden, bettet Siemens dynamische Daten direkt über Platzhalter (%1 und %2) in beschreibende Textzeichenfolgen ein. Es bietet zudem integrierte Fehlerbehebungstools wie das direkt im G-code über $AN_SLTRACE=1 ausgelöste Servo Trace-Oszilloskop sowie ein Absturzprotokoll-Dienstprogramm, das den Systemzustand über die Tastenkombination <Strg> + <Alt> + <D> in ein ZIP-Archiv ausgibt. Dieses Design ermöglicht es Bedienern, komplexe Sicherheits- und Antriebsschleifen direkt auf der HMI zu diagnostizieren.

Mitsubishi nimmt eine Sonderstellung ein, indem es lokales Hardware-Feedback mit Umgebungsanalysetools kombiniert. Die Antriebseinheiten und Steuerungen von Mitsubishi verfügen über eine physische 7-Segment-LED-Anzeige, die dreimal blinkt, bevor sie einen dreiteiligen Diagnosecode ausgibt (z. B. abwechselnd „Z53“, „00“, „03“). Dies ermöglicht es Technikern, Alarme zu überprüfen, ohne den Haupt-HMI-Bildschirm abzufragen. Das System ordnet zudem Sicherheitssignale spezifischen X/Y-Geräten und R-Registern zu. Für die umgebungsbezogene Fehlerbehebung weist die Mitsubishi-Dokumentation die Bediener an, die Netzspannung und das elektrische Rauschen zu prüfen, wenn Servoalarme gleichzeitig mit dem Betrieb benachbarter Maschinen auftreten. Dieser hardwareorientierte Ansatz wird durch PC-basierte Software (NC Analyzer und MS Configurator) unterstützt, die Systemwellenformen erfasst und Regelkreise anpasst, ohne dass externe Oszilloskope erforderlich sind.

Programmbeispiele

Fanuc-Diagnose-G-Code

G50 X10.0 Z20.0 ;
G00 W50.0 ;
G91 U100.0 ;

Fanuc-Trockenlauf-Analyse

Zeile 1 (G50 X10.0 Z20.0;): Richtet die absolute Koordinatenverschiebung ein oder begrenzt die maximale spindle-Drehzahl, indem die X-Achskoordinate auf 10.0 mm und die Z-Achskoordinate auf 20.0 mm gesetzt werden.
Zeile 2 (G00 W50.0;): Befiehlt eine Eilgangbewegung entlang der inkrementellen Z-Achskoordinate (W) um eine positive Strecke von 50.0 mm von der aktuellen Position aus.
Zeile 3 (G91 U100.0;): Schaltet die Steuerungslogik in den inkrementellen Positioniermodus und befiehlt eine Eilgang- oder Vorschubbewegung auf der inkrementellen X-Achskoordinate (U) um eine positive Strecke von 100.0 mm.

Siemens-Diagnose-G-Code

FFWOF ;
$AN_SLTRACE=1 ;
MSG("Check ambient temperature") ;
WAITP(X) ;

Siemens-Trockenlauf-Analyse

Zeile 1 (FFWOF;): Deaktiviert die Vorsteuerungsregelung (Feed Forward Off) und versetzt die Achsregler während der Achsabstimmung zurück in den Standard-Regelkreis-Rückkopplungsmodus.
Zeile 2 ($AN_SLTRACE=1;): Systemvariablen-Befehl, der dynamisch das integrierte Servo Trace-Oszilloskop auslöst und Lageregelungs- sowie Drehzahldaten in Echtzeit aufzeichnet.
Zeile 3 (MSG("Check ambient temperature");): Zeigt eine benutzerdefinierte Textmeldung in der HMI-Statuszeile des Bedieners an, die das Wartungspersonal anweist, die Umgebungstemperatur der Werkstatt zu prüfen.
Zeile 4 (WAITP(X);): Befiehlt dem NC-Interpreter, die Ausführung anzuhalten, bis die Positionierachse X ihr genaues Koordinatenziel erreicht hat und sich sicher in der Stillstandstoleranz der Position befindet.

Mitsubishi-Diagnose-G-Code

G04 X1.0 ;
S1000 M03 ;
M19 ;

Mitsubishi-Trockenlauf-Analyse

Zeile 1 (G04 X1.0;): Führt eine nicht-modale Verweilzeit von genau 1.0 Sekunde ein, damit sich Achsvibrationen oder mechanische Einschwingvorgänge beruhigen können.
Zeile 2 (S1000 M03;): Befiehlt der Haupt-spindle, sich im Uhrzeigersinn (M03) mit einer konstanten Drehzahl von 1000 rpm zu drehen.
Zeile 3 (M19;): Initiiert den spindle-Orientierungsbefehl, der die spindle anhält und an einer präzisen Winkelposition für das Werkstück-Indexieren oder den Eingriff des Werkzeugwechslers ausrichtet.

Fehleranalyse

Markenname	Alarmcode	Auslösebedingung	Bediener-Symptom	Ursache / Behebung
Fanuc	PS0020	Differenz der Kreisinterpolationsradien an Start/Ende überschreitet Parameter No. 3410	Bearbeitungs-cycle stoppt sofort; rote Alarmlampe auf dem Bedienfeld leuchtet; Werkzeugweg ist blockiert.	G-code-Programmkoordinaten prüfen oder Toleranz in Parameter No. 3410 vergrößern.
Fanuc	PS0011	Schnitt-feedrate (F-Code) ist Null oder zu klein für starr synchronisiertes Gewindebohren	Automatischer cycle stoppt; Programm-spindle hält an; F-Code-Alarm erscheint auf dem HMI-Bildschirm.	Sicherstellen, dass eine gültige Schnitt-feedrate (F) ungleich Null programmiert ist, oder maximale Parametergrenzen für feedrate prüfen.
Fanuc	SV0401 / SV0404	Bereitschaftssignale der Geschwindigkeitsregelung (V READY OFF / V READY ON) fallen aus oder aktivieren sich fehlerhaft	Vorschubantriebe blockieren sofort; NC-Bereitschaftsrelais fällt ab; roter Servofehler erscheint auf der Anzeige.	Spannungsversorgung des Servoverstärkers prüfen, Kabelverbindungen reinigen und Motorwicklungen inspizieren.
Siemens	Alarm 10720	Programmierter Weg für eine Achse verletzt den aktuell gültigen Software-Endschalter	NC-Stopp wird ausgeführt; Achsbewegung stoppt; Fehlertext zeigt Kanal- und Satznummern an.	G-code-Werkzeugweg ändern oder Einstellungen der Software-Endschalter-Maschinendaten anpassen.
Siemens	Alarm 25040	Achsstillstandsüberwachungstoleranz (MD36030) aufgrund mechanischer Kräfte überschritten	NC-Bereitschaftsrelais fällt ab; alle Achsen blockieren; Stillstandsüberwachungsfehler wird angezeigt.	Achsreibung, mechanisches Klemmen, Spannkraft prüfen oder Stillstandstoleranzparameter MD36030 modifizieren.
Siemens	Alarm 700022	PLC-Benutzeralarm für turret-Motorüberlastung, ausgelöst über DB1600.DBX2.6	turret-Drehung stoppt mitten im Indexieren; Werkzeugwechsel sind deaktiviert; gelber PLC-Benutzeralarm wird angezeigt.	Mechanische Ausrichtung der turret-Indexierung prüfen, Metallspäne entfernen und Last des turret-Motors messen.
Mitsubishi	M01 0004	Externe Interlock-Funktion aktiviert (Eingangssignal geht auf OFF) und Achse geht in Interlock	Alle Achsbewegungen stoppen sofort; cycle-Start ist blockiert; Interlock-Meldung wird angezeigt.	Status des externen Interlock-Schalters, der Schutztürsensoren und der Not-Aus-Schaltkreise überprüfen.
Mitsubishi	M01 0008	Befohlene Achse fährt bei aktiver Barrierefunktion in den verbotenen chuck-/tailstock-Hubendbereich	Achse stoppt sofort in der Nähe der chuck- oder tailstock-Barriere; Bewegung in Verfahrrichtung ist blockiert.	NC-Reset drücken, in den manuellen Jog-Modus wechseln und die Achse in der strikten Gegenrichtung von den Barrieren wegfahren.
Mitsubishi	M01 0009	G30 befohlen, bevor die G28-Referenzpunktrückkehr nach dem Einschalten abgeschlossen ist	HMI zeigt Bedienfehler an; cycle-Start ist gesperrt; Achsen führen keine Positionierung aus.	Unmittelbar nach dem Einschalten der Steuerung eine standardmäßige G28-Referenzpunktrückholsequenz ausführen.
Mitsubishi	M01 0160	Achse kehrte von außerhalb des Soft-Limit-Bereichs zurück, aber keine Höchstgeschwindigkeit dafür eingestellt	Achse stoppt beim Verlassen der Soft-Limit-Grenze; HMI-Bildschirm blinkt mit Verfahrgeschwindigkeitsalarm.	Den Parameter für die maximale Verfahrgeschwindigkeit zur Soft-Limit-Wiederherstellung im Konfigurationsbildschirm definieren.

Anwendungshinweis

Eine gravierende Maßabweichung am Werkstück und die totale mechanische Blockade des Gesamtsystems sind die unmittelbaren Folgen, wenn Instandhalter nach einem Hardwaretausch der Spannungssensormodule (Voltage Sensing Modules VSM10) unbemerkt alte Toleranzwerte zulassen. Das verbesserte Modul 3AA1 erreicht im Gegensatz zur älteren Version 3AA0 einen Isolationswiderstand von über 10 MΩ (gegenüber 0,625 MΩ). Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung. Ein ähnliches Risiko droht, wenn beim starr synchronisierten Gewindebohren die maximale Schnitt-feedrate über Fanuc Parameter No. 1422 fälschlicherweise auf Null deklariert wird, was zum sofortigen Stillstand unter dem Alarm PS0011 führt. Um solche teuren Produktionsstillstände und Bauteilschäden zu vermeiden, müssen alle antriebs- und safety-relevanten Parameter vor dem Produktionsstart systematisch geprüft werden. Erst die korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl. Bei Siemens-Steuerungen schützt das präzise Einstellen der Stillstandstoleranz über MD36030 die Achsen vor dem ungewollten Wegdrücken unter schwerer Zerspanungslast (Alarm 25040), während die Überwachung des PLC-Signalpfads DB1600.DBX2.6 eine thermische Überlastung des Revolvermotors (turret) frühzeitig abfängt. Auf Mitsubishi-Plattformen hingegen verhindert die exakte Definition der Soft-Limits in den Parametern #2013 (OT-) und #2014 (OT+) ein hartes Auffahren auf die Endanschläge. Die konsequente Einhaltung dieser gerätespezifischen Vorgaben gewährleistet ein Höchstmaß an Maßhaltigkeit und Prozesssicherheit in der hochpräzisen Fertigung. Techniker müssen zudem bei absolutem Positionsverlust, der einem z71 absolute encoder failure ähnelt, die mechanischen Systeme auf Fremdkörper prüfen und Störungen der externen Spannungsversorgung ausschließen.

Fazit

Eine kompromisslose Prozesssicherheit und dauerhafte Toleranzhaltung in der modernen CNC-Zerspanung hängen direkt von der präzisen und regelmäßigen Verifikation aller steuerungsinternen Sicherheits- und Achsparameter ab. Betriebe sollten eine feste Wartungsroutine etablieren, bei der nach jedem Hardware- oder Software-Update Systemvariablen wie die Stillstandstoleranzen (MD36030) und die physischen Hubgrenzen geprüft werden. Durch den systematischen Einsatz von integrierten Analysetools wie dem Siemens-Servo Trace oder den hardwarebasierten LED-Sequenzen bei Mitsubishi lassen sich beginnende mechanische Abweichungen oder elektrische Störsignale frühzeitig lokalisieren. Diese proaktive Diagnose schützt sensible spindle-Lager, eliminiert unvorhersehbare Crash-Risiken an turret- und chuck-Grenzen und sichert eine konstant hohe Bauteilqualität ohne kostspieligen Ausschuss.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie lässt sich eine Toleranzüberschreitung durch unbemerktes Wegdrücken der Achsen (Siemens Alarm 25040) im Schlichtprozess prozesssicher verhindern?

Wenn während eines hochpräzisen Schlichtschnitts extreme Schnittkräfte auf die Achse wirken, kann diese minimal aus ihrer Sollposition gedrängt werden. Überschreitet diese Abweichung den in MD36030 definierten Wert, schaltet die Steuerung aus Sicherheitsgründen mit dem Alarm 25040 ab. Um dies im Schlichtgang prozesssicher zu verhindern, sollte der Lagetoleranzwert nicht blind erhöht werden, sondern die mechanische Steifigkeit der Spannmittel optimiert werden. Praktische Maßnahme: Erhöhen Sie den Spanndruck auf die clamp oder reduzieren Sie die Schnitttiefe (Zustellung) im Schlichtzyklus, um die Abdrängungskräfte unterhalb der kritischen Toleranzgrenze zu halten.

Was ist die Ursache für den Mitsubishi-Alarm M01 0160 nach dem Freifahren und wie wird die Wiederholgenauigkeit gesichert?

Der Alarm M01 0160 tritt auf, wenn eine Achse nach einer manuellen Überfahrkorrektur (Overtravel) von außerhalb der Soft-Limits zurückgefahren wird, ohne dass für diesen Rückstellweg eine maximale Vorschubgeschwindigkeit im System definiert ist. Das Fehlen dieses Parameters blockiert den Automatikstart und gefährdet die Koordinatenausrichtung. Praktische Maßnahme: Richten Sie in den Mitsubishi-Systemeinstellungen die maximale Verfahrgeschwindigkeit für die Soft-Limit-Rückkehr ein und führen Sie unmittelbar danach eine manuelle Achsreferenzierung (G28) durch, um die absolute Positioniergenauigkeit vor dem Zyklenstart wiederherzustellen.

Wie verhindert die korrekte PWE-Konfiguration (Fanuc Parameter 8900 Bit 0) Fehlbedienungen und Maßabweichungen in der Serienfertigung?

Die Aktivierung von Parameter Write Enable (PWE = 1) ist zwingend erforderlich, um Achs- oder Werkzeugkorrekturdaten auf Bitebene zu verändern, stellt jedoch im laufenden Betrieb ein massives Sicherheitsrisiko dar. Ein versehentlich aktiv belassenes PWE-Bit ermöglicht unbefugte Parameteränderungen, die zu falschen Verfahrwegen und Maßabweichungen führen. Praktische Maßnahme: Setzen Sie Parameter 8900 Bit 0 (PWE) unmittelbar nach der Parameteranpassung auf der Bedientafel wieder auf 0 zurück und verriegeln Sie den MDI-Schlüsselschalter, um die Eingaben vor ungewollten Modifikationen zu schützen.

7-Schritt-Methode zur CNC-Fehlerdiagnose: Leitfaden für Bediener