G02 Kreisinterpolation auf Fanuc, Siemens & Mitsubishi meistern

Einleitung

Ein plötzlicher NC-Stopp mitten in einer G02-Kreisbewegung lässt das Werkzeug unkontrolliert im Werkstück stehen, was irreparable Riefen auf der Werkstoffoberfläche verursacht oder die Hartmetall-Schneidplatte zersplittern lässt. Dieses kritische Fehlerbild tritt häufig auf, wenn die Kreisbahnprogrammierung fehlerhafte Endpunktkoordinaten aufweist, die nicht exakt zum berechneten Kreisradius passen, oder wenn eine falsche Bearbeitungsebene aktiv ist. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung. Die korrekte Konfiguration der maschinenseitigen Toleranzgrenzen sowie die präzise Programmierung von Inkrementen und Radien sind daher essenziell für die Prozesssicherheit. Insbesondere das Zusammenspiel von aktiven Koordinatenebenen, C-Achsen-Klemmen, der Werkzeugrevolverspiegelung sowie den Futter- und Reitstock-Barrieregrenzen muss vor dem Zerspanungsstart sorgfältig geprüft werden, um teuren Ausschuss zu vermeiden.

Technische Übersicht

Technisches Merkmal	Spezifikation
Befehlscode	`G02` (oder `G2` in Siemens)
Modale Gruppe / Modalität	Gruppe 01 (Modaler Befehl, Schnittvorschub / Interpolation)
Unterstützte Marken	Fanuc, Siemens, Mitsubishi
Kritische Parameter	Parameter 3410 (Fanuc Toleranz für Kreisradiusabweichung), MD21000 (Siemens Kreisfehlerkonstante), Parameter #1084 (Mitsubishi Kreisfehler)
Hauptbedingung	Kreisendpunktkoordinaten müssen mathematisch mit dem berechneten Anfangsradius innerhalb der strengen Toleranzgrenzen der Steuerung übereinstimmen, um eine sofortige Unterbrechung der Bewegung zu verhindern.

Schnellleser

Wählen Sie G02 für alle kreisförmigen Konturbearbeitungen im Uhrzeigersinn, helikales Gewindefräsen und Zirkulartaschenfräsen, um einen präzisen Radiuspfad beizubehalten.
Programmieren Sie Zielkoordinaten und den Radius R oder inkrementelle Mittelpunktsversatz-Vektoren I, J, K in jedem neuen Kreisblock, um sofortige Formatfehler zu vermeiden.
Passen Sie die programmierten Koordinatenachsen an die aktive Bearbeitungsebene (G17, G18 oder G19) an, um Fehler bei der Ebenenauswahl zu vermeiden.
Überprüfen Sie die vom CAM-System generierten Rundungstoleranzen der Koordinaten vor der Ausführung, um sicherzustellen, dass sie die Fehlergrenzen des Systems nicht überschreiten.
Aktivieren Sie eine G22-Spannfutterschutzprüfung, um sicherzustellen, dass komplexe Kreisbahnen den Rotationsbereich des Spannfutters (chuck) niemals verletzen.
Richten Sie beim ersten Teilelauf einen Standard-Trockenlauf (dry run) mit angehobener Z-Achse ein, um die Korrektheit des Verfahrwegs sicher zu überprüfen.

Grundlegende Konzepte

Der G02-Befehl steuert die Werkzeugbahn dynamisch entlang eines kreisförmigen Bogens im Uhrzeigersinn innerhalb einer ausgewählten geometrischen Ebene (G17, G18 oder G19). Im Kern erfordert der Befehl technische Präzision bezüglich dreier Schlüsselelemente: dem Startpunkt, dem Endpunkt und der mathematischen Definition des Kreismittelpunkts (entweder durch inkrementelle I-, J-, K-Mittelpunktsversatz-Vektoren oder eine direkte R-Radiusangabe). Programmierer und Bediener müssen über alle Steuerungstypen hinweg sicherstellen, dass die Koordinatenwerte exakt berechnet sind, da eine minimale Abweichung zwischen Start- und Endradius dazu führt, dass die Steuerung einen Alarm ausgibt oder eine Ausgleichslogik anwendet.

Der Vorschub (feedrate) ist ebenfalls ein äußerst kritischer Faktor bei der Kreisinterpolation. Während das Werkzeug einen Kreisbogen abfährt, kann sich der tatsächliche Vorschub an der Schneide des Werkzeugs erheblich vom programmierten Bahnvorschub (F) unterscheiden, insbesondere beim Fräsen von Innentaschen oder beim Außenprofilieren enger Kurven. Bediener müssen zudem sicherstellen, dass die aktive Bearbeitungsebene korrekt mit den programmierten Achsenendpunkten übereinstimmt, bevor sie einen Kreisblock ausführen, da eine Diskrepanz sofort einen Alarm bei der Ebenenauswahl auslöst oder zu einem Achsüberlauf führt.

Befehlsstruktur

Der Befehl zur Kreisinterpolation steuert die Bewegung des Werkzeugs entlang einer kreisförmigen Bahn im Uhrzeigersinn. Da G02 ein modaler Befehl der Gruppe 01 is, bleibt er aktiv, bis er durch einen anderen Bewegungsbefehl wie G01 lineare Interpolation oder G00 Eilgang (rapid traverse) überschrieben wird. Die Bahngeschwindigkeit wird durch den programmierten Vorschub (F) geregelt, der ebenfalls modal ist und aus vorherigen Bearbeitungsblöcken übernommen wird, sofern er im aktuellen Satz nicht neu definiert wird.

Um die Kreisgeometrie zu definieren, benötigt die Steuerung absolute oder inkrementelle Zielkoordinaten und eine Beschreibung des Kreismittelpunkts. Die direkte Angabe des Radius über die R-Adresse (oder CR bei Siemens) ist einfach, kann jedoch nicht für die Programmierung von Vollkreisen (360 Grad) verwendet werden. Für Vollkreise sind inkrementelle Mittelpunktsversatz-Vektoren (I, J, K) zwingend erforderlich, da sie den genauen Abstand und die Richtung vom Startpunkt zum Kreismittelpunkt entlang der jeweiligen Achsen explizit angeben.

Fanuc-Syntax:
G17 G02 X_ Y_ R_ F_ ;
G17 G02 X_ Y_ I_ J_ F_ ;
G02 X_ Z_ I_ K_ F_ ;

Siemens-Syntax:
G2 X... Y... Z... I... J... K... (Mittelpunkt und Endpunkt)
G2 X... Y... Z... CR=... (Radius und Endpunkt)
G2 X... Y... Z... AR=... (Öffnungswinkel)
G2 X... Y... Z... I... J... K... TURN=... (Helikale Mehrfachumdrehung)

Mitsubishi-Syntax:
G02 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ F_ ;
G02 X/U_ Z/W_ R_ F_ ;

Marke	Parameter	Beschreibung	Wertebereich
Fanuc	`Parameter 3410`	Toleranz für die Differenz des Kreisradius zwischen Start- und Endpunkt eines Bogens.	1 bis 99.999.999 (Einheit: 0,001 mm für IS-B metrisch, 0,0001 Zoll für IS-B Zoll); 0 = Toleranzprüfung umgehen
Fanuc	`Parameter 3403 Bit 5 (CIR)`	Bestimmt das Verhalten der Maschine, wenn ein Kreisbogen ohne Definition von R oder I, J, K programmiert wird.	0 = Bewegung zum Endpunkt mittels linearer Interpolation G01; 1 = P/S-Alarm Nr. 022 auslösen
Fanuc	`Parameter 3450 Bit 3 (CQD)`	Legt die mathematische Berechnungsmethode zur Bestimmung des Verfahrwegs bei der Kreisinterpolation fest.	0 = modernes Series-16-Format; 1 = klassisches Series-15-Format
Siemens	`MD21000 $MC_CIRCLE_ERROR_CONST`	Konstanter Grenzwert für die Kreisfehlerprüfung. Setzt die absolute Abweichungsgrenze für den Radius fest.	Millimeter oder Zoll
Siemens	`MD21010 $MC_CIRCLE_ERROR_FACTOR`	Kreisfehlerfaktor. Multiplikator für die relative Toleranz basierend auf der Kreisgröße.	Dimensionloser Faktor
Mitsubishi	`Parameter #1084 RadErr`	Kreisfehler. Setzt den tolerierbaren Fehlerbereich, wenn der Endpunkt von der Mittelpunktskoordinate abweicht.	0,000 bis 1,000 mm
Mitsubishi	`Parameter #11028 Tolerance Arc Cent`	Tolerierbarer Korrekturwert für berechnete Koordinatenfehler eines mit R spezifizierten Kreismittelpunkts.	-1,000 bis 0,100 mm (oder -0,0393 bis 0,0039 Zoll)
Mitsubishi	`Parameter #11029 Arc to G1 no Cent`	Bestimmt das Verhalten der Maschine, wenn der Kreismittelpunkt oder die Radiusangabe vollständig fehlt.	0 = Programmfehler (P33); 1 = wandelt den Kreisbefehl automatisch in einen linearen G01-Befehl um
Mitsubishi	`Parameter #1278 ext14/bit7`	Bestimmt die Pfadform, wenn der Radius des Startpunkts vom Radius des Endpunkts abweicht, aber die Winkel übereinstimmen.	0 = lineare Interpolation; 1 = Spiralinterpolation

Markenanwendungen

Fanuc

Bei Fanuc-Systemen wird die Genauigkeit der Kreisinterpolation streng durch Systemparameter geregelt. Parameter 3410 definiert die zulässige Abweichung des Kreisradius, während Parameter 3403 Bit 5 das Verhalten bei Fehlern bestimmt, wenn Geometrieparameter vollständig weggelassen werden.

Standardmäßige G02-Befehle können absolute oder inkrementelle Adressen verwenden. Bei Drehsteuerungen wertet die Steuerung nativ X und Z für absolute Bewegungen oder U und W für inkrementelle Anpassungen aus.

Kategorie	Bezeichner	Beschreibung / Verhalten
Parameter	`Parameter 3410`	Toleranz für Kreisradiusdifferenz zwischen Start und Endpunkt. Bereich: 1 bis 99.999.999. 0 = Toleranzprüfung umgehen.
Parameter	`Parameter 3403 Bit 5 (CIR)`	Weglassen von R oder I, J, K: 0 = Bewegung über G01; 1 = Alarm PS0022 ausgeben.
Parameter	`Parameter 3450 Bit 3 (CQD)`	Berechnungsformat: 0 = Series-16-Format; 1 = Series-15-Format.
Alarm	`PS0020`	RADIUS AUSSERHALB DER TOLERANZ: Berechnete Radiusdifferenz überschreitet die Toleranz von Parameter 3410.
Alarm	`PS0021`	UNZULÄSSIGE EBENENAUSWAHL: Die programmierte Achse liegt nicht in der aktiven Ebene (G17/G18/G19).
Alarm	`PS0022`	R ODER I,J,K BEFEHL NICHT GEFUNDEN: Im G02-Satz fehlen sowohl der Radius R als auch die Mittelpunktskoordinaten I, J, K.
Alarm	`PS0023`	UNZULÄSSIGER RADIUS-BEFEHL: Negativer Wert für R auf einem Drehsystem (T-Serie) programmiert.
Alarm	`PS0038`	INTERFERENZ IM KREISBLOCK: Start- oder Endpunkt stimmt während der aktiven Werkzeugradiuskorrektur G41/G42 mit dem Mittelpunkt überein.
Generationsunterschied	`Series 15 vs Series 16/18/21`	Series 15 nutzt eine Mittellinien-Geometrieaufteilung zur Bestimmung der Verfahrrichtung; Series 16/21 nutzt Quadranten-Abkürzungen. Gesteuert über Parameter 3450 (CQD).
Generationsunterschied	`System A Drehmaschine`	Verwendet die Koordinaten X/Z und U/W nativ für absolute/inkrementelle Programmierung ohne G90/G91.

Bediener müssen die C-Achsen-Klemmen-M-Codes (clamp M codes) und die Revolver-Spiegelung (turret mirror imaging) sorgfältig verwalten, um unerwartete mechanische Kollisionen auf Drehsystemen zu vermeiden.

Siemens

Siemens-Steuerungen werten Kreisbahnen dynamisch aus und vergleichen die Radienkoordinaten von Start- und Endpunkt mit den Toleranzen in den Maschinendaten. Standardmäßige absolute und relative Radienprüfungen werden über die Maschinendaten MD21000 und MD21010 abgewickelt, um Maßabweichungen zu verhindern.

Siemens ermöglicht eine beispiellose Programmierflexibilität. Programmierer können Kreisbögen mit G2 definieren, indem sie Endpunkte mit Mittelpunktsparametern, direktem Radius über CR=, Öffnungswinkel über AR= oder polaren Angaben AP= und RP= kombinieren.

Kategorie	Bezeichner	Beschreibung / Verhalten
Parameter	`MD21000 $MC_CIRCLE_ERROR_CONST`	Konstanter Grenzwert für Kreisfehlerprüfung. Setzt die absolute Radius-Abweichungsgrenze in mm/Zoll fest.
Parameter	`MD21010 $MC_CIRCLE_ERROR_FACTOR`	Kreisfehlerfaktor. Multiplikator für die relative Toleranz basierend auf der Kreisgröße.
Alarm	`Alarm 14040`	Fehler im Endpunkt des Kreises: Differenz zwischen Start- und Endradius überschreitet die Grenzwerte von MD21000/MD21010.
Alarm	`Alarm 14095`	Radius für Kreisprogrammierung zu klein: Programmierter CR ist kleiner als der halbe Abstand zwischen Start und Endpunkt.
Alarm	`Alarm 14910`	Ungültiger Öffnungswinkel: Der Öffnungswinkel AR ist negativ oder größer gleich 360 Grad.
Generationsunterschied	`G290 vs G291`	Der native Siemens-Modus G290 unterstützt AR=, CR= und TURN=. Der ISO-Dialekt-Modus G291 löst bei fehlenden Mittelpunktsdaten einen NC-Alarm aus oder führt eine G01-Bewegung aus.

Beim Betrieb im ISO-Dialekt-Modus unter G291 führt das Weglassen von Radius- oder Mittelpunktsdetails zu sofortigen Alarmen, anstatt die flexiblen Siemens-Parameter zu nutzen.

Mitsubishi

Mitsubishi-Systeme nutzen ein intelligentes Toleranzprüfsystem, um Kreisberechnungen zu verwalten. Zu den kritischen Parametern gehören #1084 RadErr für absolute Pfadabweichungen und Parameter #11028, der berechnete Mittelpunkte für direkte R-Befehle korrigiert.

Mitsubishi unterstützt standardmäßige G02-Sätze auf Bearbeitungszentren unter Verwendung der Koordinaten X, Y, Z mit Mittelpunktsversatz oder direktem Radius R. Die inkrementelle Drehprogrammierung stützt sich auf absolute X/Z- oder inkrementelle U/W-Achsen.

Kategorie	Bezeichner	Beschreibung / Verhalten
Parameter	`Parameter #1084 RadErr`	Kreisfehlertoleranz. Bereich: 0,000 bis 1,000 mm.
Parameter	`Parameter #11028 Tolerance Arc Cent`	Mittelpunktskorrekturbereich: -1,000 bis 0,100 mm. Verschiebt den Kreismittelpunkt zur Segmentmitte, um einen gültigen Bogen zu erzwingen.
Parameter	`Parameter #11029 Arc to G1 no Cent`	Aktion bei fehlendem Mittelpunkt: 0 = Programmfehler P33 ausgeben; 1 = führt den Block automatisch als lineare G01-Bewegung aus.
Parameter	`Parameter #1278 ext14/bit7`	Pfadverhalten bei Radiusabweichung: 0 = lineare Interpolation; 1 = Spiralinterpolation.
Alarm	`P70`	Kreisfehler: Die Radiusdifferenz zwischen Start- und Endpunkt überschreitet die Toleranzgrenze von Parameter #1084 RadErr.
Alarm	`P33`	Formatfehler: I, J, K oder R fehlen und Parameter #11029 is 0, oder ein negativer Radius R ist programmiert.
Alarm	`P113`	Unzulässige Ebenenauswahl: Die programmierte Achse entspricht nicht der aktiven Ebene (G17/G18/G19).
Alarm	`P151`	Werkzeugbefehlsfehler: Ein T-Befehl (Werkzeugaufruf) wurde ausgegeben, während sich die Steuerung im modalen Zustand G02 der Kreisinterpolation befindet.
Generationsunterschied	`M850VW/M830VW/M80VW/M80V vs Drehmaschine`	Die fortgeschrittene 3D-Kreisinterpolation (G02.4) unter Verwendung eines Zwischenpunkts wird auf High-End-Bearbeitungszentren unterstützt, ist jedoch auf Drehmaschinen nicht verfügbar.

Bediener dürfen niemals einen Werkzeugwechsel-T-Befehl ausgeben, während sich die Maschine im modalen G02-Zustand befindet, da dies sofort einen P151-Fehler auslöst und die Spindel stoppt.

Markenvergleich

Thema	Fanuc	Siemens	Mitsubishi
Syntaktische Methoden	Standardmäßiges `R` (Radius) und `I, J, K` (Mittelpunktsversatz).	Äußerst vielseitig: `I, J, K` (Mittelpunkt), `CR=` (Radius, +/- bestimmt Winkel > oder < 180°), `AR=` (Öffnungswinkel), Polarkoordinaten (`AP=`, `RP=`), `TURN=` (helikale Umdrehungen), `CIP` (Zwischenpunkt), `CT` (tangentialer Übergang).	Standardmäßiges `R` (Radius) und `I, J, K` (Mittelpunktsversatz). Zusätzliche Linearachsen werden unterstützt.
Fehlendes R / I, J, K	Wählbar über Parameter 3403 (CIR). Wechselt zwischen Linearinterpolation (0) und Auslösen des Alarms PS0022 (1).	Im nativen Modus mathematisch ungültig. Im ISO-Dialekt-Modus standardmäßig G01 (Drehmaschine) oder löst einen NC-Alarm aus (Fräsmaschine).	Gesteuert durch Parameter #11029. Wechselt zwischen dem Auslösen des Programmfehlers P33 (0) und der automatischen Ausführung als lineare G01-Bewegung (1).
Toleranzfehler am Kreisbogen	Geprüft über Parameter 3410. Wenn die Differenz diesen überschreitet, wird der Alarm PS0020 ausgelöst. Auf 0 setzen, um die Prüfung komplett zu umgehen. Umschalten des mathematischen Formats über die Parameter CQD/QCR.	Geprüft über die Maschinendaten MD21000/MD21010. Abweichungen außerhalb der Grenze lösen den Alarm 14040 aus und führen zu einem sicheren NC-Stopp.	Gesteuert durch Parameter #1084 (RadErr). Bei geringer Abweichung verschiebt Parameter #11028 den mit R spezifizierten Mittelpunkt automatisch zur Segmentmitte, um einen Alarm zu verhindern. Die Spiralinterpolation wird über Parameter #1278 aktiviert.
Helikal & Mehrfachumdrehung	Programmiert über Kreiskoordinaten + zusätzliche Linearachse.	Unterstützt den nativen Parameter `TURN=`, um bis zu 999 spiral- oder helikförmige Durchgänge direkt im G02-Satz auszuführen.	Programmiert über Standard-3-Achsen-Kombination. Dreidimensionale Kreisinterpolation (G02.4) wird auf High-End-Steuerungen unterstützt.

Technische Analyse

Die Analyse des mechanischen und softwareseitigen Verhaltens dieser drei Steuerungssysteme offenbart unterschiedliche Ansätze zur Kreisinterpolation. Fanuc-Systeme priorisieren deterministische Parameteranpassung und Abwärtskompatibilität. Dies zeigt sich besonders deutlich darin, wie Fanuc ältere Geometrieinterpretationen über Parameter 3450 Bit 3 (CQD) und Parameter 5003 Bit 1 (QCR) verwaltet. Programmierer können die Pfadberechnungsmethode zwischen dem modernen Series-16-Quadrantenformat und dem klassischen Series-15-Mittellinienformat umschalten, wodurch sichergestellt wird, dass ältere Programme identisch ausgeführt werden, ohne unerwartete Spiralbewegungen des Werkzeugs zu erzeugen. Darüber hinaus delegiert Fanuc das Verhalten bei fehlenden Geometriedaten über den Parameter 3403 Bit 5 (CIR) an den Maschinenhersteller, wodurch die Wahl besteht, entweder einen sicheren PS0022-Alarm auszugeben oder standardmäßig eine gerade Linie abzufahren.

Siemens-Steuerungen legen den Fokus auf maximale Konturflexibilität und fortschrittliche Bahnplanung. Durch die native Unterstützung von Adressen wie dem Öffnungswinkel (AR=) und Polarkoordinaten (AP=, RP=) vereinfacht Siemens die manuelle Programmierung erheblich, wenn kartesische Mittelpunkte in Konstruktionszeichnungen fehlen. Eine besonders leistungsfähige und einzigartige Siemens-Funktion ist der TURN=-Parameter, der helikale Interpolationen mit bis zu 999 vollen Umdrehungen direkt im G02-Block ermöglicht, ohne dass auf externe Makroschleifen zurückgegriffen werden muss. Zudem macht die Möglichkeit, innerhalb eines einzigen Satzes dynamisch zwischen absoluten und inkrementellen Bemaßungen für die Mittelpunktskoordinaten zu wechseln (z. B. I=AC(...)), ein globales Umschalten der Maßsysteme überflüssig.

Mitsubishi-Steuerungen zeichnen sich durch eine adaptive Fehlerbehandlung und automatische Korrektur aus. Anstatt die Bewegung bei einer geringfügigen Rundungsabweichung der Koordinaten sofort zu stoppen, nutzt die Steuerung den Parameter #11028, um den Kreismittelpunkt eines mit R programmierten Befehls mathematisch auf die Mitte des Segments zu verschieben und so einen gültigen Schnitt zu gewährleisten. Wenn Mittelpunktskoordinaten vollständig fehlen, kann Parameter #11029 so konfiguriert werden, dass der Block automatisch als lineare G01-Bewegung ausgeführt wird, um den Zyklus aufrechtzuerhalten. Für Fälle, in denen Start- und Endradius minimal voneinander abweichen, erlauben Parameter #1084 RadErr und Parameter #1278 der Steuerung einen weichen Übergang mittels einer Spiralbahn, anstatt die Achsen abrupt stillzusetzen.

Programmbeispiele

Fanuc-Beispiel

; Fanuc Kreisfräsen (XY-Ebene - G17)
G17 G90 G02 X50.0 Y50.0 R25.0 F200.0 ; (Einsteiger: CW-Kreisbogen zu absolut X50, Y50 mit einem Radius von 25 mm bei 200 mm/min)
G02 X75.0 Y25.0 I25.0 J0.0 ; (Fortgeschritten: Modales G02 unter Verwendung inkrementeller Mittelpunktsversatz-Vektoren I=25.0, J=0.0)

Trockenlauf & Testen (Fanuc): Um diese Fanuc-Blöcke sicher auszuführen, aktivieren Sie den Einzelsatzmodus (single-block mode) und heben Sie die Z-Achse 50 mm über das Werkstück an. Stellen Sie beim ersten Durchlauf den Vorschub-Override-Drehknopf (feedrate override dial) auf 0 % und überprüfen Sie auf dem Bildschirm der aktiven Bearbeitungsebenen, ob G17 active ist. Wenn die Koordinaten falsch programmiert sind, löst das System einen Alarm PS0021 (Ebenenauswahl) aus. Beobachten Sie während der Ausführung des Kreisbogens die Restweg-Koordinaten (distance-to-go coordinates) auf dem Steuerungsbildschirm, um sicherzustellen, dass der R25.0-Befehl zu einer präzisen Bahn mit 25 mm Radius führt, ohne dass die Werkzeugradiuskorrektur im Mittelpunkt kollabiert (was einen Alarm PS0038 auslösen würde).

Siemens-Beispiel

; Siemens Helikales Gewindefräsen (G17-Ebene)
G17 G90 G2 X20 Y5 Z-20 I=AC(20) J=AC(20) TURN=2 F120 ; (Fortgeschritten: Uhrzeigersinn-Helikalbahn zu absolut X20, Y5, Z-20 mit absoluten Mittelpunktskoordinaten und 2 zusätzlichen vollen Spiralumdrehungen bei 120 mm/min)

Trockenlauf & Testen (Siemens): Aktivieren Sie zur Validierung dieses komplexen Siemens-Blocks den nativen Modus über G290. Heben Sie den Fräser über die Spannvorrichtung an und führen Sie das Programm im Einzelsatz aus. Die Steuerung wertet den Parameter TURN=2 aus, um exakt zwei volle Kreisbahnen auszuführen, während sie gleichzeitig entlang der Z-Achse zustellt. Vergewissern Sie sich auf der Koordinatenanzeige, dass der Kreismittelpunkt mathematisch genau mit den absoluten Koordinaten I=AC(20) und J=AC(20) übereinstimmt. Falls der programmierte Radius CR mathematisch unmöglich ist (kleiner als die Hälfte des Abstands der Endpunkte), stoppt die Steuerung die Achsen bereits am Startpunkt und gibt den Alarm 14095 aus.

Mitsubishi-Beispiel

; Mitsubishi Drehmaschine Kreisbogen (ZX-Ebene - G18)
G18 G90 G02 X120.0 Z70.0 I50.0 K0.0 F200 ; (Fortgeschritten: Kreisprofilierung im Uhrzeigersinn auf einer Drehmaschine mit inkrementellen Mittelpunktsversatz-Vektoren auf der ZX-Ebene)

Trockenlauf & Testen (Mitsubishi): Stellen Sie vor dem echten Zerspanen auf einer Drehmaschine sicher, dass die G22-Spannfutterschutzprüfung aktiv ist, um zu verhindern, dass der Verfahrweg den Rotationsbereich des Spannfutters verletzt. Stellen Sie sicher, dass bei der Ausführung von G02 die Ebene G18 aktiv ist, da jede programmierte Y-Achsenbewegung sofort einen Alarm P113 (unzulässige Ebenenauswahl) auslöst. Wenn der Endpunkt Koordinatenrundungsfehler aus dem CAM-System aufweist, prüfen Sie, ob Parameter #11028 so eingestellt ist, dass er den Mittelpunkt verschiebt und somit einen Alarm P70 (Kreisfehler) verhindert. Stellen Sie sicher, dass keine T-Codes (Werkzeugaufruf) innerhalb des Kreisblocks ausgegeben werden, um einen Alarm P151 zu vermeiden.

Fehleranalyse

Steuerung	Alarmcode	Auslösebedingung	Bediener-Symptom	Ursache / Behebung
Fanuc	`PS0020`	Die Differenz des berechneten Radius zwischen Start- und Endpunkt eines Kreisbogens überschreitet die Toleranz von Parameter 3410.	Die Spindel stoppt sofort, die Achsen verriegeln sich und auf dem Bildschirm wird der Alarmcode PS0020 angezeigt.	Korrigieren Sie die Endpunktkoordinaten im NC-Programm, um sie an den Startradius anzupassen, oder erhöhen Sie die Toleranz in Parameter 3410.
Fanuc	`PS0021`	Eine im G02-Satz programmierte Achse ist nicht Teil der aktuell aktiven Bearbeitungsebene (G17/G18/G19).	Die Spindel stoppt mitten im Programm und das System zeigt den Fehler "UNZULÄSSIGE EBENENAUSWAHL" an.	Stellen Sie sicher, dass die programmierten Achskoordinaten (XY für G17, ZX für G18, YZ für G19) mit der ausgewählten G-Code-Ebene übereinstimmen.
Siemens	`Alarm 14040`	Der berechnete Radius am Startpunkt weicht um mehr als die Maschinendatentoleranzen MD21000/MD21010 vom Radius des Endpunkts ab.	Ein NC-Stopp tritt am Ende des Blocks auf und blockiert jegliche weitere Bewegung.	Überprüfen Sie die Endpunktkoordinaten anhand der CAD/CAM-Daten oder passen Sie die Parameter der Kreisfehlertoleranz an.
Siemens	`Alarm 14095`	Der programmierte Radius CR= ist mathematisch kleiner als die Hälfte des linearen Abstands zwischen Start- und Endkoordinaten.	Die Steuerung meldet beim Start des Blocks einen Fehler und verhindert jegliche Achsbewegung.	Erhöhen Sie den Wert für CR= oder korrigieren Sie die Zielkoordinaten, um einen mathematisch möglichen Radius sicherzustellen.
Mitsubishi	`P70`	Die Radiusdifferenz zwischen Start- und Endpunkt überschreitet streng den Toleranzbereich von Parameter #1084 RadErr.	Das Werkzeug verbleibt mitten im Schnitt im Material, was die Werkstückoberfläche beschädigt.	Korrigieren Sie die Endpunktkoordinaten im Programm oder erhöhen Sie die Toleranzgrenze in Parameter #1084.
Mitsubishi	`P151`	Ein T-Befehl (Werkzeugaufruf) wurde ausgegeben, während sich die Steuerung im modalen Zustand G02 der Kreisinterpolation befindet.	Das Programm stoppt augenblicklich mit dem Werkzeugbefehlsfehler P151.	Heben Sie den modalen G02-Zustand auf, indem Sie G00 oder G01 aufrufen, und programmieren Sie den Werkzeugwechsel in einem separaten Satz.

Anwendungshinweis

Ausschussteile und teure Werkzeugbeschädigungen sind die direkte Folge, wenn ein CNC-Steuerergebnis durch eine abrupte Bahnabschaltung verfälscht wird. Bei Mitsubishi-Steuerungen löst eine unzulässige Abweichung zwischen Start- und Endradius direkt den Alarm P70 aus, was das Werkzeug mitten im Schnitt einfrieren lässt und das Werkstück beschädigt. Zur Erhöhung der Prozesssicherheit müssen Bediener auf Drehmaschinen zwingend den G22-Spannfutterschutz aktivieren, um Kollisionen komplexer Kreisbahnen im Rotationsbereich des Futters zu verhindern. Bei Fanuc-Steuerungen ist vor dem Eingriff die korrekte Definition der C-Achsen-Klemmung und des Revolvers (Turret-Spiegelung) zu verifizieren. Bei Siemens-Steuerungen wiederum verhindert die präzise Abstimmung von Start- und Endpositionen unter Einhaltung der Maschinendaten MD21000 und MD21010 unkontrollierte Achsbewegungen. Korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl. Dadurch wird die Einhaltung engster Fertigungstoleranzen gesichert.

Fazit

Die prozesssichere Fertigung präziser Kreisbahnen erfordert eine lückenlose Abstimmung zwischen G-Code-Koordinaten, der aktiven Bearbeitungsebene und den steuerungsspezifischen Toleranzwerten. Das Festlegen solider Grenzwerte wie dem Fanuc-Parameter 3410 oder den Siemens-Maschinendaten MD21000 eliminiert unkontrollierte Maschinenstopps und Bauteilschäden. Vor dem Zerspanen der ersten Serie sichert ein Trockenlauf auf sicherem Z-Niveau die fehlerfreie Ausführung der CAM-generierten Werkzeugwege. Die konsequente Einhaltung dieser Prüfschritte auf Fanuc-, Siemens- und Mitsubishi-Plattformen schützt wertvolle Werkstücke vor Maßabweichungen und maximiert die Standzeit der Schneidwerkzeuge.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie lässt sich ein Maßfehler an der Kreiskontur durch fehlerhafte CAM-Rundungseinstellungen vermeiden?

Wenn das CAM-System die Endpunktkoordinaten ungenau rundet, weicht der berechnete Radius ab und führt zu Toleranzverletzungen. Um Prozesssicherheit zu gewährleisten, konfigurieren Sie die Nachkommastellen in Ihrem CAM-Postprozessor auf mindestens vier Stellen bei metrischer Programmierung und passen Sie den Toleranzbereich in Parameter 3410 (Fanuc) bzw. MD21000 (Siemens) an die geforderte Fertigungspräzision an. Prüfen Sie vor dem Zerspanen die NC-Ausgabe manuell auf Rundungsfehler im ersten Kreisblock.

Was ist der Unterschied zwischen R- und I/J/K-Programmierung bezüglich der Prozesssicherheit bei Vollkreisen?

Die Verwendung von R ist für Vollkreise (360 Grad) unzulässig, da der Start- und Endpunkt identisch sind und die Steuerung den Kreismittelpunkt nicht eindeutig bestimmen kann. Dies führt zum Programmfehler. Programmieren Sie Vollkreise für eine maximale Bahnsicherheit grundsätzlich mit inkrementellen Mittelpunktsvektoren (I, J, K), da hierdurch die Geometrie für die Steuerung eindeutig definiert wird. Konfigurieren Sie Ihren Postprozessor so, dass er für alle Radien über 180 Grad automatisch I-, J- und K-Vektoren ausgibt.

Warum führt ein Werkzeugaufruf (T-Befehl) während einer aktiven Kreisbahn zum sofortigen Programmabbruch?

Hilfsfunktionen wie Werkzeugwechsel stören die kontinuierliche Interpolation der Achsen und sind während einer modaktiven Kreisbewegung untersagt, was beispielsweise bei Mitsubishi den Alarm P151 auslöst. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, droht Werkzeugbruch durch unkontrolliertes Schwenken. Beenden Sie den modalen G02-Zustand durch einen G00- oder G01-Rückzugsbefehl in eine sichere Position, bevor Sie einen T-Befehl in einem separaten NC-Block programmieren.

G02 Kreisinterpolation im Uhrzeigersinn: CNC-Programmierhandbuch