Fanuc G22 G23: Stored Stroke Limit konfigurieren

Einleitung

Ein unkontrollierter Einstich des Werkzeugrevolvers in das rotierende Spannfutter führt unweigerlich zu einer fatalen physischen Kollision, strukturellen Schäden an den Achsführungen und teurem Ausschuss. Wenn CNC-Maschinenbediener sich blind auf mechanische Endschalter verlassen, ohne die softwarebasierten Grenzen korrekt zu verifizieren, riskieren sie kostspielige Maschinenstillstandszeiten. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung. Korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl. Die präzise Konfiguration virtueller Schutzräume über G22 und G23 stellt die erste Verteidigungslinie dar, um Verfahrfehler oder Programmierfehler prozesssicher abzufangen.

Technische Übersicht

Technische Spezifikation	Konfigurationsdetails
Befehlscode	G22, G23
Modalgruppe	Modal (Gruppe 14 oder Standard-Grenzprüfung)
Marke	Fanuc
Kritische Parameter	Parameter 1320 (positive Grenze) und Parameter 1321 (negative Grenze)
Hauptbeschränkung	Die standardmäßigen stored stroke limits 2 und 3 sind vollständig deaktiviert, wenn die T-Serien Chuck und Tail Stock Barrier aktiv ist.

Schnellleser

Koordinatenbereich: Definieren Sie absolute positive Grenzen in Parameter 1320 und negative Grenzen in Parameter 1321.
Aktive Prüfung: Programmieren Sie G22 im Programm, um die Prüfung der stored stroke limits zu aktivieren, und G23, um die Grenzprüfung bei Bedarf zu deaktivieren.
Erstes Einschalten: Konfigurieren Sie Parameter 3402#7 (G23), um den Standardzustand der Prüfung der stored stroke limits (EIN oder AUS) beim Neustart der Maschine festzulegen.
Kollision beim Anfahren verhindern: Setzen Sie Parameter 1301#3 (OTA) auf 0, um beim Einschalten sofort einen Alarm auszulösen, falls die Achse innerhalb eines verbotenen Bereichs startet, wodurch Kollisionen beim manuellen Fahren in die falsche Richtung verhindert werden.
Alarme automatisch quittieren: Setzen Sie Parameter 1301#4 (OF1) auf 1, um Soft-Overtravel-Alarme automatisch zu löschen, wenn die Achse zurück in den sicheren Bereich gefahren wird.
Übersteuerung der Futtersperre: Aktivieren Sie Parameter 8134#1 (BAR) auf T-Serien-Drehmaschinen, um die Abmessungen von Futter und Reitstock zu modellieren, wodurch die standardmäßigen stored stroke limits 2 und 3 automatisch deaktiviert werden.

Grundlegende Konzepte

Der praktische Programmiereffekt der Stored Stroke Limit-Einstellungen von Fanuc ist die Schaffung absoluter, hochgradig anpassbarer Software-Grenzen, die physisch verhindern, dass die Maschine mit ihren eigenen Gussteilen, Vorrichtungen oder Werkstückspannmitteln kollidiert. Durch die Konfiguration der Grenzen 1, 2 und 3 können Programmierer eine mehrstufige Verteidigung aufbauen. Beispielsweise ist die Grenze 1 permanent den absoluten Maschinenkoordinaten-Extremen zugeordnet, um ein Überfahren der Kugelumlaufspindeln zu verhindern, während die Grenzen 2 und 3 dynamisch konfiguriert werden können (unter Verwendung von Parameter 1300#0 OUT), um das Innere einer bestimmten Zone zu verbieten, wodurch eine Schutzzone (no-fly zone) um einen Rundtisch oder ein hohes Werkstück gelegt wird.

Bei Drehmaschinen der T-Serie müssen Bediener auf die einzigartige Interaktion zwischen diesen Grenzen und den Spannmitteln der Maschine achten. Wenn die Chuck und Tail Stock Barrier in den Parametern aktiviert ist, überschreibt und deaktiviert sie explizit die stored stroke limits 2 und 3. Die Steuerung verwendet stattdessen die Parameter 1330 bis 1348, um die physischen Abmessungen des Futters, der Futterbacken und des Reitstocks mathematisch zu modellieren. Dies verhindert, dass der Werkzeugrevolver in das rotierende Futter stürzt, wodurch eine katastrophale OVERTRAVEL (HARD)-Kollision vermieden und Ausschuss verhindert wird.

Befehlsstruktur

Die Syntaxstruktur für stored stroke limits stützt sich auf die Befehle G22 und G23. Befehle können dynamisch geschrieben werden, um eine Arbeitsraumgrenze festzulegen, oder sie können als einfache modale Schalter geschrieben werden, um bereits im System definierte Parameter zu aktivieren. Die Grenzeinstellungen können auf dem Diagnosebildschirm der Steuerung überprüft werden.

Bei der Verwendung von G22 mit Koordinaten definiert der Programmierer den Grenzbereich. Wenn G22 als eigenständiger Block verwendet wird, schaltet es die Standardprüfung ein. Um G-Code-Programme sicher auszuführen, müssen Programmierer überprüfen, ob die Grenzen beim Booten aktiv sind, was von der Konfiguration des Parameters 3402 abhängt. Detaillierte Informationen zur Konfiguration von CNC-Systemparametern finden Sie unter fanuc-parameters-and-pwe.

G22 X500.0 Y500.0 Z0.0 I-500.0 J-500.0 K-500.0 ; (Aktiviert die Prüfung der stored stroke limits und legt die Grenzwerte fest)

G22 ; (Aktiviert die Prüfung der stored stroke limits unter Verwendung der bereits in den Maschinenparametern definierten Grenzen)

G23 ; (Deaktiviert die Prüfung der stored stroke limits)

Parameter / Bit	Beschreibung	Einstellungen / Wertebereich
Parameter 1320	Stored stroke limit 1 (Koordinate in positiver Richtung für jede Achse)	-99999999 bis 99999999 (0,001 mm)
Parameter 1321	Stored stroke limit 1 (Koordinate in negativer Richtung für jede Achse)	-99999999 bis 99999999 (0,001 mm)
Parameter 1300#0 (OUT)	Sperrbereich für die Prüfungen der stored stroke limits 2 und 3	0 = innerer Bereich verboten, 1 = äußerer Bereich verboten
Parameter 1300#7 (BFA)	Alarm-Auslösezeitpunkt	0 = Alarm nach Überschreiten der Grenze, 1 = Alarm vor Überschreiten des Limits
Parameter 1301#3 (OTA)	Alarm-Auslöseverhalten beim Einschalten innerhalb des verbotenen Bereichs	0 = sofortiger Alarm, 1 = kein Alarm vor der Achsbewegung
Parameter 1301#4 (OF1)	Alarm-Löschverhalten beim manuellen Fahren der Achse zurück in den zulässigen Bereich	0 = Alarm nicht vor RESET gelöscht, 1 = Alarm wird automatisch gelöscht
Parameter 3402#7 (G23)	Standardzustand der stored stroke limit-Prüfung beim Einschalten	0 = G22-Modus (EIN), 1 = G23-Modus (AUS)
Parameter 1301#2 (NPC)	Ignoriert während der automatischen Werkzeugmessung (M) or Werkzeugkompensation (T)	0 = Standardprüfung, 1 = Prüfung während des G37-Zyklus ignorieren
Parameter 8134#1 (BAR)	Freigabeschalter für Chuck und Tail Stock Barrier (nur T-Serie)	0 = deaktiviert, 1 = aktiviert
Parameter 1330 bis 1348	Physische Abmessungen von Futter, Futterbacken und Reitstock bei Drehmaschinen der T-Serie	Maschinenspezifische Grenzen

Markenanwendungen

Fanuc

Auf Fanuc-CNC-Systemen werden stored stroke limits über Systemparameter gesteuert, um sichere Maschinenkoordinaten festzulegen. Diese Grenzen werden hauptsächlich über Parameter 1320 und Parameter 1321 konfiguriert, welche die positiven und negativen absoluten Grenzwerte für jede Achse definieren.

Um diese Softwaregrenzen in einem G-Code-Programm dynamisch zu steuern, können Bediener G22 befehlen, um die Prüfung einzuschalten, oder G23, um die Prüfung auszuschalten.

Kategorie	Systemeinstellung / Code	Beschreibung und Details
Wichtige Parameter	Parameter 1320 & Parameter 1321	Definiert positive und negative Software-Overtravel-Grenzkoordinaten für jede Achse.
Startstatus	Parameter 3402#7	Bestimmt, ob die stored stroke limits beim Booten standardmäßig auf EIN (G22) oder AUS (G23) gesetzt sind.
Alarmcode	Alarm 520 (OVERTRAVEL (SOFT))	Ausgelöst, wenn die Maschinenkoordinaten die aktive Softwaregrenze berühren oder überschreiten.
Hardware-Alarm	OT00506 (OVERTRAVEL (HARD))	Ausgelöst, wenn Hardware-Endschalter physisch von den Maschinenachsen angefahren werden.
M-Serie vs. T-Serie	Parameter 1301#2 (NPC)	Die M-Serie ignoriert die Hubprüfung während der automatischen G37-Werkzeuglängenmessung, während die T-Serie sie während der G37-Werkzeugkompensation ignoriert.

Warnung: Das Befehlen von G23 deaktiviert die Prüfung der stored stroke limits vollständig. Wenn der G23-Befehl ausgeführt und nicht von einem G22 gefolgt wird, kann das Werkzeug mit Werkstückspannmitteln oder Vorrichtungen kollidieren, ohne dass ein Software-Overtravel-Alarm ausgegeben wird.

Markenvergleich

Funktion / Einstellung	Beschreibung der Funktion / Einstellung	Fanuc-Serie 16i / 18i / 21i	Fanuc-Serie 0i (0i-C / 0i-D / 0i-F)	Fanuc-Serie 15i (High-End)
Parameteradressen für Grenze 1	Parameterregister für positive/negative Grenzen	Parameter 1320 (positiv) und 1321 (negativ)	Parameter 1320 (positiv) und 1321 (negativ)	Parameter 5220 (positiv) und 5221 (negativ)
Anzahl der stored stroke limits	Unterstützte Sätze von stored stroke limits	Unterstützt bis zu 4 Sätze von stored stroke limits (Grenzen 1 bis 4)	Unterstützt bis zu 3 Sätze von stored stroke limits (Grenzen 1 bis 3 standardmäßig)	Unterstützt bis zu 8 Sätze von stored stroke limits (Grenzen 1 bis 8 anpassbar)
Futter- und Reitstock-Barrier-Integration	Unterstützung für physische Kollisionsmodelle	Unterstützt über Parameter 1330 bis 1348 mit BAR-Bit 8134#1	Unterstützt über Parameter 1330 bis 1348 mit BAR-Bit 8134#1	Unterstützt über High-End-Parametergruppierung und benutzerdefiniertes Hersteller-Interface

Technische Analyse

Fanuc unterscheidet seine Software-Hubbegrenzungsarchitektur von anderen Marken durch hochentwickelte prädiktive Stoppberechnungen und dynamische Alarmbehandlung. Erstens wartet Fanuc nicht einfach darauf, dass eine Grenze überschritten wird, um die Servos abzuschalten; wenn Parameter 1300#7 (BFA) aktiviert ist, blickt die CNC mathematisch auf den aktuellen Vorschub F voraus und stoppt das Werkzeug dynamisch exakt F / 7500 mm vor oder hinter der Grenze, was garantiert, dass das Werkzeug den verbotenen Bereich niemals berührt, unabhängig davon, wie schnell es verfährt. Zweitens ermöglicht Fanuc den Herstellern, externe PLC-Signale direkt den Hubbegrenzungen zuzuordnen (über das EXLM-Signal oder die Eingänge +EXL1/-EXL1). Dies ermöglicht es der Maschine, Profile der Hubbegrenzungen rein basierend auf dem physischen Zustand der Maschine — wie dem Laden einer bestimmten Palette oder einer geöffneten Tür — ohne G-Code-Eingriff augenblicklich zu wechseln. Schließlich integriert Fanuc eine automatiche Alarmquittierungsfunktion (OF1); anstatt den Bediener nach dem Erreichen einer weichen Grenze zum Drücken der RESET-Taste zu zwingen und die aktiven modalen G-Codes zu löschen, löscht das manuelle Fahren der Achse zurück in den sicheren Bereich den Alarm automatisch und stellt den normalen Betrieb nahtlos wieder her.

Programmbeispiele

G22 X500.0 Y500.0 Z0.0 I-500.0 J-500.0 K-500.0 ; (Aktiviert die Prüfung der stored stroke limits und definiert die Grenzkoordinaten)
G22 ; (Aktiviert die Prüfung der stored stroke limits unter Verwendung der bereits in den Maschinenparametern definierten Grenzen)
G23 ; (Deaktiviert die Prüfung der stored stroke limits, wodurch der volle Achsverfahrweg über die Softwaregrenzen hinaus freigegeben wird)

Trockenlauf (dry run)

Führen Sie vor dem Ausführen von Programmen, die benutzerdefinierte G22 stored stroke limits nutzen, einen Trockenlauf aus. Räumen Sie den Arbeitsraum von Werkstücken und ziehen Sie den Werkzeugrevolver oder die Spindel auf den Referenzpunkt der Maschine zurück. Führen Sie den grenzdefinierenden Satz im Einzelsatzmodus aus. Sobald G22 aktiv ist, fahren Sie die Achse langsam in Richtung der konfigurierten Grenze. Die Maschine muss den Alarm 520 (OVERTRAVEL) ausgeben und die Bewegung stoppen, bevor das Werkzeug auf Vorrichtungen treffen kann. Fahren Sie die Achse in die entgegengesetzte Richtung, um zu überprüfen, ob sich der Alarm unter der aktiven Einstellung für Parameter 1301#4 (OF1) automatisch quittiert.

Fehleranalyse

Alarm- / Fehlercode	Auslösebedingung	Bediener-Symptom	Ursache & Behebung
Fanuc Alarm 520 (OVERTRAVEL (SOFT))	Die aktuellen Maschinenkoordinaten erreichen oder überschreiten die Softwaregrenze der stored stroke limits.	Der Automatikbetrieb stoppt augenblicklich und alle Achsen halten an. Eine Soft-Overtravel-Alarmmeldung wird angezeigt.	Das Werkzeug verfuhr über den virtuellen Bereich hinaus. Fahren Sie die Achse zurück in den zulässigen Bereich und drücken Sie RESET. Wenn Parameter 1301#4 (OF1) auf 1 und Parameter 1300#7 (BFA) auf 0 steht, löscht sich der Alarm automatisch ohne RESET.
Fanuc Alarm OT00506 (OVERTRAVEL (HARD))	Die Achse fährt über die Softwaregrenze hinaus und betätigt physisch die Hardware-Endschalter.	Der Not-Aus-Schaltkreis wird ausgelöst und die Servospannung wird sofort abgeschaltet.	Ein Hardware-Bypass trat aufgrund einer Deaktivierung der Grenzen (G23) oder falsch konfigurierter Softwaregrenzen auf. Fahren Sie die Achse manuell über die OT-Freigabe-Überbrückungstaste vom Endschalter frei.
Fanuc Alarm PS0327	Zyklen (wie mehrfach wiederholte Schruppzyklen) werden befohlen, wenn Skalierungs- oder Spiegelkoordinaten mit den stored stroke limits kollidieren.	Das Programm stoppt sofort mit einer Anzeige für G-Code-Parameter- oder Formatierungsfehler.	Ein mathematischer Konflikt besteht zwischen aktiven Koordinaten und den Hubgrenzen. Überprüfen Sie die Programmdimensionen, kontrollieren Sie die Koordinatenskalierungsfaktoren und stellen Sie sicher, dass die Grenzen mit den Zielkoordinaten übereinstimmen.

Anwendungshinweis

Ein katastrophaler Auffahrunfall des Revolvers auf das Werkstück oder Reitstockkomponenten droht, wenn Bediener die Interaktion zwischen den Werkstückhalteschranken und den Standardparametern falsch einschätzen. Die Aktivierung der Chuck und Tail Stock Barrier über Parameter 8134#1 (BAR) deaktiviert die standardmäßigen stored stroke limits 2 und 3 vollständig, da die Steuerung stattdessen die physischen Abmessungen über die Parameter 1330 bis 1348 berechnet. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung. Ein weiteres hohes Risiko besteht beim Neustart der Maschine innerhalb eines gesperrten Bereichs: Ist der Parameter 1301#3 (OTA) auf 1 gesetzt, wird kein sofortiger Alarm ausgelöst, was bei einer manuellen Verfahrbewegung in die falsche Richtung zu einer harten Kollision führt. Korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl. Zudem müssen Techniker beachten, dass die automatische Alarmquittierung über Parameter 1301#4 (OF1) blockiert ist, wenn über Parameter 1300#7 (BFA) eine Vor-Alarmauslösung konfiguriert wurde, was bei der Fehlersuche zu unerwarteten Verzögerungen führen kann.

Fazit

Die Implementierung softwarebasierter Hubbegrenzungen an Fanuc-Steuerungen ist eine hochgradig prozesssichere Maßnahme zur physischen Absicherung des Arbeitsraums. Werkstattprüfungen sollten regelmäßig die Übereinstimmung der Parameter 1320 und 1321 mit den realen Vorrichtungsaufbauten auditieren. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung. Korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl. Durch die präzise Abstimmung der Standardparameter bei der Inbetriebnahme und nach jedem Einrichtevorgang lässt sich teurer Ausschuss an Werkstücken zuverlässig ausschließen und eine prozesssichere Serienfertigung gewährleisten.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie wird eine Abweichung der Werkstücktoleranz durch unbemerkte Verfahrbewegungen nach dem Aufheben eines Weich-Endschalter-Alarms verhindert?

Wenn ein Bediener einen Soft-Overtravel-Alarm (Alarm 520) umgeht, kann ein unbemerktes manuelles Freifahren zu Nullpunktverschiebungen führen, die das Werkstück beschädigen. Eine prozesssichere Absicherung erfordert die Verifizierung der aktuellen Koordinaten vor der Wiederaufnahme des Programms. **Praktische Maßnahme:** Kontrollieren Sie nach jedem Overtravel-Alarm die Achswerte im Systembildschirm und fahren Sie die Achsen manuell auf die Referenzposition zurück, um die Genauigkeit zu überprüfen.

Warum führt ein fehlerhafter Neustart innerhalb der geschützten Zone an Fanuc-Steuerungen zu einer unkontrollierten Kollision ohne Alarmcode?

Falls die CNC im gesperrten Bereich ausgeschaltet wurde und der Parameter 1301#3 (OTA) auf 1 steht, unterdrückt die Steuerung beim Einschalten die Fehlermeldung, bis die Achse verfahren wird. Fährt der Bediener dann fälschlicherweise tiefer in den Schutzbereich, erfolgt die Bewegung ungeschützt und führt zum Crash. **Praktische Maßnahme:** Setzen Sie den Parameter 1301#3 (OTA) zwingend auf 0, damit das System beim Booten sofort sperrt, falls sich das Werkzeug in einer verbotenen Zone befindet.

Wie lässt sich die softwarebasierte Hubbegrenzung bei wechselnden Spannmitteln flexibel anpassen, um Maßabweichungen zu vermeiden?

Manuelle Änderungen der Parameter 1320 und 1321 im Steuerungsmenü bergen das Risiko von Tippfehlern, die den Arbeitsraum fälschlicherweise einschränken oder freigeben. Durch die Integration von G10 L50-Befehlen im NC-Programm können die Schutzgrenzen automatisch an die Geometrie der Spannbacken angepasst werden. **Praktische Maßnahme:** Fügen Sie bei jedem Werkstückwechsel einen G10 L50-Block in Ihr Hauptprogramm ein, um die Koordinaten für Parameter 1320 und 1321 automatisiert zu beschreiben, und schließen Sie die Eingabe mit G11 ab.

Fanuc Stored Stroke Limit einrichten: G22 und G23 G-Code Anleitung