G26 Spindeldrehzahl-Schwankungsüberwachung aktivieren: CNC-Anleitung

Einleitung

Ein Werkzeugbruch, Ausschuss oder eine katastrophale Kollision des Revolverkopfs mit den Spannbacken des Futterkörpers oder dem Schraubstock droht, wenn ein auf dem Revolverkopf montiertes Werkzeug im Zerspanungsprozess auf harte Stellen oder Gusskrusten trifft und die Spindellagerung durch Drehzahleinbruch überlastet wird. Korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl. Wird die Überwachung der Spindeldrehzahl-Schwankung (G26) nicht aktiviert, da die Steuerung im standardmäßigen G25-Deaktivierungszustand arbeitet, verfahren die Vorschubachsen ungebremst mit der programmierten Geschwindigkeit weiter. Dieser unkontrollierte Vorschub drückt das Werkzeug in das blockierende Werkstück. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung, was zu erheblichem Ausschuss führt.

Besonders kritisch ist dies bei der konstanten Schnittgeschwindigkeit (G96): Nähert sich das Schneidwerkzeug der Drehmitte (X0), beschleunigt die Spindel automatisch. Ohne aktive Überwachung (G26) kann die tatsächliche Drehzahl der programmierten Beschleunigung hinterherhinken oder unkontrolliert ansteigen, wenn keine maximale Drehzahlbegrenzung über G92 oder G50 aktiv ist. Die Fliehkraft übersteigt dann die Haltekraft des Spannfutters, wodurch das Werkstück aus den Spannbacken geschleudert wird. Dies führt zu Werkzeugbruch, massiven Maschinenschäden und einer extremen Gefährdung des Bedieners.

Technische Übersicht

Schnellleser

• Aktive Watchdog-Überwachung: Die Spindeldrehzahl-Schwankungsüberwachung stoppt die Vorschubachsen, wenn die tatsächliche Spindeldrehzahl-Rückmeldung hinter dem programmierten Sollwert zurückbleibt.
• Spindelauswahl über Adresse P: Der Befehl G26 auf Fanuc verwendet die Adresse P, um die Zielspindel in Mehrspindelsystemen zu spezifizieren.
• Parameter 3402 Reset-Falle: Fanuc G26 deaktiviert sich bei einem Reset oder Netz-Aus, wenn Parameter No. 3402 Bit 6 (CLR) aktiv ist, und fällt auf G25 zurück.
• Dauerhafte Siemens-Grenzen: Siemens G26-Grenzwerte überschreiben Einstelldaten permanent und bleiben nach Programm-Reset oder Netz-Aus aktiv.
• Siemens-Programmierung für Mehrspindelsysteme: Bis zu drei unabhängige Spindelgrenzwerte können in einem einzigen Siemens-G26-Satz programmiert werden.
• Mitsubishi PLC-Alarmauslösung: Mitsubishi G162 gibt ein Signal an die PLC aus (Operation Error M01 1105), löst jedoch keinen automatischen CNC-Stopp aus.
• C80 Bearbeitungsunterbrechung: Ein eigenständiges G26 auf der Mitsubishi C80-Serie löst ein Bearbeitungsunterbrechungsprogramm aus, um ein gebrochenes Werkzeug sicher zurückzuziehen.

Grundlegende Konzepte

Die Spindeldrehzahl-Schwankungsüberwachung (G26) fungiert als kritischer Software-Watchdog bei schweren Bearbeitungsvorgängen. Das System überwacht aktiv die tatsächliche Spindeldrehzahl-Rückmeldung gegen den programmierten Sollwert. Die Steuerung erkennt jede Drehzahlverzögerung, stoppt die Vorschubachsen und löst einen Alarmcode aus, um mechanische Schäden zu verhindern. Ohne aktive Überwachung treiben die Vorschubachsen das Werkzeug in das blockierende Werkstück, was zu schweren mechanischen Kollisionen führt.

Die Implementierung oberer G26-Begrenzungen auf Siemens-SINUMERIK-Steuerungen etabliert eine virtuelle Softwaregrenze. Wenn manuelle Tippbetrieb-Befehle (Jog) oder Programmierfehler die Achsen über diese Koordinaten hinaus bewegen, unterbricht die Steuerung sofort das Programm und stoppt die Bewegung. Dieser Sicherheitsbereich dient als wichtige Absicherung für Hardware-Endschalter und schützt hochwertige Maschinenkomponenten wie den Werkzeugrevolver und die Werkzeughalter-Referenzpunkte.

Mitsubishi-Steuerungen behandeln Drehzahlabweichungsalarme auf einzigartige Weise. Wenn die tatsächliche Spindeldrehzahl die konfigurierten Schwellenwerte überschreitet, löst die Steuerung den Operation Error M01 1105 aus und gibt ein Drehzahlabweichungssignal aus. Die CNC stoppt den Zyklus oder die Spindel nicht automatisch. Stattdessen verlässt sich die Maschine auf eine vom Werkzeugmaschinenhersteller entwickelte kundenspezifische PLC-Logik, um die Sicherheitsstopp-Sequenz auszuführen.

Befehlsstruktur

Die Befehlsstruktur von G26 variiert je nach Steuerungssystem und Betriebsart. Auf Fanuc-Systemen wird G26 entweder als eigenständiger Satz oder mit der Adresse P programmiert, um die Zielspindel zu spezifizieren. Bei Siemens-Steuerungen erfüllt G26 einen doppelten Zweck: Es spezifiziert entweder physische Achskoordinaten (X, Y, Z) für Verfahrbereichsgrenzen oder Spindeldrehzahlgrenzwerte (S, S1, S2) für bis zu drei Spindeln.

Für Mitsubishi-Systeme wird die Spindeldrehzahlüberwachung mit G162 initialisiert, wobei spezifische Adressen für Startverzögerung, Erkennungsbreite, Schwankungsrate und Abweichungsbereich verwendet werden. Umgekehrt ist G26 auf Mitsubishi C80-Steuerungen ein eigenständiger Befehl, der ausschließlich zur Ausführung eines Bearbeitungsunterbrechungsprogramms für ein sicheres Zurückziehen des Werkzeugs verwendet wird.

Syntaxspezifikationen:

• Fanuc: G26; oder G26 P...;
• Siemens: G26 X... Y... Z...; (für Achsgrenzwerte) oder G26 S... S1=... S2=...; (für Spindelgrenzwerte)
• Mitsubishi: G162 S... P... Q... R... I...; (für Aktivierung der Überwachung), G163 S...; (für Deaktivierung der Überwachung) oder G26; (für Bearbeitungsunterbrechung)

Die primären Steuerungsparameter, die die Befehlsausführung regeln, sind unten aufgeführt:

Markenanwendungen

Fanuc

Fanuc-Steuerungen weisen G26 der Gruppe 08 auf Drehsystemen und der Gruppe 19 auf Bearbeitungszentrumsystemen zu. Die Spindeldrehzahl-Schwankungsüberwachung ist standardmäßig ausgeschaltet (G25), wenn der Systemparameter 3402 zurückgesetzt wird.

Der Befehl wird als G26; geschrieben, um die Überwachung auf der Hauptspindel zu aktivieren, oder als G26 P1;, um die Spindelfrequenz von Spindel 1 in Mehrspindelmaschinen zu überwachen.

Warnung: Wenn der Status von Parameter 3402 nicht verifiziert wird, kann dies dazu führen, dass die G26-Überwachung nach einem Reset unbemerkt deaktiviert wird, wodurch die Maschine ungeschützt vor einer Spindelüberlastung bleibt.

Siemens

Siemens-Steuerungen verwenden G26, um obere Koordinaten für Geometrieachsen oder Drehzahlgrenzen für konfigurierte Spindeln zu definieren. Die Grenzwerteinstellungen bleiben nach einem Reset aktiv, wenn Parameter 10710 entsprechend konfiguriert ist.

Verwenden Sie G26 X80 Z330; in einem separaten NC-Satz, um Verfahrbereichsgrenzen festzulegen, oder G26 S1400 S2=350;, um Spindeldrehzahlen zu begrenzen, gefolgt von WALIMON, um diese zu aktivieren.

Warnung: Achsgrenzwerte werden bei einem Geometrieachsenwechsel deaktiviert, es sei denn, MD 10604 ist explizit in den Systemparametern aktiviert.

Mitsubishi

Mitsubishi-Steuerungen verwenden G162 und G163 für die Spindeldrehzahl-Schwankungsüberwachung. Die C80-Serie unterstützt zudem G26 für Bearbeitungsunterbrechungssequenzen.

Verwenden Sie G162 S1 P1.5 Q5 R10;, um Spindel 1 mit spezifischen Abweichungsbegrenzungen zu überwachen, und G163 S1;, um die Überwachung zu deaktivieren.

Warnung: Die direkte Ausführung eines alten G26-Befehls auf Mitsubishi C80-Systemen löst einen Werkzeugrückzug aus, was zu Kollisionen führen kann, wenn sich Rohmaterial im Verfahrweg befindet.

Markenvergleich

Technische Analyse

Die unterschiedliche Funktionalität von G26 zwischen den Marken ist ein kritisches Thema bei der Programmierung. In Fanuc- und Mitsubishi-Systemen besitzt G26 keinerlei Kapazität zur Begrenzung des physischen Achsverfahrwegs, sondern konzentriert sich ausschließlich auf die Spindelüberwachung bzw. den Rückzug bei der Bearbeitung. Im Gegensatz dazu besitzt Siemens-G26 eine Doppelidentität und fungiert je nach den übergebenen Parametern entweder als physische Koordinatengrenze (entlang X, Y oder Z) oder als Spindeldrehzahlgrenze (S). Diese Doppelrolle macht den Befehl sehr vielseitig, erfordert jedoch eine Programmierung in separaten Sätzen, um Syntaxfehler zu vermeiden.

Das Verhalten bei einem System-Reset stellt einen weiteren Abweichungspunkt dar. Fanuc-Steuerungen brechen G26 ab und kehren abhängig von Parameter No. 3402 Bit 6 zu G25 (Überwachung AUS) zurück, während Siemens G26-Grenzwerte direkt in die System-Einstelldaten schreiben und über Resets und Ausschaltzyklen hinweg aktiv bleiben. Dies ist eine gefährliche Falle für Bediener, die annehmen, dass ein Reset der Steuerung alle Grenzwerte löscht. Auf Mitsubishi-Systemen bietet G162 ein einzigartiges Auto-Bypass-Protokoll, das die Überwachung während des synchronen Gewindebohrens, der Spindelorientierung oder des C-Achsen-Modus vorübergehend aussetzt und nach Abschluss dieser Zyklen automatisch wieder aktiviert.

Die Methoden zur Alarmbehandlung unterscheiden sich grundlegend zwischen den Systemen. Fanuc stoppt die Maschine bei Erkennung einer Drehzahlabweichung direkt auf CNC-Ebene, während Mitsubishi die Stoppsequenz über den Operation Error M01 1105 an die PLC-Logik des Werkzeugmaschinenherstellers delegiert. Dies bedeutet, dass das Stoppverhalten einer Mitsubishi-Maschine stark davon abhängt, wie der Hersteller das PLC-Programm konfiguriert hat, während Fanuc sofortige Stops auf Steuerungsebene garantiert. Siemens-Steuerungen konzentrieren ihre Alarmauslöser auf Achsgrenzwertverletzungen und nicht auf Drehzahlabweichungen unter G26, wodurch die Überwachung von Drehzahlverzögerungen eine markenspezifische Funktion von Fanuc und Mitsubishi bleibt.

Programmbeispiele

Fanuc-Beispiel:

G26 P1;

Trockenlauf (dry run): Der Controller liest G26 P1 und aktiviert die Spindeldrehzahl-Schwankungsüberwachung speziell für Spindel 1. Die Steuerung überwacht die tatsächliche Rückmeldedrehzahl gegen die programmierte Drehzahl. Wenn eine Last eine Abweichung verursacht, wird der Vorschub angehalten.

Siemens-Beispiel:

G26 S1400 S2=350;
WALIMON;

Trockenlauf: Die Steuerung liest den G26-Satz und setzt die obere Spindeldrehzahlgrenze auf 1400 U/min für Spindel 1 und 350 U/min für Spindel 2. WALIMON wird dann ausgeführt, um diese obere Arbeitsfeldbegrenzung und Spindeldrehzahlbegrenzung zu aktivieren.

Mitsubishi-Beispiel:

G162 S1 P1.5 Q5 R10;

Trockenlauf: Die Steuerung aktiviert die Spindeldrehzahl-Schwankungsüberwachung für Spindel 1. Sie wartet eine Startverzögerung von 1,5 Sekunden (P1.5) ab, bevor die Überwachung beginnt. Die Spindeldrehzahl-Erkennungsbreite wird auf 5% (Q5) und die zulässige Schwankungsrate auf 10% (R10) festgelegt. Wenn die tatsächliche Drehzahl über diese Grenzen hinaus abweicht, wird der Operation Error M01 1105 ausgelöst.

Fehleranalyse

Anwendungshinweis

Ein verheerender Zusammenstoß des Werkzeugrevolvers mit den Spannbacken oder dem Spannmittel droht, wenn beim Zerspanen unter konstanter Schnittgeschwindigkeit (G96) der Spindel-Drehzahlbereich nicht prozesssicher eingegrenzt ist. Korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl. Ohne die Aktivierung von G26 (bzw. G162 auf Mitsubishi-Steuerungen) beschleunigt die Spindel beim radialen Verfahren nach innen bis zur maximalen Grenzdrehzahl. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung. Auf Mitsubishi-Steuerungen führt eine Drehzahlabweichung zum Operation Error M01 1105, der über den Parameter #1242 Bit 2 konfiguriert wird. Dieser Fehler löst jedoch keinen automatischen NC-Stopp aus, sondern erfordert eine entsprechende Anpassung der PLC-Logik durch den Maschinenhersteller, um Vorschubachsen und Spindel stillzusetzen. Um bei Fanuc-Steuerungen ein unbemerktes Löschen der Überwachung zu verhindern, muss zudem der Systemparameter 3402 Bit 6 (CLR) auf Null gesetzt werden, da sonst nach einem Programm-Reset die Steuerung standardmäßig auf G25 zurückfällt. Bei Siemens-Steuerungen wiederum führt ein Geometrieachsenwechsel ohne Aktivierung des Parameters MD 10604 dazu, dass die über G26 gesetzten Verfahrgrenzen unbemerkt aufgehoben werden, was unmittelbar zu einer Toleranzüberschreitung und Ausschuss führt. Die Gewährleistung der Prozesssicherheit erfordert eine lückenlose Verifizierung dieser Einstellungen vor dem eigentlichen Zerspanungsprozess, ähnlich wie bei anderen Überwachungsfunktionen wie der Überwachung der gespeicherten Hubgrenzen Ein (G22).

Verwandte Befehle

• G25 (Spindelüberwachung AUS / Untere Grenze): Deaktiviert die Spindeldrehzahl-Schwankungsüberwachung auf Fanuc-Steuerungen (g25-spindle-speed-fluctuation-detection) oder definiert die untere Arbeitsfeldbegrenzung auf Siemens-Systemen (g25-lower-working-area).
• WALIMON / WALIMOF (Arbeitsfeldbegrenzung EIN/AUS): Aktiviert oder deaktiviert die durch G26 und G25 definierten oberen und unteren Arbeitsfeld- und Spindeldrehzahlbegrenzungen auf Siemens-Steuerungen.
• G163 (Spindelüberwachung AUS): Bricht die aktive Spindeldrehzahl-Schwankungsüberwachung für spezifizierte Spindeln auf Mitsubishi-Systemen ab.
• G22 (Überwachung der gespeicherten Hubgrenzen EIN): Aktiviert die Überwachung der gespeicherten Hubgrenzen (g22-stored-stroke-limit-check-on), um Achsverfahrgrenzen festzulegen.

Fazit

Die Erreichung maximaler Präzision und Prozesssicherheit verlangt eine lückenlose Verifizierung der steuerungsspezifischen Parameter vor dem Zerspanungsbeginn. Korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl. Für Fanuc-Anwender bedeutet dies die Prüfung des Parameters 3402 Bit 6, um sicherzustellen, dass G26 nach einem Reset aktiv bleibt. Siemens-Programmierer müssen die Wirksamkeit der Grenzen über WALIMON aktivieren und MD 10604 prüfen. Auf Mitsubishi-Steuerungen muss die Einbindung des Fehlercodes M01 1105 in das PLC-Sicherheitsprogramm verifiziert werden. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung, was teuren Ausschuss erzeugt.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie wird sichergestellt, dass die G26-Überwachung nach einem Programm-RESET auf einer Fanuc-Steuerung aktiv bleibt, um Maßabweichungen zu verhindern?

Die dauerhafte Aktivierung hängt vom Parameter 3402 Bit 6 (CLR) ab. Steht dieser auf 1, wird die Steuerung bei jedem Reset in den Zustand G25 (Überwachung aus) versetzt. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung. Die praktische Maßnahme ist das Setzen des Parameters 3402 Bit 6 auf 0 oder das explizite Programmieren des Befehls G26 in den ersten Sätzen jedes Hauptprogramms.

Welche Auswirkung hat die Anpassung des Parameters #1242 Bit 2 auf einer Mitsubishi-Steuerung bei der Spindelüberwachung?

Dieser Parameter bestimmt, ob die Steuerung den Operation Error M01 1105 bei einer Drehzahlüberschreitung oder -unterschreitung direkt auf dem Bildschirm anzeigt. Korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl, indem fehlerhafte Zustände sofort gemeldet werden. Die praktische Maßnahme ist die Überprüfung des Parameters #1242 Bit 2 im Parameter-Setup und die Testauslösung eines Spindelfehlers im Einrichtebetrieb, um die PLC-Reaktion zu verifizieren.

Warum führt ein Geometrieachsenwechsel auf einer Siemens-Steuerung zum Verlust der mit G26 definierten Verfahrgrenzen und wie wird dies korrigiert?

Wenn das Maschinendatum MD 10604 ($MN_WALIM_GEOAX_CHANGE_MODE) auf 0 konfiguriert is, verliert die Steuerung bei einem Achsentausch die zuvor festgelegten oberen Arbeitsfeldbegrenzungen, was unmittelbar zu einer Toleranzüberschreitung und Ausschuss führt. Die praktische Maßnahme ist das Setzen von MD 10604 auf 1 in den Inbetriebnahmedaten, um die Grenzwerte über alle Achstransformationen hinweg dauerhaft aktiv zu halten.