G34 Variable Gewindesteigung: G-Code Guide für Fanuc, Siemens & Mitsubishi

Einleitung

Ein schwerer Maschinencrash, bei dem der Werkzeughalter oder der Revolverkopf mit voller Vorschubgeschwindigkeit in das rotierende Spindelfutter rammt, ist die direkte physikalische Konsequenz eines Programmierfehlers oder eines unerwarteten Vorschubstopp-Ausfalls beim Gewindeschneiden mit variabler Steigung (G34). Da die CNC-Steuerung die Linearachsen in einer starren Echtzeitsynchronisation mit dem Spindelgeber verriegelt, ist der manuelle Vorschub-Override komplett deaktiviert und auf 100 % fixiert. Ein Druck auf die Vorschubstopp-Taste stoppt die Achse nicht sofort; der Werkzeugschlitten verfährt ungebremst weiter, bis das Ende des nächsten Nicht-Gewindeblocks erreicht ist. Wenn ein Tippfehler in den Koordinaten oder ein fehlerhafter Werkzeug-Offset den Gewindeendpunkt in den Bereich rotierender Spannbacken, einer Reitstockpinole oder eines Maschinenschraubstocks legt, kann der Bediener den Schlitten nicht rechtzeitig anhalten. Dies führt zu zersplitterten Gewindeplatten, einer dauerhaft verbogenen Hauptspindel, teurem Rohteil-Ausschuss und tagelangem Produktionsausfall durch Achsüberlastungsalarme.

Neben der unmittelbaren Kollisionsgefahr führt die Bearbeitung von variablen Steigungen bei aktiver konstanter Schnittgeschwindigkeit (G96) zu unkontrollierten Spindeldrehzahlschwankungen, sobald sich das Werkzeug radial bewegt. Die hieraus resultierende Berechnungsverzögerung zwischen Geber-Feedback und der Reaktion der Achsservos zerstört die Synchronisation vollständig. Dies führt zu gravierenden Maßabweichungen der Steigung und macht Bauteile wie Extruderschnecken oder progressive Schneckengetriebe unbrauchbar. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung. Die Deaktivierung der Schneidenradiuskorrektur (G40) und der Wechsel auf eine konstante Spindeldrehzahl (G97) sind zwingende Voraussetzungen, um die Toleranz und Prozesssicherheit bei der Fertigung zu gewährleisten. Korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl.

Technische Übersicht

Spezifikation	Details
Befehlscode	G34 (und G35 bei Siemens für nativ degressives Gewinde)
Modal-Gruppe	Gruppe 01 / Modaler Verfahrbefehl
Unterstützte Marken	Fanuc, Siemens, Mitsubishi
Kritische Parameter	Fanuc: Parameter No. 3401, No. 3453 Bit 4, No. 5130; Siemens: SD 42000, SD 42010, MD 18800; Mitsubishi: #1037, #8156, #2619
Hauptbeschränkung	Der manuelle Vorschub-Override ist auf 100 % verriegelt und der Vorschubstopp (Feed Hold) ist während des Gewindeschneidens deaktiviert. Die anfängliche Steigungsänderungsrate K muss so konfiguriert werden, dass die Steigung nicht auf einen negativen Wert sinkt. Die konstante Schnittgeschwindigkeit (G96) und die Schneidenradiuskorrektur (G40) müssen inaktiv sein.

Schnellleser

• Konstante Schnittgeschwindigkeit deaktivieren: Programmieren Sie vor dem Aufruf von G34 immer eine konstante Spindeldrehzahl (G97), um zu verhindern, dass Spindelschwankungen zu Verzögerungen führen und die Gewindesteigung beschädigen.
• Schneidenradiuskorrektur deaktivieren: Stellen Sie sicher, dass die Schneidenradiuskorrektur (G40) vor der Ausführung von G34-Blöcken ausgeschaltet ist, um Berechnungsfehler in der Werkzeugbahn zu vermeiden.
• Steigungsänderungsraten validieren: Berechnen Sie bei degressiven Gewinden die Steigungsverringerungsrate K, um sicherzustellen, dass die Steigung nicht Null oder negativ wird, bevor das Werkzeug die Endkoordinate Z erreicht.
• Format des Startwinkels konfigurieren: Formatieren Sie den Startwinkel Q auf Fanuc-Steuerungen als Ganzzahl (z. B. Q180000 für 180 Grad), da Dezimalpunkte strengstens verboten sind und sofortige Syntaxalarme auslösen.
• Referenzpunktfahrt einrichten: Führen Sie alle physischen Achsreferenzpunktfahrten durch, bevor Sie G34 auf Mitsubishi-Steuerungen aufrufen, um zu verhindern, dass der Programmfehler P484 den Zyklus abbricht.
• Einlauf- und Auslaufzonen verwalten: Programmieren Sie DITS und DITE auf Siemens-Steuerungen, um Einlauf- und Auslauf-Beschleunigungszonen dynamisch anzupassen und so Achsbeschleunigungs-Überlastungsalarme bei kurzen Gewinden zu vermeiden.

Grundlegende Konzepte

Das Gewindeschneiden mit variabler Steigung stellt eine mechanisch starre Echtzeitsynchronisation zwischen der Rotation der Werkstückspindel und den linearen Achsservomotoren her. Der Positionsgeber an der Spindel liest die tatsächliche Drehzahl der Spindel in Echtzeit aus und weist den CNC-Kern an, den axialen Vorschub dynamisch anzupassen. Diese Synchronisation koordiniert die Änderungsrate der Steigung pro Umdrehung, was für die Bearbeitung von Extruderschnecken mit progressiver Steigung, degressiven Förderschnecken und speziellen Schneckengetrieben unerlässlich ist. Aufgrund dieser starren Kopplung sind alle manuellen Vorschub-Overrides während der Gewindedurchgänge komplett deaktiviert und auf 100 % fixiert, um die Integrität der Steigung zu bewahren. Ebenso ist die Vorschubstopp-Taste (Feed Hold) während der G34-Blöcke inaktiv; wird sie gedrückt, stoppt die Achse nicht sofort, sondern verfährt weiter bis zur Endkoordinate des nächsten Nicht-Gewindeblocks.

Wenn die Gewindeendkoordinate zu nah an einem rotierenden Spindelfutter, den Spannbacken, einer Reitstockpinole oder den Backen eines Maschinenschraubstocks programmed ist, verhindert ein Tippfehler im Programm oder ein Koordinatenversatz, dass der Bediener den Schlitten rechtzeitig stoppen kann. Diese fehlende sofortige Vorschubunterbrechung kann zu einer katastrophalen mechanischen Kollision führen, bei der der Werkzeughalter oder der Revolver direkt in das rotierende Spannfutter oder die Werkstückspannmittel rammt. Dies führt zu zersplitterten Gewindeplatten, einer verbogenen Spindel und dem Auslösen eines schweren Achsüberlastungsalarms, wodurch das Rohteil als Ausschuss endet. Programmierer und Einrichter müssen sicherstellen, dass die Schneidenradiuskorrektur deaktiviert ist (G40) und eine konstante Spindeldrehzahl (G97) eingestellt wurde, bevor G34 aufgerufen wird. Wenn G96 bei kegeligen oder planen variablen Gewinden aktiv bleibt, ändert sich die Spindeldrehzahl bei radialer Bewegung des Werkzeugs. Dies verursacht Berechnungsverzögerungen, die die Steigungsgenauigkeit zerstören und zu Ausschuss führen.

Befehlsstruktur

Der G34-Befehl erfordert Koordinaten für die Endposition des Gewindes, die nominale Anfangssteigung und die Steigungsänderungsrate pro Spindelumdrehung. Bei der Ausführung eines G34-Blocks interpoliert die CNC die Bewegung, indem sie die Steigungsänderungsrate für jede Spindelumdrehung zur nominalen Steigung addiert oder von ihr subtrahiert. Wenn die Steigungsänderungsrate positiv ist, nimmt die Steigung zu (progressives Gewinde), während eine negative Rate die Steigung verringert (degressives Gewinde).

Je nach aktivem Steuerungssystem können die Koordinateneingaben absolut oder inkrementell sein. Die Steuerung interpretiert diese Adressen, um die physische Werkzeugbahn zu erzeugen. Zur Gewährleistung einer präzisen Spindelsynchronisation kann der Block auch einen Startwinkel-Offset-Parameter enthalten, was für die Bearbeitung von mehrgängigen Gewinden mit variabler Steigung entscheidend ist.

Syntax für Diagnosen und Konfigurationen:

• Fanuc (System A): G34 X(U)__ Z(W)__ F(E)__ K__ Q__ ;
• Fanuc (System B/C): G90/G91 G34 X__ Y__ Z__ F(E)__ K__ Q__ ;
• Siemens (Nativ Progressiv): G34 X... Y... Z... I... J... K... F... SF=... ;
• Siemens (Nativ Degressiv): G35 X... Y... Z... I... J... K... F... SF=... ;
• Siemens (ISO-Modus): G291 ; G34 X(U)... Z(W)... F... K... Q... ;
• Mitsubishi: G34 X(U)__ Z(W)__ F(E)__ K__ Q__ ;

Die primären Steuerungsparameter und Konfigurationen, die die Ausführung von G34 regeln, sind unten aufgeführt:

Adresse / Parameter	Markenkontext	Beschreibung
X(U), Z(W)	Fanuc / Mitsubishi / Siemens (ISO)	Endpunktkoordinaten des Gewindes. X/Z stehen für absolute Positionen, während U/W für inkrementelle Wege stehen.
X, Y, Z	Siemens (Nativ)	Endpunktkoordinaten in der nativen Siemens-Arbeitsebene.
F(E)	Fanuc / Mitsubishi / Siemens (ISO)	Anfangs-Gewindesteigung (Nennsteigung) am Beginn des Gewindeweges.
I, J, K	Siemens (Nativ)	Gewindesteigung in Richtung der X-, Y-, Z-Achse.
F	Siemens (Nativ)	Steigungsänderungsrate (Steigungsänderung pro Umdrehung) in mm/U2 oder Zoll/U2.
K	Fanuc / Mitsubishi / Siemens (ISO)	Steigungsänderungsrate (Steigungsänderungswert pro Spindelumdrehung). Ein positiver Wert vergrößert die Steigung, ein negativer Wert verringert sie.
Q	Fanuc / Mitsubishi / Siemens (ISO)	Startwinkelversatz (Verschiebungswinkel) für mehrgängige Gewinde. Fanuc erfordert ein Ganzzahlformat in Einheiten von 0,001 Grad (keine Dezimalpunkte). Mitsubishi akzeptiert 0,001 bis 360,000 Grad.
SF=	Siemens (Nativ)	Startwinkelversatz für das mehrgängige Gewindeschneiden. Akzeptiert Dezimaleingaben in Grad (0,0000 bis 359,9999).

Markenanwendungen

Fanuc

Auf Fanuc-Drehsteuerungen wird das Gewindeschneiden mit variabler Steigung unter Koordinatensystemen ausgeführt, die durch Parameter No. 3401 bestimmt werden. Programmierer müssen auch Parameter No. 3453 verwalten, um zu steuern, wie Vorschubadressen analysiert werden.

Ein typischer Fanuc-G34-Block wird wie folgt geschrieben: G34 Z-70.0 F4.0 K0.5 Q180000 ; wobei das Werkzeug ein Gewinde bis Z-70.0 schneidet, mit einer Anfangssteigung von 4,0 mm, die sich pro Umdrehung um 0,5 mm erhöht, beginnend mit einem Versatz von 180 Grad.

Kategorie	Identifikator / Parameter	Details und Beschreibung
Parameter	Parameter No. 3401 Bits 7 (GSC), 6 (GSB)	Wählt das aktive G-Code-System (A, B oder C) aus. G34 ist in allen drei Systemen verfügbar.
Parameter	Parameter No. 3402 Bit 6 (CLR)	Bestimmt, ob modale G-Codes nach dem Einschalten oder einem Reset in den gelöschten Zustand zurückgesetzt werden.
Parameter	Parameter No. 3453 Bit 4 (FRC)	Konfiguriert, ob die Vorschubgeschwindigkeit des Fasen-/Ecken-R-Abschnitts E oder ,E verwendet. Wenn auf 1 gesetzt, ist E in G34 deaktiviert, was den Alarm PS0009 auslöst.
Parameter	Parameter No. 5130	Konfiguriert den Gewinde-Auslaufwert basierend auf der Steigung (L), im Bereich von 0,1L bis 12,7L.
Alarme	Alarm PS0429	Wird während der Werkzeugrückzugs- und Wiederherstellungssequenz ausgelöst, wenn die Hauptachse für das Gewindeschneiden als Rückzugsachse angegeben ist.
Alarme	Alarm PS0050	Wird ausgelöst, wenn Eckenfasen (C) oder Eckenverrundungen (R) direkt in einem G34-Block angegeben werden.
Alarme	Alarm PS0009	Wird ausgelöst, wenn die Adresse E oder ,E in einem Gewindeblock befohlen wird, während Parameter No. 3453 Bit 4 (FRC) auf 1 gesetzt ist.
Versionsunterschiede	Parameter No. 0001 Bit 1 (FCV)	Das ältere Series 15-Programmformat ist aktiv, wenn auf 1 gesetzt, wodurch feste Zyklen umstrukturiert werden.

Warnung: Die Angabe eines Dezimalpunkts in der Startwinkel-Q-Adresse (wie Q180.0) ist auf Fanuc-Steuerungen strengstens verboten und führt zu einem sofortigen Syntaxalarm. Schreiben Sie den Wert immer als sechsstellige Ganzzahl.

Siemens

Siemens SINUMERIK-Steuerungen verarbeiten das Gewindeschneiden mit variabler Steigung über spezifische Maschinendaten-Einstellungen. Die Aktivierung des externen Sprachparsers wird im Maschinendatum MD 18800 konfiguriert.

Im nativen Siemens-Modus wird das progressive variable Gewindeschneiden wie folgt programmiert: G34 Z-100.0 K5.0 F0.25 SF=180.0 ; wobei die Steigungsänderungsrate in mm/U² unter der Adresse F angegeben wird und der Startwinkel SF= verwendet.

Kategorie	Identifikator / Parameter	Details und Beschreibung
Parameter	SD 42000 $SD_THREAD_START_ANGLE	Standardmäßiger Startwinkelversatz, wenn SF= oder Q im G34-Block weggelassen wird. Der Bereich liegt zwischen 0,0000 und 359,999 Grad.
Parameter	SD 42010 $SD_THREAD_RAMP_DISP	Speichert die durch DITS und DITE angegebenen Einlauf- und Auslaufwegwerte zur Steuerung der Längen von Beschleunigungs- und Bremsrampen.
Parameter	MD 18800 $MN_MM_EXTERN_LANGUAGE	Muss auf 1 gesetzt sein, um den externen ISO Dialect-Interpreter zu aktivieren (erforderlich für ISO G34).
Parameter	MD 20154 $MC_EXTERN_GCODE_RESET_VALUES	Kanalspezifische Maschinendaten, die G-Code-Gruppenstandards beim Betrieb in einer externen Sprache definieren.
Alarme	Alarm 14800	Wird während einer G34/G35-Sequenz ausgelöst, wenn die Bahngeschwindigkeit Null ist (z. B. F0 aktiv) und die Funktion „Festvorschübe“ deaktiviert ist.
Alarme	Alarm 61800	Wird ausgelöst, wenn G34 im ISO-Dialektmodus aufgerufen wird, aber der Maschinendaten-Optionsparameter MD 18800 nicht aktiviert ist.
Alarme	Alarm 61001	Wird innerhalb von übergeordneten Gewindezyklen ausgelöst, wenn die Gewindesteigung oder die Parameter für die Steigungsänderung widersprüchliche oder ungültige Werte enthalten.
Versionsunterschiede	SINUMERIK 840D sl vs. 802D sl	Die 840D sl unterstützt das Mehrkantschneiden der Gruppe 20 (G51.2 / G50.2) und die High-Level-Softwareoption „Kollisionsvermeidung“, während die 802D sl dies nicht tut.

Warnung: Stellen Sie sicher, dass vor oder innerhalb des Gewindeblocks ein gültiger Vorschub definiert ist. Wenn G34/G35 mit einer Bahngeschwindigkeit von Null ausgeführt wird, stoppt die Steuerung mit dem Alarm 14800.

Mitsubishi

Mitsubishi-Systeme regeln das Verhalten beim Gewindeschneiden mit variabler Steigung über Parametereinstellungen. Die Auswahl des Befehlstyps wird durch Parameter #1037 bestimmt.

Ein Mitsubishi-G34-Befehl wird wie folgt geschrieben: G34 Z-70.0 F4.0 K0.5 Q180.000 ; wobei der Startversatzwinkel Q als Dezimalwert in Grad programmiert wird.

Kategorie	Identifikator / Parameter	Details und Beschreibung
Parameter	Parameter #1037 cmdtyp	G-Code-Listenauswahl (steuert den aktiven G-Code-Systemtyp).
Parameter	Parameter #8156 Feingewinde E	Konfiguriert die Interpretation der Adresse E: 1 für hochpräzise dezimale Gewindesteigung; 0 für Gewindegänge pro Zoll.
Parameter	Parameter #1260 set32/bit4	Spindelsynchronisationsmodus: 0 für den Start des Schneidens erst nach dem Nullpunkt der Spindel-Z-Phase; 1 für den sofortigen Start des Schneidens.
Parameter	Parameter #2619 thr_clamp	Vorschubbegrenzung für das Gewindeschneiden, die den maximal zulässigen Achsvorschub während des Gewindeschneidens definiert.
Parameter	Parameter #2620 thr_t	Konfiguriert die Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstante, die speziell auf Gewindeschneidblöcke angewendet wird.
Parameter	Parameter #2010 fwd_g	Einstellung der Vorsteuerungsverstärkung für das Gewindeschneiden.
Alarme	Betriebsfehler (M01 0107)	Wird ausgelöst, wenn der berechnete Gewindevorschub zu Beginn von G34 die maximale Vorschubbegrenzung des Parameters #2619 überschreitet.
Alarme	Betriebsfehler (M01 1113)	Wird ausgelöst, wenn die konstante Schnittgeschwindigkeit (G96) auf der Gewindespindel aktiv ist oder während des G34-Gewindeschneidens von einem anderen Teilsystem ausgegeben wird.
Alarme	Programmfehler (P128)	Wird ausgelöst, wenn die Bearbeitungsbedingungsauswahl (G120.1 oder G121) ausgeführt wird, während der G34-Modalzustand aktiv ist.
Alarme	Programmfehler (P35)	Wird ausgelöst, wenn für den Gewindeschneidstartwinkel Q ein Wert von über 360.000 programmiert wird.
Versionsunterschiede	M80V-Steuerungen des Typs B	Lösen den dedizierten Programmfehler P260 (für G10 K) oder P39 (für G10 I_J) aus, wenn Parameterüberschreibungen versucht werden, während der G34-Modalzustand aktiv ist.
Versionsunterschiede	Dreh-/Drehmaschinensteuerungen	Die Ausführung eines Rückwärtslaufs für G34 ist streng blockiert (in den Systemvariablen als „x *3“ gekennzeichnet), im Gegensatz zum standardmäßigen G33-Gewindeschneiden.
Versionsunterschiede	C80-Serie	G26 ist dem Makro für die Bearbeitungsunterbrechung (Gewindebohrrückzug und Werkzeugwiederherstellung) zugeordnet, während ältere Serien dies als Spindeldrehzahl-Schwankungserkennung verarbeiten.

Warnung: Der Versuch, die Bearbeitungsbedingungsparameter mit G120.1 oder G121 bei einem aktiven G34-Modalzustand zu ändern, führt zum Programmfehler P128, was den Maschinenzyklus sofort stoppt.

Markenvergleich

Technisches Thema	Fanuc	Siemens	Mitsubishi
Vorzeichen der Steigungsänderung (K oder F)	K (positiv = Zunahme, negativ = Abnahme)	F im nativen Siemens-Modus (progressiv G34, degressiv G35). K im ISO-Modus (G34).	K (positiv = Zunahme, negativ = Abnahme).
Dezimaleingabe für mehrgängigen Winkel	Strengstens verboten (Adresse Q als Ganzzahl, z. B. Q180000)	Nativ erlaubt über Adresse SF= (z. B. SF=180.0)	Nativ erlaubt über Adresse Q (z. B. Q180.000)
Umschaltung der Bemaßungsart	Koordinatenadressen (X/Z vs. U/W im G-Code-System A)	Modale G90/G91-Blöcke	Modale G90/G91-Blöcke
Beschleunigungsrampen für Ein-/Auslauf	Festgelegt in CNC-/PLC-Parametern (Parameter No. 1626, No. 1627)	Programmierbare Überschreibungen der Einstellungsdaten (DITS/DITE schreibt in SD 42010)	Festgelegt in CNC-Parametern (Parameter #2620, #2010)
Block-zu-Block-Übergänge	Erzwingen starre Grenzen nicht-modaler G-Codes (kann zu Stopps führen)	Weiche Bahnanbindung über den Bahnsteuerbetrieb (G64)	Erzwingen starre Grenzen nicht-modaler G-Codes (kann zu Stopps führen)
Manueller Achseingriff	Eingeschränkt/blockiert während des Gewindeschneidens	Eingeschränkt/blockiert während des Gewindeschneidens	Erlaubt über eine spezielle automatische Handradunterbrechung (Handrad-Joggen)

Technische Analyse

Die grundlegenden Unterschiede beim Gewindeschneiden mit variabler Steigung zwischen Fanuc, Siemens und Mitsubishi konzentrieren sich auf Syntax, Programmierflexibilität, Übergangsverhalten und Echtzeit-Bedienerkontrolle. Auf Fanuc-Drehzentren werden absolute oder inkrementelle Bewegungen streng durch die programmierten Koordinatenbuchstaben (X/Z vs. U/W) unter dem G-Code-System A bestimmt, anstatt auf modale G90/G91-Blöcke zu setzen, die bei den Koordinatenlisten von Siemens und Mitsubishi Standard sind. Fanuc erzwingt zudem ein striktes Dezimalpunktverbot für die Startwinkel-Verschiebungsadresse Q (erforderlich ist Q180000 statt Q180.0). Dies ist eine Formatprüfung, die Fanuc-Steuerungen sofort stoppt, aber auf Siemens- und Mitsubishi-Systemen nativ akzeptiert wird. Fanuc verfügt über eine sehr starre Werkzeugrückzugsprüfung, bei der die Angabe der Hauptgewindeachse als Rückzugsachse dazu führt, dass der Rückzug nicht ausgeführt wird. Dies löst nach Beendigung des Gewindeblocks den Alarm PS0429 aus und stoppt das Werkzeug abrupt.

Siemens hingegen steuert G34 und das allgemeine Gewindeschneiden über Einstelldaten-Parameter (wie SD 42010) und Hintergrund-Zyklusmakros (wie cycle328.spf im ISO-Modus), die Beschleunigungs- und Rückzugsprofile dynamisch in der Software verwalten. Siemens nutzt ein einzigartiges zweisprachiges Modell mit doppelter Syntax, um progressive und degressive Gewinde zu trennen. Im nativen Siemens-Modus wird das progressive variable Gewindeschneiden explizit mit G34 und das degressive mit G35 befohlen, wobei die Steigungsänderungsrate unter der Adresse F (ausgedrückt in mm/U²) und der Startwinkel unter SF= programmiert werden. Beim Umschalten in den ISO-Dialektmodus (G291) wird G34 jedoch sowohl für progressive als auch für degressive Gewinde verwendet, wobei die Steigungsänderung pro Umdrehung unter der Adresse K und der Startwinkel unter Q programmiert werden. Siemens unterstützt die fortschrittliche kontinuierliche Bahnanbindung (G64) über Gewindeübergänge hinweg. Durch das Programmieren aufeinanderfolgender G33- und G34/G35-Blöcke im Continuous-Path-Modus G64 nutzt der Siemens-Bewegungskernel seinen fortschrittlichen Vorlesepuffer und die Look-Ahead-Geschwindigkeitsregelung, um die Blöcke harmonisch zu verbinden. Dies passt die Übergangsgeschwindigkeiten so an, dass plötzliche Geschwindigkeitssprünge oder Verzögerungspausen an den Blockübergängen vollständig vermieden werden, während Fanuc- und Mitsubishi-Steuerungen starre Grenzen nicht-modaler G-Codes erzwingen, die die Achse am Übergang anhalten können.

Siemens ermöglicht zudem die direkte programmgesteuerte Steuerung von Einlauf- und Auslaufwegen innerhalb des Teileprogramms über DITS und DITE. Diese Befehle schreiben direkt in die Einstellungsdaten SD 42010 $SD_THREAD_RAMP_DISP, was es Programmierern erlaubt, die Längen der Beschleunigungs- und Bremsrampen dynamisch anzupassen, um Achsbeschleunigungs-Überlastungsalarme bei kurzen Werkstücken zu verhindern. Dies ist eine Funktion, die bei Fanuc- und Mitsubishi-Steuerungen ausschließlich über herstellergesperrte PLC-Parameter gesteuert wird. Auf der anderen Seite bietet Mitsubishi eine einzigartige Echtzeit-Flexibilität durch die Integration einer speziellen automatischen Handradunterbrechung, die auch während der Gewindeschneidblöcke aktiv bleibt. Dies ermöglicht es Bedienern, die Achsbewegung während der Ausführung manuell über das Handrad zu übersteuern. Ein solcher manueller Eingriff in Echtzeit ist auf Fanuc- und Siemens-Steuerungen während starrer G34/G33-Gewindedurchgänge gesperrt oder komplett blockiert, um eine Steigungsbeschädigung zu verhindern. Mitsubishi nutzt zudem einen parameterkonfigurierbaren E-Adressen-Selektor (#8156 Feingewinde E), um den E-Befehl dynamisch zwischen einer hochpräzisen dezimalen Gewindesteigung (bis zu sechs Dezimalstellen) und einem Wert für Gewindegänge pro Zoll (Gänge/Zoll) umzuschalten. Bei Fanuc sind präzise Steigungsformate starr vordefiniert. Mitsubishi erzwingt außerdem strenge Einschränkungen auf Programmebene, die spezifische Programmfehler (wie P128) ausgeben, wenn eine Bearbeitungsbedingungsauswahl (G120.1 oder G121) aufgerufen wird, während der modale Zustand für das G34-Gewindeschneiden mit variabler Steigung active ist, während Fanuc und Siemens keine nativen Bearbeitungsbedingungs-Auswahlzyklen besitzen, die direkt mit ihren Bewegungskernen verknüpft sind.

Programmbeispiele

Fanuc G34 Gewindebeispiel

; Fanuc G34 Gewindebeispiel mit variabler Steigung
G97 S400 M03 ; Stabilisiert die Spindeldrehzahl bei 400 U/min und deaktiviert die konstante Schnittgeschwindigkeit
G00 X45.0 Z5.0 ; Positioniert den Werkzeugrevolver im Eilgang am Gewindestartpunkt
G34 Z-70.0 F4.0 K0.5 ; Gewindeschneiden mit variabler Steigung bis absolut Z-70.0, Anfangssteigung 4.0 mm, Steigungszunahme um 0.5 mm/U

Ablauf im Trockenlauf (dry run):

1. Der Werkzeugrevolver positioniert sich im Eilgang auf X45.0 Z5.0, während sich die Spindel mit 400 U/min dreht (G97 deaktiviert CSS).
2. Spindelrotation und Z-Achsen-Bewegung sind synchronisiert. Das Werkzeug bewegt sich in Richtung Z-70.0.
3. Bei der ersten Spindelumdrehung beträgt die Steigung 4,0 mm.
4. Bei jeder folgenden Umdrehung erhöht sich die Steigung durch K0.5 um 0,5 mm (z. B. auf 4,5 mm, 5,0 mm, 5,5 mm).
5. Das Werkzeug erreicht Z-70.0, und die Synchronisation wird bis zum Ende des Blocks aufrechterhalten. Der Vorschubstopp ist während dieser Bewegung deaktiviert.

Siemens G34 ISO-Modus-Beispiel

; Siemens G34 Gewindebeispiel mit variabler Steigung (ISO-Modus)
G291 ; Schaltet den Interpreter-Parser in den ISO-Dialektmodus
G97 S400 M03 ; Deaktiviert die konstante Schnittgeschwindigkeit und fixiert die Spindeldrehzahl
G00 X45.0 Z5.0 ; Positioniert auf den Startpunkt
G34 Z-100.0 F5.0 K0.25 ; Progressives Gewinde mit variabler Steigung bis Z-100.0, Anfangssteigung 5 mm, Steigungsänderung von 0.25 mm/U
G290 ; Schaltet zurück in den nativen Siemens-Modus

Ablauf im Trockenlauf:

1. G291 aktiviert den externen ISO-Dialekt-Interpreter, um den Standard-G-Code zu analysieren.
2. Die Spindeldrehzahl wird bei 400 U/min stabilisiert (G97), um radiale Berechnungsverzögerungen zu eliminieren.
3. Das Werkzeug wird auf die Startkoordinate X45.0 Z5.0 positioniert.
4. Beim Aufruf von G34 synchronisiert der Spindelgeber den Verfahrweg der Z-Achse.
5. Die Z-Achse verfährt von Z5.0 nach Z-100.0, beginnend mit einer Steigung von 5,0 mm.
6. Bei jeder Spindelumdrehung erhöht sich die Steigung um 0,25 mm (spezifiziert durch K0.25).
7. Die Z-Achse erreicht Z-100.0, und der Interpreter kehrt über G290 in den nativen Siemens-Modus zurück.

Mitsubishi G34 Gewindebeispiel

; Mitsubishi G34 Gewindebeispiel mit variabler Steigung
G97 S500 M03 ; Stabilisiert die Spindeldrehzahl bei 500 U/min und deaktiviert die konstante Schnittgeschwindigkeit
G00 X45.0 Z5.0 T0101 ; Positioniert den Werkzeugrevolver im Eilgang am Startpunkt des Gewindes
G34 Z-70.0 F4.0 K0.5 ; Progressives Gewinde mit variabler Steigung bis absolut Z-70.0, Anfangssteigung 4.0 mm, Steigungszunahme um 0.5 mm/U

Ablauf im Trockenlauf:

1. Die Spindeldrehzahl wird unter G97 auf 500 U/min eingestellt, um dynamische Vorschubfehler zu vermeiden.
2. Der Revolver fährt auf die Startkoordinaten X45.0 Z5.0 mit aktivem Werkzeug-Offset 1 (T0101).
3. G34 leitet die Spindelsynchronisation ein.
4. Das Werkzeug verfährt entlang der Z-Achse in Richtung Z-70.0.
5. Die Anfangssteigung beträgt 4,0 mm (F4.0) und erhöht sich pro Spindelumdrehung um 0,5 mm (K0.5).
6. Der manuelle Achseingriff über das Handrad ist aktiv, wenn die Handradunterbrechung (Handle Interrupt) aktiviert ist, was dem Bediener Anpassungen während des Gewindezyklus ermöglicht.

Fehleranalyse

Marke	Alarmcode	Auslösebedingung	Bediener-Symptom	Ursache & Behebung
Fanuc	Alarm PS0429	Hauptgewindeachse während des G10.6-Rückzugs als Rückzugsachse angegeben.	Die CNC stoppt mit einem Alarm und das Werkzeug hält abrupt im Gewinde an, was potenziell zu Ausschuss führt.	Ändern Sie die Rückzugsachse oder konfigurieren Sie die G10.6-Parameter korrekt, um Achsenkonflikte zu vermeiden.
Fanuc	Alarm PS0050	Eckenfase (C) oder Eckenverrundung (R) direkt in einem G34-Block angegeben.	Das Programm stoppt sofort, bevor der Block ausgeführt wird.	Entfernen Sie C- oder R-Koordinaten aus dem G34-Block und programmieren Sie Fasen in separaten Blöcken.
Fanuc	Alarm PS0009	Adresse E oder ,E im Gewindeblock befohlen, während Parameter No. 3453 Bit 4 (FRC) auf 1 gesetzt ist.	Die Steuerung lehnt den Vorschubbefehl ab und stoppt die Ausführung.	Deaktivieren Sie den FRC-Parameter (Parameter No. 3453 Bit 4) oder verwenden Sie den Standard-F-Befehl für die Steigungseingabe.
Siemens	Alarm 14800	Bahngeschwindigkeit ergibt Null (z. B. F0 aktiv) während G34/G35, wenn Festvorschübe deaktiviert sind.	Die Z-Achse bewegt sich nicht und das Programm erzeugt einen Verfahrstopp.	Definieren Sie einen gültigen Vorschubwert vor oder innerhalb des variablen Gewindeblocks.
Siemens	Alarm 61800	G34 wird im ISO-Dialektmodus (G291) aufgerufen, aber der Optionsparameter MD 18800 ist nicht aktiviert.	Das System bricht ab und meldet einen Interpreter-Sprachfehler.	Stellen Sie sicher, dass das Maschinendatum MD 18800 auf 1 gesetzt ist, um die externe Sprachanalyse zu aktivieren.
Siemens	Alarm 61001	Gewindesteigung oder Steigungsänderungsraten-Parameter enthalten widersprüchliche oder ungültige Werte.	Hochwertige Zyklen brechen mit einer Steigungsparameter-Abweichung ab.	Überprüfen Sie die Zyklusparameter und Steigungsdefinitionen, um konsistente Werte sicherzustellen.
Mitsubishi	Betriebsfehler (M01 0107)	Berechneter Gewindevorschub zu Beginn von G34 überschreitet die Achsvorschubbegrenzung.	Die Maschine stoppt vor dem Beginn des Schnitts, was die Achsbewegung verhindert.	Reduzieren Sie die Spindeldrehzahl, verringern Sie die Steigungsänderungsrate K oder erhöhen Sie die Vorschubbegrenzung in Parameter #2619.
Mitsubishi	Betriebsfehler (M01 1113)	Konstante Schnittgeschwindigkeit (G96) auf der Spindel während des G34-Gewindeschneidens aktiv.	Die Spindeldrehzahl ändert sich während der radialen Bewegung, die Berechnung verzögert sich und die CNC bricht ab.	Fügen Sie G97 vor G34 ein, um die Spindeldrehzahl auf einen konstanten Wert zu fixieren.
Mitsubishi	Programmfehler (P128)	G120.1 oder G121 Bearbeitungsbedingungsauswahl ausgeführt, während der G34-Modalzustand aktiv ist.	Die Programmausführung stoppt sofort beim unzulässigen Bedingungsblock.	Deaktivieren Sie den modalen G34-Zustand, bevor Sie versuchen, Bearbeitungsbedingungsparameter umzuschalten.
Mitsubishi	Programmfehler (P35)	Gewindestartwinkel Q ist mit einem Wert über 360.000 programmiert.	Das Programm schlägt bei der Validierung fehl und stoppt.	Halten Sie die Startwinkel-Q-Adresse im Bereich von 0,001 bis 360,000 Grad.

Anwendungshinweis

Ein teurer Werkzeugbruch und die Zerstörung einer hochpräzisen Extruderschnecke sind die unmittelbaren Folgen, wenn der Bediener versucht, den Revolver bei einer G34-Unterbrechung auf Mitsubishi-Steuerungen manuell zurückzufahren. Da G34 einen willkürlichen manuellen Rückwärtslauf (Systemvariable 'x *3') im Gegensatz zum G33-Gewindeschneiden blockiert, führt jedes unüberlegte Freifahren ohne vorheriges radiales Zurückziehen dazu, dass die Werkzeugspitze durch die Flanken gezogen wird. Ebenso führt ein falsches Koordinatensystem unter Parameter No. 3401 oder ein aktiver FRC-Vorschubparameter (Parameter No. 3453 Bit 4) auf Fanuc-Steuerungen dazu, dass die Adresse E blockiert wird und das Programm mit Alarm PS0009 abbricht. Bei Siemens-Steuerungen wiederum führt das Fehlen eines nominalen Vorschubwerts vor einem G34/G35-Block zum sofortigen Stopp mit Alarm 14800, was zu extremen Rattermarken auf der Gewindeoberfläche führt. 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.

Verwandte Befehle

• G32 Gewindeschneiden mit konstanter Steigung (Drehen): G32 ist der Standardbefehl für das Gewindeschneiden mit konstanter Steigung im G-Code-System A und dient als Basislinie mit konstanter Steigung für das variable G34.
• G33 Gewindeschneiden mit konstanter Steigung (Fräsen): G33 führt Gewindeschnitte mit konstanter Steigung beim Fräsen und auf Drehmaschinen (System B/C) aus und muss vor der Ausführung von Befehlen mit variabler Steigung deaktiviert werden.
• G31 Sprungfunktion (Messen): G31 wird für Messtastermessungen und Werkzeugeinstellungs-Kalibrierungen verwendet, um die vor dem Gewindeschneiden erforderlichen präzisen Koordinatenbezüge herzustellen.
• G96 / G97 (Konstante Schnittgeschwindigkeit AN/AUS): Die konstante Schnittgeschwindigkeit (G96) muss deaktiviert und die konstante Drehzahl (G97) aktiviert werden, bevor G34 ausgeführt wird, um Spindeldrehzahlschwankungen zu vermeiden, die die Steigungssynchronisation beschädigen.
• G290 / G291 (Interpreter-Umschaltung bei Siemens): G291 aktiviert den externen ISO-Dialekt-Interpreter, wodurch Siemens-Systeme die standardmäßige Fanuc-G34-Syntax anstelle nativer Siemens-Befehle ausführen können.

Fazit

Die sichere Fertigung von Gewinden mit variabler Steigung erfordert die lückenlose Verifizierung aller steuerungsspezifischen Geometrie- und Maschinenparameter vor dem ersten Span. Die Deaktivierung der konstanten Schnittgeschwindigkeit (G96) und die Aufhebung der Schneidenradiuskorrektur (G40) müssen feste Bestandteile jedes Rüstprotokolls sein, um Steigungsabweichungen durch Geberverzögerungen auszuschließen. Zur Absicherung der Z-Achsen-Endpunkte empfiehlt sich die Durchführung eines Trockenlaufs mit einem Z-Achsen-Offset im freien Arbeitsraum der Maschine. Nur durch diese prozessbegleitende Qualitätskontrolle lassen sich folgenschwere Kollisionen mit Spannmitteln verhindern und die Toleranzvorgaben zuverlässig einhalten.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie lässt sich eine Steuerungsüberlastung durch extrem hohe Vorschübe bei progressiven G34-Gewinden verhindern?

Bei stark progressiven Gewinden wächst der Vorschub pro Umdrehung mit jedem Spindeldurchgang rasant an, was die maximale Vorschubgeschwindigkeit der Achse überschreiten und zum sofortigen Stillstand der Maschine führen kann. Durch Verringerung der Spindeldrehzahl vor dem Gewindezyklus sinkt die effektive Bahngeschwindigkeit bei gleichbleibender Steigungsänderung K. Reduzieren Sie die Spindeldrehzahl (G97 S...) im NC-Programm, um die maximale Achsdynamik nicht zu überschreiten.

Warum kommt es trotz korrekter Z-Endkoordinate zu Gewindeschäden am Auslauf eines degressiven Gewindes?

Wenn die Steigungsänderungsrate K bei degressiven Gewinden zu hoch gewählt ist, kann der berechnete Steigungswert noch vor dem Erreichen der Z-Endkoordinate auf Null oder einen negativen Wert sinken, wodurch die Achse abrupt stoppt oder sich die Schnittrichtung umkehrt. Berechnen Sie vor dem Programmstart die minimal zulässige Steigung anhand der Gesamtlänge und des K-Werts. Passen Sie den K-Wert oder die Gewindelänge so an, dass die Endsteigung stets positiv und über der minimalen Werkzeugschneidenbreite bleibt.

Wie wird der Startpunktversatz für mehrgängige G34-Gewinde auf Fanuc-Steuerungen ohne Alarm programmiert?

Fanuc-Steuerungen verbieten die Eingabe von Dezimalpunkten bei der Q-Adresse für den Startwinkel und brechen das Programm bei Nichteinhaltung sofort ab. Der Winkel muss als sechsstelliger Ganzzahlwert eingegeben werden, bei dem 1000 Einheiten 1 Grad entsprechen (z.B. Q180000 für 180 Grad). Programmieren Sie den Startwinkel Q stets als ganzzahligen Wert ohne Dezimalpunkt im G34-Block.