CNC G51 Koordinatenskalierung: Leitfaden für Programmierer

Einleitung

Das ungebremste Eintauchen einer Frässpindel mit Eilganggeschwindigkeit in eine auf dem Maschinentisch montierte Spannpratze gehört zu den kostspieligsten Schäden in der CNC-Fertigung. Bei der Verwendung der modalen Koordinatenskalierung G51 kann eine unvollständige Aufhebung des Skalierungsfaktors oder ein unbemerkter Programmabbruch dazu führen, dass die Steuerung die Sicherheitsabstände verschiebt. Statt des reduzierten Werkzeugwegs fährt die Achse auf der unskalierten Kontur, wodurch das Fräswerkzeug ungebremst in eine Spannbacke oder das Spannfutter rammt. Dieser harte Aufprall zerstört nicht nur die Schneidplatte, sondern beschädigt auch die Spindelgeometrie und erzeugt sofort teuren Ausschuss. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung.

Um solche gravierenden Maßabweichungen und mechanischen Kollisionen zu verhindern, müssen CNC-Programmierer die systemspezifischen Parameter und Interlocks präzise beherrschen. Die Koordinatenskalierung ermöglicht die Skalierung von Bauteilgeometrien direkt über den G-code, ohne dass Anpassungen im CAM-System erforderlich sind. Eine korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl und gewährleistet maximale Prozesssicherheit.

Technische Übersicht

Merkmal	Spezifikation
Befehlscodes	G51 / G50 (Fanuc, Mitsubishi, Siemens ISO Dialect); SCALE / ASCALE (Siemens native)
Modale Gruppe / Modalität	Gruppe 11 modal (Fanuc, Mitsubishi); Gruppe 18 modal (Siemens ISO Dialect); Gruppe 3 Frame (Siemens native)
Unterstützte Marken	Fanuc, Siemens, Mitsubishi
Kritische Parameter	Parameter No. 5008 Bit 4 (Fanuc MCR); MD 22914 (Siemens AXES_SCALE_ENABLE); Parameter #8072 (Mitsubishi SCALING P)
Hauptbeschränkung	Der programmierte feedrate F wird nicht automatisch skaliert. Die aktive Schneidenradiuskorrektur muss vor der Skalierung deaktiviert (G40) werden. Kreisförmige Bewegungen erfordern die Skalierung beider Ebenenachsen.

Schnellleser

Programmieren Sie Koordinatenskalierungsbefehle immer in einem separaten, unabhängigen Block, um Parser-Fehler zu vermeiden.
Heben Sie die Skalierung mit G50 (oder einem bloßen SCALE-Befehl im Siemens-Native-Modus) an den exakten Ausgangskoordinaten auf, um Koordinatendrift zu verhindern.
Deaktivieren Sie die Schneidenradiuskorrektur mit G40 vor dem Initiieren der Koordinatenskalierung, um korrekte Vektor-Offset-Berechnungen zu gewährleisten.
Teilen Sie den programmierten feedrate F manuell durch den aktiven Skalierungsfaktor, um die Schnittgeschwindigkeit beizubehalten und das Werkzeug zu schützen.
Skalieren Sie beide Achsen der aktiven Ebene bei der Ausführung einer Kreisinterpolation (G02 oder G03), um Achsenebenen-Mismatch-Alarme zu vermeiden.
Richten Sie Sicherheits-Arbeitsbereichsbegrenzungen ein und verifizieren Sie, dass die Sicherheitsabstände größer als das Doppelte des Werkzeugschneidenradius sind.

Grundlegende Konzepte

Die Implementierung der Skalierungsfunktion G51 auf Fanuc-Bearbeitungszentren verschiebt Werkzeugbahn-Koordinatenpunkte mathematisch relativ zu einem spezifizierten Drehzentrum, sodass Programmierer Werkstückformen vergrößern oder verkleinern können, ohne die einzelnen Koordinatenpunkte neu zu schreiben. Dies ist äußerst vorteilhaft für die Bearbeitung ähnlicher Geometrien, das Hinzufügen von Formschrumpfungsaufmaßen oder das Ausführen von Einheitenumrechnungen. Programmierer und Bediener müssen jedoch beachten, dass der programmierte feedrate F nicht automatisch skaliert wird. Wenn eine Werkstückkontur auf das Doppelte ihrer ursprünglichen Größe skaliert wird, verdoppelt sich der physische Bearbeitungsweg. Um eine konstante Schnittgeschwindigkeit an der Werkzeugspitze aufrechtzuerhalten und die Werkzeugstandzeit zu schützen, muss der Programmierer den feedrate manuell neu berechnen, indem er den ursprünglichen feedrate durch den aktiven Skalierungsfaktor teilt. Wird diese feedrate-Anpassung nicht durchgeführt, kann dies die Achse mit übermäßiger Geschwindigkeit antreiben, was die Schneidplatte zertrümmert, Überlastungs-Alarmcodes auslöst und das Werkstück in ein unbrauchbares scrap part verwandelt.

Die Aktivierung der Koordinatenskalierung auf Siemens-Steuerungen passt Werkzeugbahnbewegungen mathematisch relativ zu einem spezifizierten Drehzentrum an, wodurch Programmierer Werkstückabmessungen ohne Änderung einzelner G-code-Koordinaten leicht modifizieren können. Der praktische Programmiereffekt besteht darin, dass der Werkzeugmittelpunktpfad basierend auf dem aktiven Skalierungsfaktor vergrößert oder verkleinert wird. Dies ist besonders nützlich bei der Bearbeitung ähnlicher geometrischer Formen, dem Hinzufügen von Formschrumpfungsaufmaßen oder dem Ausführen von Einheitenumrechnungen. Programmierer müssen beachten, dass die Skalierung ausschließlich auf die Verfahrbefehle der Geometrieachsen angewendet wird. Technologische Parameter wie der feedrate F und die spindle-Drehzahl S bleiben unverändert und müssen bei Bedarf manuell angepasst werden, um konstante Oberflächengüten zu gewährleisten und die Werkzeugstandzeit zu schützen.

Die Aktivierung der Koordinatenskalierung G51 auf einem Mitsubishi-Bearbeitungszentrum passt die Koordinaten der bewegten Achsen mathematisch relativ zu einem spezifizierten Skalierungszentrum an, sodass Programmierer Werkstückabmessungen ohne Änderung der Basiskoordinatenpunkte leicht modifizieren können. Der praktische Programmiereffekt besteht darin, dass der Werkzeugmittelpunktpfad basierend auf dem aktiven Skalierungsfaktor vergrößert oder verkleinert wird. Dies ist besonders nützlich bei der Bearbeitung ähnlicher geometrischer Formen, dem Hinzufügen von Formschrumpfungsaufmaßen oder dem Ausführen von Einheitenumrechnungen. Programmierer müssen beachten, dass die Skalierung ausschließlich auf die Verfahrbefehle der Geometrieachsen angewendet wird. Schneidenradiuskorrektur-, Werkzeugpositionskorrektur- und Werkzeuglängenkorrekturwerte selbst werden nicht skaliert; stattdessen werden sie neu berechnet und direkt auf die mathematisch skalierten Werkzeugbahnkoordinaten angewendet. Die Skalierung gilt ausschließlich für automatisierte Verfahrbefehle im Automatikbetrieb und bleibt im manuellen Handradbetrieb völlig unwirksam.

Befehlsstruktur

Programmierer müssen Koordinatenskalierungsblöcke mit spezifischen Adressstrukturen aufbauen, je nachdem, ob ein gemeinsamer Skalierungsfaktor auf alle Achsen angewendet wird oder achsspezifische Faktoren verwendet werden. Der G51-Block muss als unabhängiger Befehl programmiert werden, der den NC-Compiler auf Koordinatentransformationen vorbereitet, bevor Verfahrbefehle ausgeführt werden.

In Standard-ISO-Programmiersystemen erfordert der Befehl die Definition der absoluten Koordinaten des Skalierungszentrums zusammen mit dem Skalierungsmultiplikator. Für Mehrachsanwendungen, bei denen eine asymmetrische Verformung erforderlich ist, können separate axiale Skalierungsfaktoren spezifiziert werden. Es ist wichtig sicherzustellen, dass in einem einzelnen Textabschnitt nicht mehr als zwei Parameternummern oder Befehlsadressen besprochen werden, um die strukturelle Klarheit zu wahren.

Die Standard-Syntaxstruktur über die verschiedenen Plattformen hinweg ist unten definiert:

Fanuc:
G51 I_ J_ K_ P_ ; (wobei I, J, K das absolute Skalierungszentrum spezifizieren und P den Koordinatenskalierungsfaktor angibt)
Siemens Native:
SCALE X_ Y_ Z_ ; (Absolute axiale Skalierungsfaktoren) oder ASCALE X_ Y_ Z_ ; (Additive axiale Skalierungsfaktoren)
Siemens / Mitsubishi ISO Dialect:
G51 X_ Y_ Z_ P_ ; (Gemeinsamer Faktor P um die Koordinaten des Skalierungszentrums) oder G51 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ ; (Achsspezifische Skalierungsfaktoren)

Adresse / Parameter	Beschreibung
X, Y, Z	Koordinaten des Skalierungszentrums (im absoluten oder inkrementellen Modus in Abhängigkeit von G90/G91).
I, J, K	Koordinaten des Skalierungszentrums bei Fanuc; unabhängige axiale Skalierungsfaktoren bei Siemens und Mitsubishi.
P	Gemeinsamer Skalierungsfaktor-Multiplikator, der auf alle Basisachsen angewendet wird.

Markenanwendungen

Fanuc

Die Implementierung der Koordinatenskalierung auf Fanuc-Bearbeitungszentren erfordert die Konfiguration des Systemauflösungsparameters, um das kleinste programmierbare Inkrement des Skalierungsfaktors voreinzustellen. Darüber hinaus wird Parameter No. 5008 Bit 4 (MCR) zur Verwaltung von MDI-Operationen verwendet, und Parameter No. 0001 Bit 1 (FCV) regelt die Legacy-Formatierung der Series 15.

Die G-code-Standardprogrammiersyntax verwendet absolute Koordinaten für das Skalierungszentrum (I, J, K) und den Skalierungsfaktor-Multiplikator (P), programmiert in einem unabhängigen Block.

Systemauflösungsparameter: Stellt das kleinste programmierbare Inkrement des Skalierungsfaktors (0.001 oder 0.00001) vor.
Parameter No. 0001 Bit 1 (FCV): Legacy-Programmformatmodus der Series 15. Wenn dieser auf 1 gesetzt ist, wird die Formatierung des Mehrfach-Repetierzyklus geändert.
Parameter No. 5008 Bit 4 (MCR): Verhindert Werkzeugkorrekturen und Skalierungsvorgänge im MDI-Modus, wenn er auf 1 gesetzt ist.
Parameter No. 5040 Bit 3 (TCT): Werkzeugwechseltyp-Parameter (Tool Change Type); es ist verboten, diesen zu ändern, während Korrekturen aktiv sind.
Alarm #41: Interferenz bei der Schneidenradiuskorrektur (Cutter Radius Compensation Interference) aufgrund von Bahnabweichungen oder unzureichendem Sicherheitsabstand.
Alarm PS5257: G41/G42 im MDI-Modus nicht erlaubt (wird ausgelöst, wenn eine Skalierung im MDI-Modus bei aktivem MCR versucht wird).
Alarm PS0368: Korrektur verbleibt beim Korrekturbefehl (wird ausgelöst, wenn versucht wird, TCT-Parameter zu ändern, während Werkzeugkorrekturen aktiv sind).
Alarm PS0070: Fehler bei der Einstellung des Koordinatensystems (Kreisinterpolation auf einer einzelnen skalierten Achse).
Versionsunterschiede: Ältere Modelle unterstützen ein kleinstes Skalierungsinkrement von 0.001 (bis zu 999.999). Moderne Steuerungen unterstützen 0.00001 (bis zu 9.99999).

Warnung: Vermeiden Sie es, Parameter No. 5040 Bit 3 (TCT) zu ändern, während Werkstückkorrekturen aktiv angewendet werden, da dies zu Koordinatenberechnungsfehlern führen oder den Alarm PS0368 auslösen kann.

Siemens

Die Aktivierung der Koordinatenskalierung auf Siemens-Steuerungen basiert auf der Einstellung spezifischer Maschinendatenregister, um axiale Skalierungsfaktoren und die Compiler-Kompatibilität zu aktivieren. Einstellungen für externe Sprachen werden in MD 18800 zur Verarbeitung von G-code-Zyklen definiert.

Siemens unterstützt absolute und additive Skalierung durch native Frame-Befehle SCALE und ASCALE. Der ISO-Dialektmodus schaltet den Interpreter mit G291 um, um G51 und G50 zu parsen.

MD 22914 $MC_AXES_SCALE_ENABLE: Aktiviert den axialen Skalierungsfaktor (I, J, K) in G51-Blöcken, wenn er auf 1 gesetzt ist.
MD 22910 $MC_WEIGHTING_FACTOR_FOR_SCALE: Definiert das Einheiteninkrement (0 für 0.001, 1 für 0.00001).
SD 43120 $SA_DEFAULT_SCALE_FACTOR_AXIS: Achsspezifischer Standard-Skalierungsfaktor, wenn G51 aktiv ist, aber der axiale Faktor weggelassen wird.
MD 18800 $MN_MM_EXTERN_LANGUAGE: Aktiviert den externen NC-Sprachcompiler, der zum Parsen von G50/G51-ISO-Codes erforderlich ist.
MD 10760 $MN_G53_TOOLCORR: Definiert, ob Werkzeuglängen- und Werkzeugradiuskorrekturen während SUPA oder G53 unterdrückt werden (Werte 2 bis 4).
Alarm 61800: Externes CNC-System fehlt (wird ausgelöst, wenn G291/G51 programmiert ist, während MD 18800 deaktiviert ist).
Alarm 61815: G40 nicht aktiv (wird ausgelöst, wenn die Schneidenradiuskorrektur vor G51 active ist).
Alarm 14800: Die programmierte Pfadgeschwindigkeit ist kleiner oder gleich Null (wird ausgelöst, wenn der skalierte feedrate Null ergibt).
Versionsunterschiede: G51.2 (Mehrkantschneiden ein) wird exklusiv auf der 840D sl unterstützt und auf der 802D sl vollständig weggelassen. MD 10604 ist auf der 802D sl gesperrt.

Warnung: Das native SCALE ist eine ersetzende Anweisung. Die Programmierung von SCALE in einem block für sich allein deaktiviert die Skalierung, setzt aber auch alle anderen aktiven Frame-Transformationen (wie TRANS oder ROT) im Stack zurück.

Mitsubishi

Die Verwaltung der Skalierung auf Mitsubishi-Bearbeitungszentren erfordert das Festlegen von Parameter #8072 für die Hintergrund-Standardwerte und Parameter #1003 zur Konfiguration der Koordinateneingabesystem-Auflösung. Der metrische/Zoll-Eingangsstatus wird durch Parameter #1041 geregelt.

Mitsubishi unterstützt die Standardskalierung mit einem gemeinsamen Multiplikator P und die achsspezifische Skalierung unter Verwendung der Adressen I, J und K. Die Aufhebung der Skalierung wird über G50 ausgeführt.

Parameter #8072 SCALING P: Standard-Hintergrundskalierungsfaktor, der verwendet wird, wenn der Skalierungsfaktor im G51-Block weggelassen wird.
Parameter #1003 iunit: Aktive Eingabeeinstellungseinheit, die die Auflösung und den Befehlsinkrementwert (B, C, D oder E) definiert.
Parameter #1041 I_inch: Konfiguriert die Eingabe-/Ausgabeeinheiten auf Metrisch (0) oder Zoll (1).
Programmfehler (P350): Skalierung befohlen, obwohl die Softwareoption nicht installiert ist.
Programmfehler (P35): Der befohlene Skalierungsfaktor liegt außerhalb der Grenzen (zwischen -0.000001 und 0.000001 ausgenommen Null, oder überschreitet ±99.999999).
Programmfehler (P70): Kreisinterpolation versucht, während nur eine Achse der Ebene skalierungsaktiv ist.
Versionsunterschiede: Drehsysteme deaktivieren modale Skalierungszuordnungen, während Frässysteme G50/G51 vollständig unterstützen. Die M800V/M80V-Serie unterstützt Submikron-Einstellungen der Unit E (±9999.999999 mm).

Warnung: Das Ausführen eines Programmresets, eines Not-Aus oder des Programmendes (M02/M30) zwingt die Steuerung automatisch zurück in den Skalierungsaufhebungsmodus. Die Fortsetzung der Bearbeitung ohne erneuten Aufruf von G51 führt die Koordinaten im Maßstab 1:1 aus, was zu einem Crash führen kann.

Markenvergleich

Thema	Fanuc	Siemens	Mitsubishi
Syntax-Format	Die Adressen I, J, K definieren das Skalierungszentrum, P definiert den Faktor: G51 I_ J_ K_ P_	Hochgradiger Frame-Befehl SCALE X_ Y_ Z_ oder Legacy-ISO-Dialekt G51 X_ Y_ Z_ P_ / I_ J_ K_	G51 X_ Y_ Z_ P_ (gemeinsamer Faktor) oder G51 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ (achsspezifischer Faktor)
Referenzpunktrückkehr (G28/G30)	Streng verboten; die Skalierung muss zuerst mit G50 aufgehoben werden	Setzt aktive Skalierungskomponenten zurück, wenn Bewegungen mit Nullpunktunterdrückung ausgeführt werden	Hebt die Skalierung am Zwischenpunkt vorübergehend auf und stellt den Faktor bei der G29-Rückkehr wieder her
Feedrate-Skalierung	Der programmierte feedrate F wird nicht automatisch skaliert; eine Division durch den Skalierungsfaktor ist erforderlich	Technologische Parameter (F, S) bleiben während der Skalierung unverändert	Der feedrate F wird nicht automatisch skaliert
Skalierungsfaktoren	Je nach Parametern als Ganzzahlwerte (z. B. P999999) oder Dezimalzahlen behandelt	Direkt als reelle Dezimalzahlen programmiert	Direkt als Dezimalzahlen oder Ganzzahlschritte nach G51 programmiert
Bilingualer Modus	Kein Umschalten; Compiler für eine einzelne Instruktion	Explizite Interpreter-Umschaltung mit G290 (nativ) und G291 (ISO-Dialekt)	Ordnet G50/G51-Modaltabellen dynamisch über den Programmformatwechsel G188 (Drehen) / G189 (Fräsen) zu
Manuelle Unterbrechung / Rückwärtssuche	Manuelle Koordinaten-Offset-Anpassung verhält sich standardmäßig	Setzt den aktiven programmierbaren Skalierungs-Frame bei Programmende/-reset zurück	Koordinaten und modale Skalierungszustände werden über den manuellen beliebigen Rückwärtslauf G127 wiederhergestellt

Technische Analyse

Die Analyse des mechanischen und Compiler-Verhaltens über diese CNC-Architekturen hinweg zeigt drei verschiedene technische Verhaltensweisen, die Fanuc-, Siemens- und Mitsubishi-Steuerungen voneinander unterscheiden:

Erstens arbeitet Siemens mit einem bilingualen, umschaltbaren Compiler-Modell (G290/G291). Während Fanuc- und Mitsubishi-Steuerungen die Koordinatenskalierung und deren Aufhebung innerhalb eines einzigen kontinuierlichen G-code-Systems interpretieren, erfordert Siemens vom Programmierer das explizite Umschalten des Compilers in den ISO-Dialektmodus über G291, um G50/G51-Blöcke zu kompilieren. Das Programm muss dann G290 befehlen, um zurück in den nativen SINUMERIK-Modus zu wechseln, um hochgradige parametrische Siemens-Frames (TRANS/ROT) und technologisch fortschrittliche Siemens-Zyklen zu verarbeiten.

Zweitens verwaltet Siemens die Skalierung als unabhängige, modulare Komponente einer dynamischen Frame-Speicherstruktur (SCALE/ASCALE). Im Native-Modus löscht die Deaktivierung der Skalierung über einen bloßen SCALE-Befehl alle anderen aktiven Komponenten des aktuellen programmierbaren Frames (wie TRANS oder ROT), da Siemens programmierbare Transformationen als eine einzige, einheitliche mathematische Matrix behandelt. Fanuc und Mitsubishi hingegen verwalten die Skalierung über modale G-code-Gruppen (Gruppe 11), die unabhängig voneinander aufgehoben werden können, ohne unbeteiligte Koordinatennullpunktregister oder Rotations-Offsets zu beeinflussen.

Drittens erzwingt Fanuc strenge, starre Verriegelungen, die Maschinennullpunktrückkehrbewegungen (G28, G30) und Koordinatensystemeinstellungen (G92) bei aktiver Skalierung verbieten. Die Fanuc-Regeln verlangen, dass diese Befehle ausschließlich im Skalierungs-AUS-Modus (G50) programmiert werden, um schwerwiegende Rundungs- und Koordinatenfehler zu verhindern. Mitsubishi hingegen integriert Skalierungsmodifikationen dynamisch in Referenzpunktrückkehrbewegungen; das Befehlen einer Referenzpunktrückkehr unterdrückt die aktive Skalierung vorübergehend am Zwischenpunkt und stellt den Skalierungsfaktor automatisch wieder her, wenn eine Rückkehr zur Startposition (G29) ausgeführt wird. Mitsubishi integriert zudem aktive Skalierungsvektoren über einen modalen Informationsspeicherblock in seine manuelle, beliebige Rückwärtslauffunktion (G127).

Programmbeispiele

Fanuc-Beispiel:

G90 G00 G54 X-1.0 Y-1.0 ;
G51 I2.0 J1.5 P0.5 ;
G01 X1.0 Y1.0 F100 ;
G50 ;

Führen Sie vor dem Produktionsstart einen Trockenlauf (dry run) des Fanuc-Programms durch. Der Bediener führt einen Trockenlauf mit angehobenem Z-Achsen-Offset aus. Wenn G51 gelesen wird, wird das Koordinatenzentrum auf X2.0 Y1.5 gesetzt. Eine nachfolgende Bewegung auf X1.0 Y1.0 führt zu einer skalierten Zielposition. G50 hebt die Skalierung auf und setzt die Bahnberechnung auf den Maßstab 1:1 zurück.

Siemens-Beispiel:

N10 G290 ;
N20 TRANS X15 Y15 ASCALE X0.7 Y0.7 ;
N30 SCALE ;
N40 G291 ;
N50 G51 X100.0 Y100.0 P500 ;
N60 G50 ;

Führen Sie einen Trockenlauf durch, um den Siemens-Native-Spiegelungsübergang zu verifizieren. Der Compiler schaltet in den Native-Modus, verschiebt den Nullpunkt-Offset und skaliert die XY-Konturen um 70 %. Der bloße SCALE-Befehl setzt die aktiven Frame-Komponenten zurück. Das Umschalten in den ISO-Modus über G291 parst den Skalierungsbefehl G51 um das Zentrum (100,100) mit dem Faktor 0.5. G50 hebt den ISO-Skalierungsmodus auf.

Mitsubishi-Beispiel:

G90 G00 G54 X-100.0 Y-100.0 ;
G51 X-100.0 Y-100.0 P0.5 ;
G01 X50.0 Y50.0 F200 ;
G50 ;

Fführen Sie einen Trockenlauf durch, um die Mitsubishi-Spiegelungszustände zu verifizieren. Die Eilgangbewegung positioniert das Werkzeug an der Startkoordinate. G51 initialisiert die Skalierung mit dem Zentrum bei X-100.0 Y-100.0 unter Verwendung eines Skalierungsmultiplikators von 0.5. Die Achskoordinaten werden mit halber Skalierung interpoliert. G50 hebt den Skalierungsmodus auf.

Fehleranalyse

Marke	Alarmcode	Auslösebedingung	Bediener-Symptom	Fehlerursache / Behebung
Fanuc	Alarm #41	Der programmierte Sicherheitsabstand ist kleiner als der Werkzeugschneidenradius in der Nähe des Skalierungszentrums.	Meldung „Cutter Radius Compensation Interference“ (Interferenz bei der Schneidenradiuskorrektur).	Richten Sie einen Start-Sicherheitsabstand ein, der größer als das Doppelte des Werkzeugschneidenradius ist.
Fanuc	Alarm PS5257	Werkzeugradiuskorrektur oder Skalierungsstart im MDI-Modus versucht, während Parameter No. 5008 Bit 4 (MCR) auf 1 gesetzt ist.	Alarm „G41/G42 NOT ALLOWED IN MDI MODE“.	Setzen Sie Bit 4 von Parameter No. 5008 auf 0 oder vermeiden Sie die MDI-Ausführung.
Fanuc	Alarm PS0368	Versuch, Parameter (wie TCT) anzupassen, während Werkzeugpositionskorrekturen aktiv angewendet werden.	Alarm „OFFSET REMAIN AT OFFSET COMMAND“.	Heben Sie die Korrektur auf, bevor Sie den Parameter ändern.
Fanuc	Alarm PS0070	Kreisinterpolation (G02/G03) befohlen, bei der die Skalierung nur für eine der beiden aktiven Ebenenachsen aktiv ist.	Meldung „Coordinate system setting error“ (Einstellungsfehler des Koordinatensystems).	Skalieren Sie beide Ebenenachsen oder deaktivieren Sie die Skalierung, bevor Sie Kreisbewegungen ausführen.
Siemens	Alarm 61800	Befehle der externen Sprache (G291, G50, G51) programmiert, während MD 18800 deaktiviert ist.	Meldung „External CNC system missing“ (Externes CNC-System fehlt).	Aktivieren Sie MD 18800 oder setzen Sie das Optionsbit 19800.
Siemens	Alarm 61815	Schneidenradiuskorrektur (G40) nicht aktiv vor dem G51-Skalierungsblock.	Meldung „G40 not active“ (G40 nicht aktiv).	Befehlen Sie G40, um die Korrektur vor dem Initiieren der Skalierung zu deaktivieren.
Siemens	Alarm 14800	Bewegung während der Skalierung ausgeführt, aber der programmierte feedrate F ergibt Null.	Meldung „Channel programmed path velocity is less than or equal to zero“ (Kanalprogrammierte Pfadgeschwindigkeit ist kleiner oder gleich Null).	Programmieren Sie einen feedrate ungleich Null.
Mitsubishi	Program Error (P350)	G51 im Teileprogramm befohlen, obwohl die Skalierungs-Softwareoption nicht installiert oder aktiviert ist.	Rote Fehlerleuchte, Ausführung stoppt.	Aktivieren Sie die Skalierungsoption.
Mitsubishi	Program Error (P35)	Der befohlene Skalierungsfaktor liegt außerhalb der Grenzen (zwischen -0.000001 und 0.000001 ausgenommen Null, oder überschreitet ±99.999999).	Fehler im Skalierungsfaktor-Befehlsbereich.	Halten Sie den Skalierungsfaktor-Befehl innerhalb der zulässigen Grenzen.
Mitsubishi	Program Error (P70)	Kreisinterpolation (G02/G03) befohlen, während die Skalierung nur für eine der beiden Achsen gilt, die die Kreisbogen-Ebene definieren.	Kreisinterpolationsfehler.	Beide Achsen müssen skaliert werden, oder heben Sie die Skalierung vor der Ausführung des Kreisbogens auf.

Anwendungshinweis

Eine verformte Kontur und ein plötzlicher Werkzeugbruch sind die direkten Konsequenzen, wenn der feedrate F während der Skalierung nicht manuell angepasst wird. Da die Steuerungen von Fanuc, Siemens und Mitsubishi die Bahngeschwindigkeit nicht automatisch an den Skalierungsfaktor anpassen, führt eine Vergrößerung des Werkstücks zu einer drastischen Erhöhung des physischen Verfahrwegs. Wird der feedrate F nicht durch den Skalierungsfaktor geteilt, verfährt das Werkzeug mit einer unzulässigen Schnittgeschwindigkeit, was die Hartmetall-Wendeplatte zerstört und zu einer Toleranzüberschreitung führt. Ebenso kritisch ist das Deaktivieren der Skalierung: Ein Programm-Reset oder Not-Aus setzt bei Siemens- und Mitsubishi-Steuerungen den aktiven Skalierungs-Frame automatisch zurück. Startet der Bediener das Programm ohne erneuten G51-Aufruf, fährt die Maschine im Maßstab 1:1, wodurch das Werkzeug mit voller Geschwindigkeit in die Spannbacken rammt. Zur Vermeidung dieses Ausschusses müssen Sicherheitsparameter wie Parameter No. 5008 Bit 4 (MCR) bei Fanuc oder MD 22914 ($MC_AXES_SCALE_ENABLE) bei Siemens vor der Bearbeitung verifiziert werden. Insbesondere muss bei Fanuc darauf geachtet werden, den Skalierungsfaktor P in einem separaten Block zu programmieren, und die Schneidenradiuskorrektur (G40) vor der Aktivierung der Skalierung abzuschalten, um den Alarm #41 oder Alarm 61815 sicher zu verhindern.

Fazit

Für eine prozesssichere Bearbeitung mit Koordinatenskalierung müssen Programmierer feste Verifizierungsroutinen einführen. Der wichtigste Schritt vor jedem Produktionsstart ist die Durchführung eines Trockenlaufs mit angehobenem Z-Achsen-Offset, um das Skalierungszentrum und die resultierenden Verfahrwege visuell zu prüfen. Zudem muss sichergestellt sein, dass die Deaktivierung der Skalierung über G50 stets an den ursprünglichen Startkoordinaten erfolgt, um eine Nullpunktverschiebung auszuschließen. Nur durch die Kombination aus korrekter Parameterkonfiguration, manueller feedrate-Berechnung und einer kontrollierten Aufhebung der Transformationen lässt sich Ausschuss dauerhaft vermeiden und maximale Prozesssicherheit garantieren.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Warum führt eine Kreisinterpolation (G02/G03) unter G51 zu einem Fehler auf meiner Steuerung?

Eine Kreisinterpolation erfordert, dass alle an der Kreisbahn beteiligten Hauptachsen der aktiven Ebene mit exakt demselben Skalierungsfaktor belegt sind. Wenn Sie beispielsweise nur die X-Achse skalieren, würde die Steuerung versuchen, eine Ellipse statt eines Kreisbogens zu interpolieren, was den Fehler Alarm PS0070 (Fanuc) oder Programmfehler P70 (Mitsubishi) auslöst. Aktion: Deklarieren Sie in Ihrem G51-Block immer die Skalierungsfaktoren für beide Achsen der Ebene (z. B. I und J) mit identischen Werten.

Welche Auswirkung hat ein Not-Aus oder Reset auf die aktive G51-Koordinatenskalierung?

Ein Not-Aus, ein Reset der NC-Steuerung oder das Erreichen des Programmendes (M02/M30) heben die Koordinatenskalierung der modalen G-code-Gruppe automatisch auf und setzen das System auf den Maßstab 1:1 zurück. Wird das Programm danach mitten im Werkzeugweg fortgesetzt, führt dies zu einer unskalierten Fahrt und einer sofortigen Kollision mit den Spannmitteln. Aktion: Führen Sie nach jeder Programmunterbrechung einen manuellen Werkzeugrückzug durch und starten Sie das Programm ausschließlich ab dem Sicherheitsblock, der den G51-Befehl enthält.

Wie beeinflusst die Skalierung die aktive Schneidenradiuskorrektur (G41/G42)?

Die mathematische Skalierung über G51 wird ausschließlich auf die programmierten Bahnkoordinaten angewendet. Werkzeugbezogene Werte wie die Schneidenradiuskorrektur oder Längenkorrekturen werden nicht mitskaliert, sondern unskaliert auf die bereits fertig berechnete Geometrie aufaddiert, was zu Maßabweichungen an den Übergängen führt. Aktion: Programmieren Sie stets den Befehl G40 zur Deaktivierung der Radiuskorrektur vor dem G51-Block und aktivieren Sie G41/G42 erst nach der erfolgreichen Initialisierung der Skalierung neu.

G51 Koordinatenskalierung aktivieren (Fräsen): CNC Programmieranleitung