Modaler Genauhalt G60 auf Siemens SINUMERIK programmieren

Einleitung

Ein unkontrollierter Eilgang des Werkzeugrevolvers (Turret) direkt in die Werkstückspannvorrichtungen oder den Spindelkopf ruiniert nicht nur das Werkstück, sondern führt zu kostspieligen Maschinenstillständen. Dieses verheerende Schadensszenario droht auf Siemens-SINUMERIK-Steuerungen immer dann, wenn nach einem Programmabbruch Genauhaltprüfungen oder Nullpunktverschiebungen nicht ordnungsgemäß zurückgesetzt werden. Korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl. Ohne die Aktivierung von G60 neigen Achsen im kontinuierlichen Bahnbetrieb dazu, scharfe Außenecken und Profile abzurunden, da die dynamische Schleppverzögerung das Werkzeug vorzeitig aus der Bahn zieht. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung. Die gezielte Programmierung des modalen Genauhalts zwingt die Achsen dazu, an jedem Satzendpunkt vollständig auf Null zu verzögern, was die Prozesssicherheit maximiert und teuren Ausschuss verhindert.

Technische Übersicht

Parameter/Merkmal	Wert / Beschreibung
Befehlscode	`G60`
Modale Gruppe	Gruppe 10 (Genauhalt - Bahnbetrieb), modal
Unterstützte Marken	Siemens (SINUMERIK 840D sl, 828D, 802D sl)
Kritische Parameter	`MD 20150`, `MD 20734` (Bits 3 und 4), `MD 18800`
Hauptbeschränkung	Positioniertoleranzfenster müssen ausgewogen sein, um Zykluszeitverluste und Verweilmarken auf dem Werkstück zu vermeiden.

Schnellleser

Null-Verzögerungsprüfung: G60 erzwingt, dass nachfolgende Sätze (G01, G02, G03) den Vorschub an den Satzendpunkten auf Null verzögern, was scharfe Ecken gewährleistet.
Granulare Satzübergänge: Nutzen Sie Codes der Gruppe 12 (G601 für feines Fenster, G602 für grobes Fenster und G603 für Interpolationsende), um zu definieren, wann die Steuerung einen Satzwechsel zulässt.
Verweilmarken vermeiden: Konfigurieren Sie die Genauhaltfenster-Parameter in den Maschinendaten nicht enger als nötig, um übermäßige Achseneinschwingzeiten und Werkzeugmarken zu verhindern.
Vorlaufstopps beachten: Der Bahnbetrieb wird durch Statusvariablen (z. B. $A...) oder Textausgaben (MSG) implizit unterbrochen und fällt in das Genauhalt-Verhalten zurück.
ISO-Interpreter-Einstellungen überprüfen: Wenn der ISO-Dialektmodus (G291) für die gezielte Positionierung verwendet wird, überprüfen Sie, ob die Option MD 18800 $MN_MM_EXTERN_LANGUAGE auf 1 gesetzt ist.
Schwere Kollisionen verhindern: Wenn Sie ein Programm mitten im Zyklus zurücksetzen oder abbrechen, überprüfen Sie vor dem Neustart die Achskoordinaten, die aktiven Frames und die Revolvergrenzen (WALIMON).

Grundlegende Konzepte

Die praktische Programmierung des Genauhalt-Befehls G60 auf Siemens-Steuerungen ermöglicht eine präzise, satzweise Positioniersteuerung bei der Feinbearbeitung. Indem der Vorschub nachfolgender Zerspanungssätze an den Satzendpunkten auf Null verzögert wird, wird verhindert, dass das Werkzeug Ecken schneidet oder Profile abrundet. Dies ist unerlässlich, wenn scharfe Außenecken bearbeitet oder Innenkanten von Taschen auf exakte Maße fertiggestellt werden.

Die Genauhaltfenster-Parameter (fein und grob) sind jedoch für jede Achse in den Maschinendaten definiert, und Programmierer müssen diese Genauhaltgrenzen so einstellen, dass sie nicht enger als erforderlich sind. Wenn die Grenzen zu eng konfiguriert sind, verweilt die Maschine an jedem Satzübergang länger, um zu überprüfen, ob sich die Achse innerhalb des engen Positionierfensters eingependelt hat. Dies erhöht die Zykluszeiten erheblich und kann zu Werkzeugverweilmarken auf dem Werkstück führen.

Beim Bohren und Gewindebohren verfährt das Werkzeug im Eilgang auf den Sicherheitsabstand und bohrt dann mit G1 unter aktiven Spindeln, wobei ein Ausgleichsfutter (wie in CYCLE840 oder Standardzyklen) festgelegt werden kann. Bediener müssen das Timing und das Erreichen der Spindeldrehzahl überwachen. Wenn ein Programm mitten im Zyklus abgebrochen oder zurückgesetzt wird, bevor Genauhaltprüfungen oder Koordinatenverschiebungen aufgehoben sind, kann die Wiederaufnahme der automatischen Zyklusausführung mit falschen Offsets eine schwere Kollision verursachen und das Werkzeug direkt in Werkstückspannvorrichtungen oder Spindelkomponenten treiben. Wird das Programm aufgrund von CYCLE STOP, RESET oder Netzausfall unterbrochen, speichert die Steuerung die Koordinaten des Unterbrechungspunkts für den nachfolgenden Satzsuchlauf und die Wiederherstellung. Wenn Bediener einen Geometrieachsen-Wechsel oder einen Werkzeugwechsel am Werkzeughalter/Revolver (Turret) durchführen, müssen sie außerdem überprüfen, ob die Arbeitsfeldbegrenzungen (WALIMON oder WALIMOF) oder active Frames beibehalten oder deaktiviert sind.

Befehlsstruktur

Im nativen Siemens-SINUMERIK-Modus (G290) fungiert G60 als modaler Befehl der Gruppe 10. Wenn er aktiv ist, erfordert er zusätzliche Codes der Gruppe 12 (G601, G602 oder G603), um die Kriterien für Satzübergänge zu definieren. Diese Kombination ermöglicht es Programmierern, je nachdem, ob die Priorität auf Geschwindigkeit oder Maßgenauigkeit liegt, unterschiedliche Genauigkeitsstufen zu wählen.

Wenn die Steuerung hingegen für den ISO-Dialektmodus (G291) konfiguriert ist, verhält sich G60 als nicht-modaler oder modaler Befehl zur gezielten Positionierung, der typischerweise verwendet wird, um Koordinaten aus einer einzigen Richtung anzufahren, um mechanisches Spiel (Backlash) zu eliminieren. Programmierer müssen sicherstellen, dass sie verstehen, welcher Interpretermodus aktiv ist, bevor sie die Syntax verwenden.

G60 [G601 / G602 / G603] G01/G02/G03 X__ Y__ Z__ F__ ;
G60 X__ Y__ Z__ ;

Befehl / Parameter	Funktion	Anwendungshinweise
`G60`	Modaler Genauhalt-Befehl (Gruppe 10)	Erzwingt, dass sich der Vorschub am Ende jedes Satzes auf Null verzögert.
`G601`	Genauhaltfenster fein (Gruppe 12)	Satzwechsel erfolgt, wenn die Achsen sich innerhalb des "feinen" Positionierfensters einpendeln.
`G602`	Genauhaltfenster grob (Gruppe 12)	Satzwechsel erfolgt, wenn die Achsen sich innerhalb des "groben" Positionierfensters einpendeln (schnellerer Übergang).
`G603`	Sollwert Null / Interpolationsende	Satzwechsel wird eingeleitet, sobald die Sollgeschwindigkeit Null erreicht, bevor die tatsächliche Schleppverzögerung (Schleppfehler) eliminiert ist.

Markenanwendungen

Siemens

Auf Siemens-SINUMERIK-Steuerungen bietet der modale Genauhalt-Befehl G60 eine tiefgehende Kontrolle über Konturübergänge durch G-Codes der Gruppe 12 (G601, G602, G603). Im Gegensatz zu einfachen Parametereinstellungen können Programmierer die Genauigkeitsanforderungen im G-Code-Stream dynamisch austauschen. Der Maschinenparameter MD 20150 konfiguriert, ob G60 oder G64 beim Einschalten (Power-On) oder System-Reset aktiv ist. Zusätzlich kann das Eilgangverhalten (G00) über MD 20734 Bit 4 eingestellt werden: Wenn es auf 0 gesetzt ist, führen G00-Sätze modale Genauhalt-Beschränkungen aus, während das Setzen auf 1 dazu führt, dass G00 immer mit dem nicht-modalen Genauhalt G09 läuft, wodurch unnötige Verweilzeiten bei der Schnellpositionierung vermieden werden.

Markenvergleich

Merkmal / Parameter	SINUMERIK 840D sl	SINUMERIK 802D sl / 808D
Maschinendatenänderung (z. B. SLASH_MASK)	In den Kanal-Maschinendaten vollständig anpassbar.	Fest gesperrt; Einstellungen können nicht geändert werden.
Mehrkantschneiden (G50.2 / G51.2)	Vollständig unterstützt in Gruppe 20.	Vollständig aus dem Steuerungssystem weggelassen.
Kollisionsvermeidung & erweiterte Panels	Unterstützt; Widescreen-Multi-Touch-Panels mit Seitenbildschirmfenstern.	Nicht unterstützt; nur kompakte Schnittstelle.

Technische Analyse

Es bestehen architektonische Unterschiede zwischen der High-End-Steuerung SINUMERIK 840D sl und kompakten Siemens-Steuerungen wie der 802D sl. Bei der 802D sl sind wichtige Maschinendatenparameter wie SLASH_MASK, die die Satzumschaltphasen konfigurieren, gesperrt, um Bedieneränderungen zu verhindern. Bei der 840D sl sind diese Konfigurationsvariablen vollständig zugänglich, sodass Maschinenbauer und fortgeschrittene Anwender Genauhalt-Verhalten und Satzwechsel-Übergangszeiten feinabstimmen können. Zudem sind Funktionen wie eine aktive „Kollisionsvermeidung“ und G-Codes für das Mehrkantschneiden (speziell G51.2 für Mehrkantschneiden EIN und G50.2 für Mehrkantschneiden AUS) exklusiv der 840D sl-Plattform vorbehalten und auf kompakten Systemen komplett weggelassen.

Darüber hinaus verarbeitet der Siemens-Compiler den Genauhalt-Befehl G60 je nach Interpretermodus unterschiedlich. Im nativen Siemens-SINUMERIK-Modus (G290) steuert G60 die modale Genauhalt-Verzögerung und koordiniert sich mit Befehlen der Gruppe 12 (G601/G602/G603). Nach dem Umschalten in den ISO-Dialektmodus über G291 nimmt die Steuerung jedoch ein Fanuc-ähnliches Verhalten an und ordnet G60 der gezielten Positionierung zur Beseitigung von mechanischem Spiel (Backlash) zu, ähnlich wie der im Artikel G60 Einweg-Positionierung beschriebene Befehl.

Programmbeispiele

; Siemens Native Mode Genauhalt Beispiel
N5 G290 ; Nativer Siemens-SINUMERIK-Modus aktivieren
N10 G602 ; Umschaltkriterium Genauhaltfenster grob festlegen
N15 G00 G60 Z100.0 ; Modalen Genauhalt aktivieren (Gruppe 10) und Z im Eilgang auf 100.0 verfahren
N20 G01 G601 X150.0 Y50.0 F1200 ; Satzwechsel auf Genauhaltfenster fein für Linearbahn umschalten
N25 G01 X200.0 ; Modaler Genauhalt und G601 feines Fenster bleiben aktiv
N30 G64 Z10.0 ; Genauhalt G60 deaktivieren und auf Bahnbetrieb umschalten
N35 G01 X250.0 Y100.0 ; Bearbeitung wird mit Bahnbetrieb-Eckenverrundung fortgesetzt

Trockenlauf-Analyse (dry run)

Während der Ausführung dieses Programms verarbeitet die CNC-Steuerung die Sätze wie folgt:

Satz N5: Schaltet den Interpreter in den nativen Siemens-Modus (G290) um.
Satz N10: Definiert G602 als aktives Kriterium. Das bedeutet, dass jeder nachfolgende G60-Satz den Schritt wechselt, wenn sich die Achsen innerhalb des groben Genauhaltfensters eingependelt haben.
Satz N15: Aktiviert den modalen Genauhalt (G60) und führt den Eilgang auf Z100.0 aus. Die Steuerung verzögert den Vorschub der Z-Achse an Z100.0 auf Null und überprüft, ob sie im groben Genauhaltfenster angekommen ist, bevor N20 beginnt.
Satz N20: Wechselt das Satzübergangskriterium auf Genauhalt fein (G601) und führt eine Linearinterpolation auf X150.0 Y50.0 mit 1200 mm/min aus. Die Steuerung verzögert die Achsen bis zum vollständigen Stillstand und wartet, bis sie sich im engen Feintoleranzfenster eingependelt haben.
Satz N25: Führt eine Linearinterpolation auf X200.0 aus. Da G60 und G601 modal sind, wird am Ende dieses Satzes eine Genauhaltprüfung mit feinem Fenster durchgeführt.
Satz N30: Schaltet die Gruppe 10 auf Bahnbetrieb (G64) um, wodurch der modale Genauhalt G60 deaktiviert wird, und verfährt Z auf 10.0 ohne Verzögerungspausen.
Satz N35: Die Bearbeitung wird nach X250.0 Y100.0 fortgesetzt, wobei die vorausschauende Geschwindigkeitsregelung (Look-Ahead) des Bahnbetriebs ohne Achsenstopp genutzt wird.

Fehleranalyse

Alarmcode	Auslösebedingung	Bediener-Symptom	Ursache / Behebung
Alarm 61800 „External CNC system missing“	Ausführung des `G291`-Moduswechsels.	Steuerung stoppt während der Kompilierung oder Laufzeit.	Optionsparameter `MD 18800 $MN_MM_EXTERN_LANGUAGE` ist deaktiviert. Setzen Sie `MD 18800 = 1`.
Alarm 61815 „G40 not active“	Ausführen von Zyklen in externer Sprache.	Bearbeitung stoppt mit Fehler.	Werkzeugradiuskorrektur ist aktiv. Führen Sie `G40` vor dem Zyklusaufruf aus.
Alarm 61003 „No feed programmed in the cycle“	Aufruf von Bohrzyklen (z. B. `CYCLE383T`).	Zyklus stoppt vor der Achsbewegung.	Kein Bahnvorschub (F) programmiert. Deklarieren Sie einen aktiven Wert `F > 0`.
Alarm 14011 „Program CYCLE3106 not available“	Befehlen des Eilrückzugs mit `G10.6`.	Not-Aus/Rückzug schlägt mit Alarm fehl.	Rückzug-Unterprogramm `CYCLE3106.spf` fehlt im Teileprogrammspeicher. Laden Sie die erforderliche SPF-Datei.

Anwendungshinweis

Die Deaktivierung von Arbeitsfeldbegrenzungen (WALIMOF) während der Bearbeitung kann dazu führen, dass der Werkzeugrevolver oder die Spindel bei schnellen Verfahrbewegungen direkt in die Messstation kracht. Um dieses Risiko einer schweren Kollision zu minimieren, müssen Programmierer die Sicherheitsgrenzen über G25/G26 definieren und mit WALIMON aktivieren. Die Nichtbeachtung dieser Grenzen führt unweigerlich zu irreparablen Schäden an teuren Maschinenkomponenten. Falls es während des Prozesses zu einem Werkzeugbruch kommt, kann eine schnelle Rückzugsbewegung mit G10.6 Schlimmeres verhindern – dies setzt jedoch zwingend voraus, dass das Unterprogramm CYCLE3106.spf im Teileprogrammspeicher vorhanden ist, da die Steuerung andernfalls mit dem Alarm 14011 abbricht. Für maximale Präzision beim Gewindebohren (z. B. mit CYCLE840) muss ein Ausgleichsfutter verwendet werden, wobei die Drehzahlgrenzen engmaschig überwacht werden müssen. Wird beispielsweise ein erforderlicher Getriebestufenwechsel bei der Spindeldrehzahlüberwachung blockiert, stoppt die Steuerung sofort mit Alarm 16748. Eine unzureichende Begrenzung der maximalen Spindeldrehzahl bei der Annäherung an den Werkstück-Nullpunkt birgt extreme Gefahren durch Fliehkräfte und gefährdet die Maßhaltigkeit des Bauteils, was letztendlich in einer Toleranzüberschreitung und somit in teurem Ausschuss mündet.

Fazit

Für eine wirtschaftliche Fertigung ohne unzulässige Toleranzüberschreitungen ist die gezielte Auswahl des Genauhalt-Kriteriums der Schlüssel. Nutzen Sie in Schruppzyklen die Grobtoleranz (G602) für schnelle Satzwechsel und reservieren Sie das feine Genauhaltfenster (G601) ausschließlich für kritische Passungen und Richtungswechsel. Diese differenzierte Programmierung minimiert die Einschwingzeiten der Achsen, verhindert die Entstehung von Verweilmarken und sichert eine konstant hohe Prozesssicherheit ohne unnötigen Ausschuss.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie lässt sich die Einschwingzeit bei aktivem Genauhalt G60 an Siemens-Maschinen reduzieren?

Die Einschwingzeit lässt sich durch die bedarfsgerechte Anpassung der achsspezifischen Toleranzfenster in den Maschinendaten optimieren, anstatt pauschal die engste Toleranz zu erzwingen. Wenn die Genauhaltgrenzen zu eng gesetzt sind, führt dies zu unnötigen Wartezeiten bei jedem Satzwechsel. Kontrollieren und erhöhen Sie bei Bedarf die Werte für das Genauhaltfenster grob in den achsspezifischen Maschinendaten MD 36010, um die Bearbeitungszeit ohne Präzisionsverlust an unkritischen Geometrien zu senken.

Warum bricht die SINUMERIK-Steuerung beim Aufruf von G291 mit Alarm 61800 ab?

Der Alarm 61800 signalisiert, dass die Steuerung die ISO-Dialekt-Syntax nicht interpretieren kann, da die dafür notwendige externe Sprachunterstützung in der NC-Konfiguration gesperrt oder nicht aktiviert ist. Dies verhindert jegliche Umschaltung auf Fanuc- oder Mitsubishi-Kompatibilität für die Einweg-Positionierung. Überprüfen Sie den Wert des Maschinendaten-Parameters MD 18800 ($MN_MM_EXTERN_LANGUAGE) und setzen Sie diesen zwingend auf 1, um die externe ISO-Übersetzung freizugeben.

Wie verhindert man Vorschub-Unterbrechungen (Genauhalt-Effekte) durch MSG-Befehle im Bahnbetrieb G64?

Im Bahnbetrieb (G64) löst jede Standard-Textausgabe (MSG) einen internen Vorlaufstopp aus, der die vorhergehende Achsbewegung abrupt abbremst, was zu unschönen Dwell-Marken und Werkzeugverschleiß führt. Siemens bietet hierfür einen speziellen Aufrufparameter, der die synchrone Generierung des Ausgabeblocks verhindert. Programmieren Sie Textmeldungen im fließenden Bahnbetrieb stets mit dem zweiten Parameter als MSG("Meldungstext", 1), um den Vorlaufstopp zu unterdrücken und die Oberflächenqualität zu sichern.

Siemens G60 Genauhalt: Modale Programmierung und Satzwechselgrenzen