G69 Ausgleichsschnitt abbrechen: Kollisionsschutz an CNC-Drehmaschinen

Einleitung

Bei der Konturbearbeitung auf CNC-Drehmaschinen führt ein unbeabsichtigter Eilgang-Rücksprung des Werkzeugrevolvers nach einem Schlichtdurchgang (G70) oder eine fehlende Pfadaufhebung direkt in eine Katastrophe. Verbleibt das System im unkompensierten Modus oder schlägt der Aufhebungsblock fehl, fährt der Werkzeugträger im nichtlinearen Eilgang direkt in die rotierenden Backen des Spannfutters, die Spannmittel oder die Werkstückgeometrie. Diese schlagartige Kollision zerstört die Schneidplatte, beschädigt die Spindel und Kugelrollspindeln, löst Alarmcodes aus und verwandelt das Rohteil in irreparablen Ausschuss. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung. Die korrekte Programmierung der Aufhebung und Schlichtzyklen stellt als Koordinatenwiederherstellung die Prozesssicherheit und Maßhaltigkeit der Fertigung sicher.

Technische Übersicht

Schnellleser

• Synchronisationszustand vor der Ausführung von Eilgang-Rückzügen oder Werkzeugwechselbewegungen abbrechen.
• G69 stoppt nur die Zeitsynchronisation und setzt Vorschub-Overrides nicht automatisch zurück.
• Siemens benötigt den ISO-Dialektmodus (G291), um G69 zu erkennen.
• Mitsubishi-Befehle nutzen Parameter #1037 cmdtyp zur Festlegung, ob G14 oder G69 für das Abbrechen des Ausgleichsschnitts gilt.
• Das Vergessen von G69 kann den Werkzeugrevolver in das Dreibacken-Spannfutter steuern und Alarme wie Alarm 14800 oder P481 auslösen.
• Das NC-Reset-Verhalten kann bei Fanuc-Steuerungen so konfiguriert werden, dass bedingungslos auf G69 zurückgesetzt wird.

Grundlegende Konzepte

Die praktische Programmierung der Ausgleichsschnitt-Aufhebung G69 auf Fanuc-Drehzentren dient als kritisches Protokoll zur Koordinationswiederherstellung während Mehrkanal-Bearbeitungszyklen. Der Ausgleichsschnitt (G68) wird bei der Bearbeitung langer, dünner Werkstücke eingesetzt, um das Rohteil von beiden Seiten gleichzeitig zu zerspanen. Dies verhindert Werkstückdurchbiegungen, unterdrückt mechanische Schwingungen und reduziert die Gesamtbearbeitungszeit. Nach Abschluss der synchronisierten Drehsequenz muss der Programmierer G69 befehlen, um die Pfade aus diesem koordinierten Zustand zu lösen und die Werkzeugträger wieder in die unabhängige Pfadsteuerung zurückzuführen.

Die Implementierung des Befehls G69 zur Aufhebung der Doppel-Werkzeugträger-Synchronisation auf Siemens-Drehzentren fungiert als wichtiges Sicherheits- und Koordinatenwiederherstellungsprotokoll während automatisierter Bearbeitungszyklen. Wird der zweisprachige Interpreter in den ISO-Dialektmodus umgeschaltet, aktiviert G68 die koordinierte Doppel-Schlitten-Ausführung, um die Bewegungspfade unabhängiger Werkzeugträger zu synchronisieren, sodass Werkstücke von beiden Seiten gleichzeitig gedreht werden können. Das gleichzeitige Zerspanen eines dünnen Werkstücks von gegenüberliegenden Seiten unterdrückt mechanisches Spiel, eliminiert Vibrationen und verhindert die Durchbiegung des Rohteils. Nach Beendigung dieser synchronisierten Sequenz muss der Programmierer G69 in einem separaten Satz befehlen, um den koordinierten Zustand zu deaktivieren und die Werkzeugträger wieder in den normalen, unabhängigen Betrieb zurückzusetzen.

Die praktische Auswirkung des Befehls G14 (oder G69) zur Aufhebung des Ausgleichsschnitts auf Mitsubishi-Drehsteuerungen besteht darin, den Bewegungskernel sowohl des ersten als auch des zweiten Teilesystem-Revolvers aus einem synchronisierten Zeitsteuerungszustand zu lösen und die unabhängige Pfadausführung wiederherzustellen. Beim Drehen von relativ langen und dünnen Werkstücken führt die einseitige Bearbeitung zu Werkstückdurchbiegungen und heftigem Rattern. Durch den Befehl G15 (oder G68) synchronisiert die Steuerung den Startzeitpunkt beider Schneidwerkzeuge und setzt sie gleichzeitig auf beiden Seiten des Rohteils ein, um Nachgiebigkeiten zu unterdrücken und die Zerspanungszeit drastisch zu senken. Nach Abschluss dieses koordinierten Schrupp- oder Schlichtsegments muss der Programmierer explizit G14 (oder G69) befehlen, um den Modus des Ausgleichsschnitts aufzuheben, bevor einer der Werkzeugträger Eilgang-Rückzüge oder Werkzeugwechselbewegungen ausführt.

Befehlsstruktur

Der Befehl G69 ist als einzelner Satz ohne Koordinaten- oder Bewegungsadressen strukturiert. Er wird im Allgemeinen sequenziell nach der Ausführung des letzten synchronisierten Vorschubbefehls programmiert. Erreicht ein Programm einen G69- oder G14-Satz, beendet die Steuerung den Standby-Wartezustand und gibt die zugeordneten Werkzeugträger aus der koordinierten Mehrkanal-Kopplung frei.

Für eine optimale Zuverlässigkeit muss der Befehl gleichzeitig in den Teileprogrammen beider synchronisierter Werkzeugpfade programmiert werden. Wird der Aufhebungscode in einem der Pfade vergessen, wartet dieser spezifische Kanal unendlich auf eine Synchronisationsmarke, die niemals eintrifft, was die Programmausführung stoppt. Die Syntax folgt typischerweise einem einfachen Format ohne Adressargumente.

• Fanuc: G69 ; (Gruppe 04)
• Siemens: G69 ; (Gruppe 4 im ISO-Dialektmodus)
• Mitsubishi: G14 ; (Gruppe 18) oder G69 ; (Gruppe 15)

Markenanwendungen

Fanuc

Fanuc-Steuerungen verlassen sich bei der Doppel-Schlitten-Synchronisation auf G68 und G69. Die Pfadformatierung hängt von Parameter No. 8103 Bit 1 (MWP) ab. Einrichter und Programmierer müssen bei der Koordinierung von Ausgleichsschnitt-Sequenzen höchste Sorgfalt walten lassen. Programmierer müssen verstehen, dass die Ausgleichsschnittfunktion nur den Start des Arbeitsvorschubs am Impulsverteilungs-Startblock synchronisiert; Achsbewegungen, Geschwindigkeiten oder Vorschub-Overrides werden danach nicht dynamisch koordiniert. Um katastrophale Bearbeitungsfehler zu vermeiden, müssen Verfahrwege, Vorschübe, Override-Zustände und Verriegelungsschlüssel beider synchronisierter Werkzeugträger identisch programmiert werden. Tritt eine Abweichung auf, führen ungleiche Kräfte auf die gegenüberliegenden Revolver zu heftigen Vibrationen am dünnen Werkstück, was zu Rattern, Werkzeugbruch und einem irreparablen Ausschussteil führt.

• Parameter No. 8103 Bit 1 (MWP): Bestimmt das Parameterbezeichnungsformat zur Identifikation synchronisierter Pfade (Binärsumme vs. Dezimalkombination).
• Alarm PS0191: Wird während Gewindeschneidzyklen ausgelöst, wenn die Kegelhöhe die Grenzwerte verletzt.
• Alarm PS0082: Wird ausgelöst, wenn ein Werkzeugkorrekturwechsel im selben Satz wie die Messung angegeben ist.
• Series 15 Programmformat (FCV = 1): Umgeht Standard-Grenzwerte für Schruppparameter.

Glücklicherweise konfigurieren Fanuc-Steuerungen den Aufhebungsmodus (G69) so, dass er bei einem NC-Reset bedingungslos aktiviert wird, wodurch Bediener synchronisierte Standby-Zustände in Notsituationen sicher abbrechen können.

Siemens

Auf Siemens SINUMERIK-Systemen werden Befehle der Gruppe 4 ausschließlich im ISO-Dialektmodus ausgewertet. Um externe Reset-Zustände sicher zu verwalten, muss der Maschinendaten-Parameter MD 20154 so konfiguriert sein, dass die Gruppe 4 beim Einschalten oder Reset auf den gelöschten Zustand (G69) initialisiert wird. Einrichter und Programmierer müssen bei der Koordinierung von Doppel-Schlitten-Trajektorien höchste Sorgfalt walten lassen. Wird der G69-Aufhebungsblock weggelassen oder schlägt eine Reset-Initialisierung fehl, bewegt sich der Werkzeugrevolver bei nachfolgenden Positionierbefehlen weiterhin auf einem koordinierten, synchronisierten oder gespiegelten Pfad. Führt ein Bediener manuelle Anpassungen oder einen Koordinaten-Reset durch und startet danach den automatischen Zyklus erneut, kann der Revolverkopf entlang eines unkompensierten, versetzten Pfades verfahren. Unter diesen Bedingungen überschreitet der Werkzeugträger leicht Softwareschranken und fährt die Schneidwerkzeuge direkt in physische Spannmittel — wie auf dem Tisch montierte Spannklemmen oder die rotierenden Backen eines Spannfutters.

• MD 18800 $MN_MM_EXTERN_LANGUAGE: Aktiviert den externen CNC-Sprachcompiler zur Verarbeitung von G69.
• MD 20154 $MC_EXTERN_GCODE_RESET_VALUES[n]: Definiert den Standard-G-Code-Modalzustand.
• Alarm 61800: Compiler-Umschaltung auf externen G-Code bei deaktiviertem MD 18800 ausgeführt.
• Alarm 14800: Achsüberlastung durch harten Aufprall oder Null-Vorschub-Konflikte ausgelöst.

Bediener müssen Programme im Einzelsatzmodus im Trockenlauf (dry run) testen und die HMI-Bildschirmanzeigen überwachen, um zu überprüfen, ob die aktiven G-Gruppen-Modalregister G69 anzeigen, bevor sie fortfahren.

Mitsubishi

Mitsubishi nutzt den Parameter #1037 cmdtyp zur Steuerung der aktiven Funktionslisten. Programmierer und Einrichter müssen höchste Sorgfalt walten lassen, da der Ausgleichsschnitt nur den Start von Arbeitsvorschubsätzen koordiniert und Geschwindigkeiten oder Overrides während des Verfahrwegs nicht dynamisch anpasst. Vor dem automatischen Zyklusstart muss der Bediener das Rohteil physisch im Spannfutter oder der Reitstockunterstützung positionieren und sichern. Liegt eine Koordinatenabweichung oder ein Vorschub-Override-Unterschied zwischen den beiden Teileprogrammen vor, verteilen die Revolver Impulse mit unterschiedlichen Raten. Dies führt zu ungleichen Kräften auf das Werkstück, erzeugt Rattern, beschädigt die Oberflächengüte und kann zu einer physischen Kollision führen, wenn ein Revolver versucht, über sichere Grenzen hinaus zu verfahren. Um schwere Kollisionen zu verhindern, müssen Programmierer die Spannfutter-Schutzzone (G22 / G23) und die Reitstock-Schutzzone in den HMI-Einstellbildschirmen konfigurieren.

• Parameter #1037 cmdtyp: Konfiguriert, ob G14 oder G69 die Ausgleichsschnitt-Aufhebung basierend auf der aktiven Liste (Listen 2 bis 7) übernimmt.
• Parameter #1244 set16/bit2: Konfiguriert, ob der Synchronisations-Standby nur bei Arbeitsvorschüben oder allen Sätzen ausgeführt wird.
• Programmfehler (P481): Wird ausgeführt, wenn ein Ausgleichsschnitt-Befehl im Fräsmodus aufgerufen wird.
• Programmfehler (P29): Wird ausgelöst, wenn ein simultaner Gewindeschneidzyklus für mehrere Teile bei aktivem Ausgleichsschnitt programmiert wird.

Bediener müssen außerdem überprüfen, ob die aktiven G-Code-Modalanzeigen G14- (oder G69-) Aufhebungscodes anzeigen, bevor sie manuelle Positioniersequenzen nach einer Bearbeitungsunterbrechung ausführen.

Markenvergleich

Technische Analyse

Drei wesentliche programmtechnische und koordinative Verhaltensweisen unterscheiden Siemens-Steuerungen bei Koordinatentransformationen und der Compiler-Ausführung deutlich von Fanuc- und Mitsubishi-Systemen. Erstens entkoppelt Siemens das Schlitten-Spiegeln in seiner nativen Umgebung von den G68/G69-Befehlen der Gruppe 4. Während Fanuc und Mitsubishi Standard-G-Codes der Gruppe 4 oder Gruppe 15 nutzen, um Revolver-Spiegelkorrekturen direkt umzuschalten, verwaltet Siemens das Spiegeln nativ über explizite, textbasierte Frame-Befehle. Zweitens nutzt Siemens dedizierte kanalspezifische Maschinendaten, um externe G-Gruppen-Standardwerte dynamisch zu konfigurieren. Über Variablen wie MD 20154 erlaubt Siemens den Werkzeugmaschinenherstellern genau festzulegen, welche vorbereitenden G-Codes nach einem NC-Reset für jede externe G-Gruppe aktiv werden. Fanuc- und Mitsubishi-Systeme verarbeiten Reset-Initialisierungen auf flachen, parametergesperrten Registern.

Mitsubishi weist bei der Handhabung von G69-Koordinatenoperationen besondere Merkmale auf. Mitsubishi ermöglicht das EIN- und AUS-Schalten des Spiegelbildes gegenüberliegender Revolver direkt über die Werkzeugauswahl (T-Befehl) anstelle von vorbereitenden G-Codes. Gesteuert durch Parameter #1119 Tmiron und andere verschiebt die Auswahl einer bestimmten Werkzeugnummer dynamisch die Werkstück-Koordinatensysteme und Verschleißkorrekturen. Darüber hinaus integriert Mitsubishi G68/G69-Drehmodale dynamisch in seine manuelle Freifahrfunktion (G127). Während dieses Rückwärtsverfolgens verfolgt und behält der Bewegungskernel von Mitsubishi die aktiven G68-Koordinatenverschiebungen über seinen spezialisierten Modalinformations-Speicherblock erfolgreich bei, was eine Achsdrift verhindert. Schließlich erzwingt Mitsubishi ein parametergesperrtes Validierungs-Flag für die bimodale Programmformatumschaltung bei aktivem Spiegeln. Wird ein G188-Befehl in einem Teilesystem erteilt, das sich aktiv im T-Code-Spiegelbildmodus befindet, blockiert die Steuerung sofort die Compiler-Umschaltung und generiert den Programmfehler (P29).

Programmbeispiele

; Fanuc: G68 ; Ausgleichsschnitt-Modus EIN fuer Pfad 1 und 2
; Fanuc: G01 X80.0 Z-50.0 F0.25 ; Synchronisierten Arbeitsvorschub auf beiden Werkzeugtraegern ausfuehren
; Fanuc: G69 ; Ausgleichsschnitt-Modus abbrechen und unabhaengige Werkzeugtraegerbewegung wiederaufnehmen

Trockenlauf: Überprüft, dass die G69-Aufhebung unmittelbar auf den Synchronisationsschnitt folgt, und stellt sicher, dass die unabhängigen Pfade ohne PS-Alarme ordnungsgemäß freigegeben werden.

; Siemens: G291 ; Zweisprachigen Interpreter in den ISO-Dialektmodus umschalten
; Siemens: G68 ; Doppel-Schlitten/Revolver EIN, um die gegenueberliegenden Werkzeugtraeger zu synchronisieren
; Siemens: G69 ; Doppel-Schlitten/Revolver AUS, um die Synchronisation abzubrechen

Trockenlauf: Stellt sicher, dass der Interpreter den Werkzeugträger vor der Ausführung nachfolgender Eilgangbewegungen oder Frame-Verschiebungen sicher auf G69 AUS zurücksetzt.

; Mitsubishi: G15 ; Ausgleichsschnitt EIN (G-Code-Liste 3 Standard-Gruppe 18)
; Mitsubishi: G01 W47.0 F10.0 ; Synchronisierten Arbeitsvorschub gleichzeitig ausfuehren
; Mitsubishi: G14 ; Ausgleichsschnitt abbrechen (Ausgleichsschnitt AUS) in einem separaten Satz

Trockenlauf: Bestätigt, dass G14 die L-Adressen-Wartesperre erfolgreich deaktiviert, sodass die Revolver individuell in ihre Referenzpositionen zurückfahren können, ohne einen Achsgrenz-Alarm auszulösen.

Fehleranalyse

Anwendungshinweis

Die Ausführung des Schlichtzyklus G70 birgt erhebliche Risiken für die Prozesssicherheit, wenn der Werkzeugrückzug und die Parametereinstellungen nicht exakt verifiziert werden. Nach Abschluss der Kontur fährt das Werkzeug im unkompensierten Eilgang nichtlinear zum Startpunkt zurück — unabhängig von der Konfiguration in Fanuc Parameter No. 1401 Bit 1 (LRP). Bei Taschenkonturen (Type II) führt dieser Rücksprung ohne vorherige Freifahrbewegung dazu, dass der Werkzeugrevolver direkt durch das Bauteil schneidet. Dies führt zum Werkzeugbruch, beschädigt das Spannfutter oder den Reitstock und löst unmittelbar Alarm PS0322 aus. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung. Zur Vermeidung von Ausschuss müssen Korrekturaufrufe (G41/G42) zwingend außerhalb der Blöcke P und Q liegen (sonst droht Alarm PS0325) und elektronische Schutzzonen über die HMI-Oberfläche aktiviert werden.

Verwandte Befehle

• G68: Aktiviert den Ausgleichsschnitt oder den Doppel-Schlitten/Revolver-Synchronisationszustand auf Drehzentren.
• G67: Ein Aufhebungscode, der modale Benutzer-Makroaufrufe beendet und ähnlich als Wiederherstellungsbefehl dient.
• G68 (Fräsen): Obwohl es sich beim Fräsen um einen Koordinatensystem-Rotationscode handelt, unterstreicht er die Bedeutung von Aufhebungscodes über verschiedene Steuerungsmodi hinweg.
• G291 (Siemens): Aktiviert den ISO-Dialekt-Interpreter, der zur erfolgreichen Verarbeitung von G69-Blöcken erforderlich ist.

Fazit

Die konsequente Anwendung und Überprüfung des Befehls G69 sichert die Maßhaltigkeit und Prozesssicherheit nach Mehrkanal-Synchronisationszyklen auf CNC-Drehmaschinen. Korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl. Die strikte Trennung von Synchronisations- und Positionierblöcken schützt Spannmittel und Maschinenspindeln zuverlässig vor kostspieligen Kollisionen und verhindert Ausschuss in der Serienfertigung.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie verhindere ich Maßabweichungen beim Werkzeugwechsel nach dem G69-Befehl?

Stellen Sie sicher, dass G69 in einem separaten Satz ohne Bewegungskoordinaten programmiert wird, bevor der Werkzeugwechsel aufgerufen wird. Führen Sie im Trockenlauf einen Test durch, um die Modalwertanzeige im HMI zu überprüfen.

Warum wird der Befehl G69 auf einer Siemens-Steuerung nicht erkannt?

Siemens verarbeitet G69 ausschließlich im ISO-Dialektmodus und benötigt zuvor den Befehl G291 sowie die Freigabe des Maschinendaten-Parameters MD 18800. Schalten Sie vor Aufruf der Zyklen explizit mit G291 in den ISO-Modus um.

Welche Parameter verifizieren das sichere Aufheben des Synchronisationsmodus bei Fanuc?

Bei Fanuc regelt Parameter No. 8103 Bit 1 (MWP) das Pfadbezeichnungsformat und das NC-Reset-Verhalten bezüglich G69. Überprüfen Sie diesen Parameter in den Steuerungseinstellungen, um ein automatisches Rücksetzen bei Programmabbruch zu gewährleisten.