Sinumerik POCKET3 & POCKET4 Zyklen programmieren

Einleitung

Ein unkontrollierter Eilgang des Fräswerkzeugs direkt in eine Spannvorrichtung oder das vertikale Eintauchen eines nicht zentrumschnittigen Schaftfräsers in das volle Material führt unweigerlich zum Werkzeugbruch und zerstörtem Ausschuss. Wenn der Programmierer die Parameter für die Z-Achsen-Freigängigkeit, die Rückzugsebene und die aktive Werkzeugradiuskorrektur im Steuerungssystem nicht exakt verifiziert, droht eine sofortige Kollision mit Spannbacken oder dem Werkstück. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung. Die präzise Beherrschung der Siemens-Zyklen POCKET3 und POCKET4 ist daher entscheidend für die Prozesssicherheit im CNC-Fräsprozess.

Technische Übersicht

Technische Spezifikation	Detail
Befehlscode	POCKET3 (rechteckige Tasche), POCKET4 (kreisförmige Tasche)
Modale Gruppe	Fräszyklen (nicht-modale Zyklusaufrufe oder modale Ausführung über MCALL)
Marken	Siemens
Kritische Parameter	_VARI (Bearbeitungs-/Eintauchart), _MID (Max. Zustelltiefe), _CDIR (Fräsrichtung)
Hauptbedingung	Die Werkzeugradiuskorrektur (D-Offset aktiviert) muss vor dem Zyklusaufruf aktiv sein (verhindert Alarm 61000).

Schnellleser

Werkzeugkorrektur aktivieren: Programmieren Sie vor dem Aufruf von POCKET3 oder POCKET4 immer eine aktive Werkzeugradiuskorrektur (wie D1), um einen Zyklusabbruch mit Alarm 61000 zu verhindern.
Werkzeugradius überprüfen: Stellen Sie sicher, dass der aktive Werkzeugradius kleiner als der programmierte Eckenradius oder Kreisradius der Tasche ist, um Alarm 61105 zu verhindern.
Sicherheitsabstände prüfen: Stellen Sie die Rückzugsebene _RTP und den Sicherheitsabstand _SDIS hoch genug ein, um beim Eilgang-Positionieren zur Taschenmitte Schraubstockbacken, Clamps und Fixtures zu überfahren.
Passende Eintauchstrategie wählen: Nutzen Sie helikales oder oszillierendes Eintauchen (Zehnerstelle von _VARI auf 2 oder 3) beim Fräsen mit Standard-Wendeplattenfräsern, um Werkzeugbruch durch vertikales Plungen zu vermeiden.
Vorbearbeitungsparameter nutzen: Definieren Sie Guss- oder vorgebohrte Maße über _AP1, _AP2 und _AD, um Luftschnitte zu vermeiden und Zykluszeiten zu verkürzen.
Modale Unterprogramme verwalten: Kombinieren Sie den Taschenzyklus mit MCALL, wenn Sie mehrere identische Taschen auf einem Koordinatengitter oder Positionsmuster bearbeiten.

Grundlegende Konzepte

Der praktische Programmiereffekt der Zyklen POCKET3 und POCKET4 ist die vollständige Automatisierung von Schrupp- und Schlichtbearbeitungen für geometrische Standardtaschen. Anstatt umfangreiche Werkzeugwege blockweise manuell zu programmieren, definieren Programmierer einfach die Abmessungen der Tasche, die Schlichtaufmaße und die maximalen Tiefenzustellungen. Die Steuerung berechnet den Werkzeugweg zum Räumen des Materials automatisch. Für die Vollmaterialbearbeitung aus einem Rohteil bieten die Zyklen hochdynamische Eintauchstrategien. Das Werkzeug kann vertikal plungen, entlang einer kontinuierlichen helikalen Spirale rampen, um sanft in das Material einzudringen, oder eine oszillierende Strategie nutzen, bei der der Fräser entlang der Längsachse der Tasche hin und her pendelt, bis er den erforderlichen Tiefenschritt erreicht. Dies macht vorgebohrte Startlöcher bei der Verwendung von Standard-Schaftfräsern, die nicht über die Mitte schneiden können, völlig überflüssig.

Befehlsstruktur

Siemens Sinumerik-Steuerungen nutzen zwei unterschiedliche Befehle für das Taschenfräsen: POCKET3 für rechteckige Geometrien und POCKET4 für kreisförmige Taschen. Diese Zyklen sind parametrisierte Unterprogramme, bei denen der Programmierer spezifische numerische Eingaben direkt im Zyklusaufrufblock übergibt. Jedes Argument definiert einen kritischen geometrischen oder technologischen Aspekt des Vorgangs, wie z. B. Referenzhöhen, Taschenmaße, Aufmaße, feedrates und Eintauchstrategien.

Die Parametrisierung ermöglicht es einer G-Code-Zeile, alles vom Schruppen im Gleichlauf bis hin zum Schlichten der Tiefenzustellung zu steuern. Da diese Zyklen standardmäßig nicht-modal sind, werden sie nur an der aktuell aktiven Werkzeugposition ausgeführt, es sei denn, ein modales Verhalten wird mit der MCALL-Anweisung initiiert. Eine wichtige Programmierregel ist sicherzustellen, dass alle erforderlichen Parameter sequenziell definiert und durch Kommas getrennt sind, wobei optionale nachfolgende Felder leer bleiben, wenn sie nicht verwendet werden.

POCKET3(_RTP, _RFP, _SDIS, _DP, _LENG, _WID, _CRAD, _PA, _PO, _STA, _MID, _FAL, _FALD, _FFP1, _FFD, _CDIR, _VARI, _MIDA, _AP1, _AP2, _AD, _RAD1, _DP1, _UMODE, _FS, _ZFS, _GMODE, _DMODE, _AMODE)

POCKET4(_RTP, _RFP, _SDIS, _DP, _CDIAM, _PA, _PO, _MID, _FAL, _FALD, _FFP1, _FFD, _CDIR, _VARI, _MIDA, _AP1, _AD, _RAD1, _DP1, _UMODE, _FS, _ZFS, _GMODE, _DMODE, _AMODE)

Parameter	Beschreibung	Datentyp / Wertebereich
`_RTP`	Rückzugsebene (absolute Koordinate entlang der Werkzeugachse)	REAL
`_RFP`	Bezugsebene (absolute Oberfläche des Werkstücks)	REAL
`_SDIS`	Sicherheitsabstand (Abstand zur Bezugsebene für Eilgangannäherung, ohne Vorzeichen einzugeben)	REAL
`_DP`	Taschentiefe (absolut oder inkrementell)	REAL
`_LENG`	Taschenlänge (inkrementell, mit Vorzeichen) [nur POCKET3]	REAL
`_WID`	Taschenbreite (inkrementell, mit Vorzeichen) [nur POCKET3]	REAL
`_CRAD`	Eckenradius der rechteckigen Tasche [nur POCKET3]	REAL
`_CDIAM`	Taschendurchmesser oder -radius [nur POCKET4]	REAL
`_PA`	Taschenreferenz / Mittelpunkt in der 1. Achse (absolut)	REAL
`_PO`	Taschenreferenz / Mittelpunkt in der 2. Achse (absolut)	REAL
`_STA`	Drehwinkel zwischen Längsachse und 1. Achse (0° ≤ STA < 180°) [nur POCKET3]	REAL
`_MID`	Maximale Tiefenzustellung pro Durchgang (ebenenweise) oder max. helikale Steigung (inkrementell)	REAL
`_FAL`	Schlichtaufmaß an der Taschenkante oder Ebene (ohne Vorzeichen)	REAL
`_FALD`	Schlichtaufmaß am Taschenboden oder Tiefe (ohne Vorzeichen)	REAL
`_FFP1`	feedrate für Oberflächenbearbeitung (Ebenenvorschub)	REAL
`_FFD`	feedrate für Tiefenzustellung (Tiefenvorschub)	REAL
`_CDIR`	Fräsrichtung (0 = Gleichlauf [Down-cut], 1 = Gegenlauf [Up-cut], 2 = mit G2, 3 = mit G3)	INT
`_VARI`	Bearbeitungsart (Einerstelle: 1=Schruppen, 2=Schlichten; Zehnerstelle: 0=senkrecht G0, 1=senkrecht G1, 2=helikal, 3=oszillierend)	INT
`_MIDA`	Maximale Zustellbreite in der Ebene für Vollmaterialbearbeitung	REAL
`_AP1`	Rohmaß der Taschenlänge (POCKET3) / Rohmaß des Taschenradius (POCKET4)	REAL
`_AP2`	Rohmaß der Taschenbreite (POCKET3)	REAL
`_AD`	Rohmaß der Taschentiefe ab der Bezugsebene	REAL
`_RAD1`	Radius der helikalen Bahn beim Eintauchen	REAL
`_DP1`	Eintauchtiefe pro 360°-Helixumdrehung	REAL
`_UMODE`	Hinterschnitt-Modus / Parameter	REAL / INT
`_FS`	Fasenbreite zum Anfasen	REAL
`_ZFS`	Eintauchtiefe der Werkzeugspitze (absolut oder inkrementell)	REAL
`_GMODE`	Geometriemodus (Auswertung der programmierten Geometriedaten)	INT
`_DMODE`	Anzeigemodus (Ebene G17/G18/G19, feedrate-Gruppe, Technologieskalierung)	INT
`_AMODE`	Alternativmodus (Taschentiefe absolut/inkrementell)	INT

Markenanwendungen

Siemens

In Siemens Sinumerik-Konfigurationen werden die Taschenzyklen als High-Level-Befehle POCKET3 und POCKET4 aufgerufen, die komplexe Taschengeometrien direkt aus dem Standard-G-Code unterstützen. Ein wesentlicher Vorteil in Siemens-Systemen ist die Möglichkeit, den Zyklus mittels MCALL modal aufzurufen. Dies erlaubt es dem Bediener, ein Raster oder Muster von Koordinaten (z. B. mit HOLES2 oder benutzerdefinierten Koordinaten) zu definieren und den Taschenzyklus an jeder Position auszuführen, ohne redundante G-Code-Blöcke zu schreiben. Zudem können Parameter wie _AP1, _AP2 und _AD so eingestellt werden, dass sie eine gegossene oder vorbearbeitete Kavität darstellen, was die Steuerung anweist, Luftschnitte zu überspringen und sich auf das Abtragen des verbleibenden Materials zu konzentrieren.

Markenvergleich

Feature / Parameter	Alte Siemens-Zyklen (POCKET1 / POCKET2)	Moderne Siemens-Zyklen (POCKET3 / POCKET4)	Grafische ShopMill-Benutzeroberfläche
Werkzeuganforderungen	Erforderte zwingend zentrumschnittige Schaftfräser (DIN 844) mit über die Mitte schneidender Stirnverzahnung.	Funktioniert dank helikalem/oszillierendem Plungen auch mit Standard-Wendeplattenfräsern ohne Zentrumschnitt.	Unterstützt nativ jeden qualifizierten Fräser, der in der Werkzeugliste registriert ist.
Eintauchstrategien	Ausschließlich vertikales Plungen (senkrechtes Eintauchen), erfordert vorgebohrte Löcher bei Vollmaterial.	Senkrecht (G0/G1), helikaler Pfad und oszillierende Rampenbewegung auf der Mittellinie.	Visuelle Auswahl von Rampen, Helix oder geradem Plungen, direkt mit den Technologiedaten des Werkzeugs verknüpft.
Vorschubprogrammierung	Über Parameter in Standardeinheiten (mm/min oder mm/rev) programmiert.	Als Tiefenvorschub (`_FFD`) und Ebenenvorschub (`_FFP1`) in mm/min programmiert.	Ermöglicht die Programmierung des Tiefenvorschubs als `FZO` in mm/Zahn (Standard ist `FZ`).
Unterstützung für Vorbearbeitung	Keine native Unterstützung; geht immer von einem vollen Materialblock aus.	Unterstützt über Rohmaßparameter (`_AP1`, `_AP2`, `_AD`).	Grafische Auswahlschalter für Rohteil/Vorbearbeitung, die die Zyklusparameter dynamisch anpassen.

Technische Analyse

Siemens unterscheidet sich beim Taschenfräsen von anderen Steuerungsmarken durch mehrere fortschrittliche, integrierte Zyklusverhaltensweisen. Erstens bettet Siemens eine umfassende Logik zur Nachbearbeitung direkt in die Standard-Taschenzyklen über Parameter wie _AP1, _AP2 und _AD (oder AZ, W1, L1) ein. Anstatt jede Tasche als vollen Materialblock zu behandeln, kann der Programmierer die Abmessungen einer kleineren, bereits bearbeiteten Tasche oder eines Gusslochs definieren. Dies ermöglicht es dem Zyklus, das bestehende Feature effizient zu vergrößern, ohne Zeit mit Luftschnitten zu verschwenden. Zweitens bietet Siemens eine hochspezialisierte oszillierende Eintauchmethode für rechteckige Taschen (ausgelöst durch das Einstellen der Zehnerstelle von _VARI auf 3), die automatisch einen pendelnden Rampenweg entlang der Mittellinie der Tasche berechnet — ein kinematisches Feature, das in einfachen ISO-Makros selten standardmäßig integriert ist. Schließlich unterstützt das Siemens-Ökosystem einen zweischichtigen Programmieransatz: Diese komplexen automatischen G-Code-Zyklen integrieren sich nativ in die grafischen Eingabemasken 'Eingabe einfach' und 'Eingabe komplett' von ShopMill. Dadurch kann die Benutzeroberfläche die Technologieparameter über die Variable _DMODE skalieren, sodass sowohl Bediener an der Steuerung als auch klassische G-Code-Programmierer exakt dieselben kinematischen Routinen im Hintergrund nutzen.

Programmbeispiele

T1 D1 M6 ; Werkzeug 1 mit aktiver Radiuskorrektur D1 wählen
S2000 M3 ; Spindelstart im Uhrzeigersinn mit 2000 U/Min
G17 G90 G54 ; XY-Ebene, absolute Koordinaten, Werkstück-Koordinatensystem
G0 X0 Y0 ; Positionieren auf Taschenmitte im Eilgang
Z20 ; Positionieren auf Sicherheitsabstandebene im Eilgang
; Rechtecktaschenzyklus POCKET3 ausführen
POCKET3(20, 0, 2, -25, 70, 50, 15, 0, 0, 90, 2, 0, 0, 2000, 0.1, 0, 21, 60, 8, 3, 15, 6.5, 1, 0, 1, 2, 11100, 11, 110)
G0 Z100 M5 ; Z-Achse freifahren und Spindel stoppen
M30 ; Programmende

Analyse des Trockenlaufs (dry run):

Satz 1-5: Die Maschine schwenkt den Werkzeugrevolver auf Werkzeug 1, aktiviert den Werkzeugkorrekturwert D1, startet die Spindel im Uhrzeigersinn mit 2000 U/Min, wählt die Bearbeitungsebene G17, stellt auf absolute Programmierung G90 um und verfährt zum Taschenmittelpunkt bei X0 Y0. Die Z-Achse positioniert im Eilgang auf 20 mm.
Satz 6 (POCKET3-Aufruf): Der Zyklus beginnt. Die Z-Achse verfährt im Eilgang auf die Rückzugsebene (_RTP = 20) und positioniert anschließend weiter auf den Sicherheitsabstand (_SDIS = 2 mm über der Bezugsebene _RFP = 0).
Eintauchen & Bearbeitung: Mit _VARI = 21 (Schruppen mit helikalem Eintauchen) beginnt das Werkzeug eine helikale Eintauchbahn mit dem Radius _RAD1 = 6.5 und einer Steigung von _DP1 = 1 mm pro Umdrehung. Der Vorschub beträgt dabei _FFD = 0.1 (programmiert als Tiefenvorschub), bis die erste durch _MID = 2 mm definierte Tiefenzustellung erreicht ist.
Taschenräumen: Der Zyklus räumt die rechteckige Fläche von 70 mm mal 50 mm mit konzentrischen Bahnen und einem Vorschub von _FFP1 = 2000 mm/min aus. Dabei wird ein seitliches Schlichtaufmaß von 0 mm (_FAL = 0) und ein Bodenschlichtaufmaß von 0 mm (_FALD = 0) hinterlassen, da in diesem Satz kein separates Schlichten angefordert wurde. Der Eckenradius wird auf 15 mm gefräst.
Rückzug: Nach Erreichen der Endtiefe von −25 mm zieht das Werkzeug im Eilgang auf den Sicherheitsabstand und anschließend auf die Rückzugsebene _RTP = 20 zurück.

Fehleranalyse

Alarmcode	Auslösebedingung	Symptom für Bediener	Ursache / Behebung
Alarm 61000	Werkzeugkorrektur (`D`-Nummer) ist vor dem Aufruf des Zyklus nicht aktiv.	Die Programmausführung stoppt sofort beim Zyklusaufrufsatz; auf dem Steuerungsbildschirm erscheint Alarm 61000 „Keine Werkzeugkorrektur aktiv“.	Verifizieren Sie, dass ein Werkzeugradius-Korrekturwert (z. B. `D1`) in der G-Code-Sequenz (z. B. `T1 D1 M6`) vor dem Aufruf des Zyklus aktiv ist.
Alarm 61105	Der programmierte Taschenradius (oder Eckenradius `_CRAD` / Kreisradius `_PRAD`) ist kleiner als der aktive Werkzeugradius.	Die Zyklusausführung bricht sofort zu Beginn des Satzes ab; die Anzeige zeigt Alarm 61105 „Fräserradius zu groß“.	Wählen Sie ein Werkzeug mit kleinerem Durchmesser oder vergrößern Sie die programmierten Taschenabmessungen bzw. den Radius, damit das Werkzeug physikalisch in die Begrenzung passt.
Alarm 61101	Die Koordinaten von Rückzugsebene `_RTP` und Bezugsebene `_RFP` sind logisch inkonsistent (z. B. liegt die Bezugsebene entlang der Z-Achse über der Rückzugsebene).	Die Steuerung verweigert den Start der Werkzeugbewegung, unterbricht das Programm und gibt Alarm 61101 „Bezugsebene falsch definiert“ aus.	Passen Sie die Z-Achsenkoordinaten so an, dass die Rückzugsebene `_RTP` physikalisch höher liegt als die Bezugsebene `_RFP` (z. B. `_RTP = 20` und `_RFP = 0`).

Anwendungshinweis

Ein abrupter Produktionsstopp durch Alarm 61000 oder ein schwerer Werkzeugbruch bei der Taschenbearbeitung resultiert fast immer aus einer unzureichenden Parameterverifizierung. Vor dem Aufruf des Zyklus POCKET3 oder POCKET4 muss die Werkzeugradiuskorrektur über einen aktiven D-Offset (z. B. D1) geladen sein, da die Steuerung andernfalls den Prozess sofort abbricht. Wenn der Bediener den aktiven Werkzeugradius gegenüber dem programmierten Eckenradius vernachlässigt, führt dies zu einer folgenschweren Toleranzüberschreitung und teurem Ausschuss. Die Steuerung blockiert diesen Zustand glücklicherweise vorab mit Alarm 61105. Für maximale Prozesssicherheit muss zudem die Rückzugsebene _RTP so gewählt werden, dass das Werkzeug beim Eilgangverfahren zur Taschenmitte nicht mit Spannvorrichtungen wie Schraubstockbacken kollidiert. Korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl.

Fazit

Die Einhaltung enger Toleranzen und eine hohe Prozesssicherheit beim Taschenfräsen auf Sinumerik-Steuerungen erfordern die konsequente Nutzung der integrierten Eintauch- und Vorbearbeitungsparameter. Durch den Übergang von vertikalem Plungen zu zirkularem Helix-Eintauchen (eingestellt über _VARI) werden unzulässige Schnittkräfte eliminiert, was Maßabweichungen an den Taschenwänden minimiert. Die präzise Definition von Vorbearbeitungsmaßen mittels _AP1, _AP2 und _AD verhindert unproduktive Luftschnitte und schont die Spindellager. Für Serienfertigungen sichert die Kombination mit MCALL eine wiederholgenaue Positionierung ohne das Risiko manueller Programmierfehler.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie verhindere ich Maßabweichungen durch Werkzeugabdrängung bei tiefen Taschen in POCKET3?

Bei tiefen Taschen führt die radiale Abdrängung des Fräsers oft zu einer Toleranzüberschreitung an den Wänden. Nutzen Sie das Schlichtaufmaß _FAL für die Wandung und programmieren Sie einen separaten Schlichtdurchgang (Einheitenstelle von _VARI auf 2) mit reduzierter Zustellung _MID. Messen Sie das Werkzeug nach dem Schruppen per Messtaster nach, um den D-Offset vor dem Schlichtdurchgang zu korrigieren.

Warum bricht POCKET4 mit Alarm 61105 ab, obwohl der Taschenradius größer als das Werkzeug ist?

Der Fehler tritt auf, wenn der programmierte Taschenradius unter Berücksichtigung des Schlichtaufmaßes _FAL kleiner ist als der im Steuerungssystem hinterlegte aktive Werkzeugradius im D-Offset. Korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl. Reduzieren Sie entweder das Aufmaß _FAL oder verwenden Sie einen kleineren Fräser, um den Zyklus fehlerfrei auszuführen.

Wie sichere ich die Prozesssicherheit beim Fräsen von Taschen in Gussteilen mit Restmaterial?

Beim Bearbeiten von unregelmäßigen Gussrohlingen besteht die Gefahr von Werkzeugbruch durch unvorhergesehenes Vollmaterial. Definieren Sie die Rohmaße der Tasche exakt über die Parameter _AP1, _AP2 und _AD, damit die Steuerung die Schnittaufteilung optimal anpasst. Verifizieren Sie die tatsächliche Gussgeometrie vor der Bearbeitung mit einer manuellen Antastung des Werkstücks.

Sinumerik POCKET3 und POCKET4 Taschenfräszyklen: Siemens Guide