Sinumerik SLOT1 & SLOT2 Fräszyklen programmieren

Einleitung

Eine folgenschwere Kollision der Spindel mit dem Spannfutter oder dem stehengebliebenen Zapfen (Butzen) in der Mitte des Teilkreises droht jedes Mal, wenn bei der Bearbeitung von Kreisnuten mit dem Zyklus SLOT2 die Positionierung zwischen den Nuten im G0-Eilgang gerade durch das Zentrum erfolgt. Neben dem Risiko eines mechanischen Crashs führt auch eine unzureichende Kontrolle der Werkzeugabmessungen direkt zu fehlerhaften Werkstücken: Ist der Fräserdurchmesser kleiner als die halbe Nutbreite, bleibt im Zentrum der Nut ein unerwünschter Materialsteg stehen. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung. Ein sicherer Fertigungsablauf und absolute Toleranztreue lassen sich bei den Siemens-Zyklen SLOT1 und SLOT2 nur erzielen, wenn Werkzeugparameter, Zustellwerte und Verfahrwege exakt auf die physikalischen Gegebenheiten der Aufspannung abgestimmt sind.

Technische Übersicht

Merkmal / Einschränkung	Spezifikationsdetails
Befehlscodes	SLOT1 (Längsnutenfräsen), SLOT2 (Kreisnutenfräsen)
Modale Gruppe	Nicht-modale Zyklen (müssen explizit oder über MCALL aufgerufen werden)
Unterstützte Marken	Siemens (Sinumerik)
Kritische Parameter	WID (Nutbreite), VARI (Bearbeitungsart/Eintauchmodus), _FFCP (Positioniervorschub auf Kreisbahn)
Hauptbedingung	Aktive Werkzeugradiuskorrektur (D-Nummer) ist vor der Ausführung zwingend erforderlich. Zentrumschnittiger Fräser (DIN844) für vertikales Eintauchen mit G1 benötigt.

Schnellleser

Wählen Sie SLOT1 zum Fräsen von geraden Nuten, die radial auf einen zentralen Koordinatenpunkt ausgerichtet sind.
Wählen Sie SLOT2 zum Fräsen von gekrümmten Kreisnuten, die dem Radius des Teilkreises folgen.
Verwenden Sie einen Fräserdurchmesser, der größer als die halbe Nutbreite ist, um stehenbleibende Materialstege im Nutzentrum zu verhindern, die das Werkstück zu Ausschuss machen.
Programmieren Sie vor dem Zyklusaufruf die Werkzeugradiuskorrektur mit G41, G42 oder einer aktiven D-Nummer, um den Alarm 61000 zu verhindern.
Setzen Sie die Zehnerstelle des Parameters VARI auf 1, um die Positionierung auf einer Kreisbahn mit dem Sicherheitsvorschub _FFCP zu erzwingen und Kollisionen mit zentralen Zapfen (Butzen) zu vermeiden.
Nutzen Sie einen zentrumschnittigen Schaftfräser nach DIN844, um das vertikale Eintauchen zu überstehen, wenn im Zyklus die G1-Eintauchmethode definiert ist.
Kombinieren Sie in neuerer Siemens-Software, bei der die Array-Variablen ausgeblendet sind, die Nutzyklen mit MCALL und HOLES2-Positionsmustern.

Grundlegende Konzepte

Der praktische Programmiereffekt der Zyklen SLOT1 und SLOT2 ist das automatisierte Räumen komplexer Nutanordnungen auf Kreisbahnen. Beim Aufruf von SLOT1 richtet die Maschine die Längsachse der Nuten radial auf die Mitte des Koordinatenmusters aus, während SLOT2 die Nuten entlang der Krümmung des Kreises selbst formt.

Programmierer müssen die Werkzeugabmessungen sorgfältig verwalten: Die Steuerung gibt zwar den Alarmcode 61105 aus, wenn der Fräserdurchmesser die Nutbreite überschreitet, prüft jedoch nicht, ob der Fräser zu klein ist. Wenn der Fräserdurchmesser kleiner als die halbe Nutbreite ist, bleibt ein hoher Steg aus Restmaterial in der Mitte der Nut stehen, wodurch das Werkstück zu Ausschuss wird.

Bediener müssen auch auf Einschränkungen der Werkzeuggeometrie achten; sofern kein vorgebohrtes Loch oder helikales Eintauchen verwendet wird, muss das programmierte Werkzeug zentrumschnittig sein (DIN844), um das senkrechte Eintauchen unbeschadet zu überstehen.

Befehlsstruktur

Die Syntax der Zyklen SLOT1 und SLOT2 umfasst eine detaillierte Abfolge von Koordinaten, Maßen und Vorschubgeschwindigkeiten. Die Steuerung wertet diese Argumente aus, um Werkzeugwegschleifen zu erzeugen, ohne dass manuelle G02- oder G03-Koordinatenberechnungen erforderlich sind. Neben den geometrischen Grundmaßen akzeptiert der Zyklus Sicherheitsparameter, Schlichtaufmaße und Eintauchmoduscodes, die sich an unterschiedliche Werkstückkonfigurationen anpassen.

Ein entscheidender Aspekt dieser Zyklen ist der Umgang mit Koordinatensystemen. Die Bearbeitungsebene muss vor dem Zyklusaufruf aktiv sein. Die Werte für die Bezugsebene, den Sicherheitsabstand und die endgültige Bearbeitungstiefe werden auf Basis aktiver Koordinatenverschiebungen und globaler Maschinendateneinstellungen interpretiert.

Syntax

SLOT1 (RTP, RFP, SDIS, _DP, _DPR, NUM, LENG, WID, _CPA, _CPO, RAD, STA1, INDA, FFD, FFP1, _MID, CDIR, _FAL, VARI, _MIDF, FFP2, SSF, _FALD, _STA2, _DP1, _UMODE, _FS, _ZFS, _GMODE, _DMODE, _AMODE)

SLOT2 (RTP, RFP, SDIS, _DP, _DPR, NUM, AFSL, WID, _CPA, _CPO, RAD, STA1, INDA, FFD, FFP1, _MID, CDIR, _FAL, VARI, _MIDF, FFP2, SSF, _FFCP, _UMODE, _FS, _ZFS, _GMODE, _DMODE, _AMODE)

Parameter

Parameter	Typ	Beschreibung	Wertebereich
`NUM`	Integer	Anzahl der zu bearbeitenden Nuten	Integer > 0
`WID`	Real	Nutbreite	Real, ohne Vorzeichen einzugeben
`LENG`	Real	Nutlänge (nur bei SLOT1 verwendet)	Real
`AFSL`	Real	Öffnungswinkel der Nut (nur bei SLOT2 verwendet)	Real
`CDIR`	Integer	Einstellung der Fräsrichtung	0 = Gleichlauf, 1 = Gegenlauf, 2 = G2-Richtung, 3 = G3-Richtung
`VARI`	Integer	Code für die Bearbeitungsart. Die Einerstelle definiert die Prozessart. Die Zehnerstelle definiert das Eintauchverfahren.	Einer: 0 = Komplettbearbeitung, 1 = Schruppen, 2 = Schlichten. Zehner: 0 = senkrecht mit G0, 1 = senkrecht mit G1, 2 = helikal, 3 = oszillierend. (Für SLOT2 positioniert die Zehnerstelle = 1 auf Kreisbahn)
`_FFCP`	Real	Vorschubgeschwindigkeit für die Zwischenpositionierung auf einer Kreisbahn (nur bei SLOT2 verwendet)	mm/min

Markenanwendungen

Siemens

Siemens unterscheidet sein Nutfräs-Backend durch mehrere fortschrittliche Verhaltensweisen deutlich von anderen Standard-ISO-Steuerungsmarken. Erstens durch die dynamische Hindernisumfahrung: Im Gegensatz zu einfachen Makros, die nur geradlinige Eilgangrückzüge zwischen Mustermerkmalen unterstützen, integriert Siemens die Zwischenpositionierung auf der Kreisbahn über _FFCP direkt in den SLOT2-Zyklus, wodurch der Übergangsweg mathematisch an den Radius des Bauteils angepasst wird, um zentrale Zapfen (Butzen) zu vermeiden.

Zweitens durch die spindelabhängige Richtungslogik: Anstatt den Programmierer zur mathematischen Berechnung der Schnittrichtung zu zwingen, liest Siemens vor dem Zyklusaufruf automatisch den aktiven Spindelzustand (M3 oder M4) aus und übersetzt den Programmierwunsch nach "Gleichlauf" oder "Gegenlauf" intern in die korrekte G2- oder G3-Werkzeugwegrichtung.

Schließlich zeichnet sich Siemens durch eine evolutionäre Mustertrennung aus: In modernen Versionen entkoppelt Siemens die Array-Logik (wie Lochanzahl und Winkel) vom eigentlichen Nutzyklus, sodass SLOT1 und SLOT2 über MCALL mühelos mit dedizierten Positionsmusterzyklen wie HOLES2 verknüpft werden können, was eine weitaus größere Flexibilität bei den Koordinaten bietet.

Markenvergleich

Modell / Version	Parameterausblendung & Array-Logik	Verhalten bei der Tiefenberechnung	Programmierpraxis
Sinumerik 840D sl / 828D (Neuere Software)	Array-Parameter wie NUM, RAD und INDA sind auf der Zyklus-Eingabemaske ausgeblendet.	Die Tiefenberechnung kann über den Maschinendatenparameter MD55214 $SCS_FUNCTION_MASK_MILL_SET global geändert werden.	Programmierer definieren einen Einzelnutzyklus und verknüpfen ihn dann mit MCALL und Musterzyklen wie HOLES2.
Sinumerik 810D / 840D Powerline (Ältere Software)	Alle Array-Parameter (NUM, RAD, INDA) werden direkt in den Parametern von SLOT1 oder SLOT2 angezeigt und eingegeben.	Folgt der klassischen Tiefenberechnung, bei der die Tiefe strikt ab der Bezugsebene (RFP) nach unten gemessen wird.	Die Zyklen werden direkt mit allen Abstands- und Anzahlparametern ausgeführt, die in einem einzigen Block definiert sind.
Sinumerik 808D (Basic CNC)	Die direkte Eingabe von Nut-Array-Koordinaten wird auf einfachen Masken ohne erweiterte Menütrennung unterstützt.	Standard-Tiefenberechnung mit fester Einbeziehung des Sicherheitsabstands (SDIS) basierend auf der Standard-Modellkonfiguration.	Wird direkt im Haupt-G-Code-Programmblock aufgerufen, häufig ohne fortgeschrittene Verknüpfungen mit Koordinatenmusterzyklen.

Technische Analyse

Die Analyse des Verhaltens von Siemens-Nutzyklen zeigt, dass die Optimierung der Werkzeugbewegung stark von den Konfigurationen der Softwareversion abhängt. Bei älteren Powerline-Steuerungen mussten für die Ausführung von SLOT1 oder SLOT2 die Mittelpunkte, Radien und Stückzahlen direkt angegeben werden. Diese einheitliche Parametrierung machte Programmänderungen bei Layoutanpassungen mühsam. Moderne Siemens Operate-Umgebungen lösen dies, indem sie arrayspezifische Parameter aus den Zyklusmasken ausblenden und die Generierung der Koordinaten-Arrays in unabhängige Positionsvorlagen verlagern. Dies ermöglicht es Programmierern, den Zyklus über MCALL modal zu schalten und ihn über unterschiedliche Layoutkoordinaten auszuführen, die in den nachfolgenden Programmzeilen definiert sind.

Eine weitere entscheidende Variable ist der Maschinendatenparameter MD55214 $SCS_FUNCTION_MASK_MILL_SET. Dieser Parameter ändert die Logik der Tiefenberechnung. Je nach Einstellung bezieht die Maschine den Sicherheitsabstand SDIS in die endgültige Tiefenberechnung ein oder nicht. Wird dieser Parameter bei der Einrichtung einer neuen Maschine nicht verifiziert, kann dies dazu führen, dass Nuten entweder zu tief oder zu flach gefräst werden, was zu Ausschussteilen führt. Die Erkennung des Spindelzustands erfolgt ebenfalls dynamisch; die Steuerung liest die aktive Drehrichtung M3 oder M4 aus, bevor sie die Gleichlauf- oder Gegenlaufbahn (G2 oder G3) generiert, was eine ordnungsgemäße Spanabfuhr und Oberflächengüte gewährleistet.

Programmbeispiele

Siemens-Beispiel

N420 SLOT2( 50.00000, 0.00000, 2.00000, -5.00000, 2.00000, 3, 30.000, 6.00000, 38.00000, 70.00000, 20.00000, 165.00000, 90.00000, 300.00000, 300.00000, 3.00000, 3, 0.20000, 0, 5.00000, 250.00000, 3000.00000, 0.00000)

Trockenlauf (dry run)

Schritt 1: Positionieren im Eilgang. Das Werkzeug verfährt mit Eilganggeschwindigkeit (G0) auf die Sicherheitsrückzugsebene RTP von 50,0 mm.
Schritt 2: Ausrichtung auf Mitte und Startpunkt. Die Steuerung berechnet die Position der ersten Nut auf dem Kreis anhand der Mittelpunktskoordinaten _CPA (38,0 mm) und _CPO (70,0 mm), des Radius RAD (20,0 mm) und des Startwinkels STA1 (165,0 Grad). Das Werkzeug verfährt im Eilgang auf diese Position.
Schritt 3: Positionieren auf Tiefe. Das Werkzeug fährt auf den Sicherheitsabstand SDIS (2,0 mm über der Bezugsebene RFP).
Schritt 4: Ausführung des Eintauchens. Das Werkzeug fährt vertikal nach unten auf die erste Schnitttiefe mit der programmierten Vorschubgeschwindigkeit FFD (300,0 mm/min). Da VARI auf 0 steht (senkrechtes Eintauchen mit G0), fährt das Werkzeug direkt nach unten.
Schritt 5: Nutfräsen. Die Spindel dreht sich mit der Drehzahl SSF (3000,0 U/min) in der programmierten Richtung. Das Werkzeug fräst die erste Nut entlang des Kreisumfangs entsprechend dem Öffnungswinkel AFSL (30,0 Grad) bei G3 (CDIR = 3) mit einer Vorschubgeschwindigkeit FFP1 (300,0 mm/min), wobei ein seitliches Schlichtaufmaß _FAL von 0,2 mm verbleibt.
Schritt 6: Iteration des Musters. Das Werkzeug zieht auf den Sicherheitsabstand zurück, positioniert sich für die zweite Nut um den Winkelschritt INDA (90,0 Grad) weiter und wiederholt den Vorgang, bis alle 3 Nuten (NUM = 3) geschruppt sind.
Schritt 7: Schlichtdurchgang an der Wand. Der Zyklus führt automatisch Schlichtdurchgänge an den Nutwänden mit der Schlichtvorschubgeschwindigkeit FFP2 (250,0 mm/min) aus, um das Schlichtaufmaß von 0,2 mm zu säubern.
Schritt 8: Endgültiger Rückzug. Nach Fertigstellung aller Nuten fährt das Werkzeug mit G0 auf die Rückzugsebene RTP (50,0 mm) zurück.

Fehleranalyse

Alarmcode	Auslösebedingung	Symptom für Bediener	Ursache / Behebung
Alarm 61000	Nutzyklus aufgerufen, bevor eine Werkzeugradiuskorrektur programmiert wurde.	Der Maschinenzyklus bricht die Ausführung sofort zu Beginn des Blocks ab.	Programmieren Sie vor dem Zyklusaufruf eine Werkzeugradiuskorrektur (G41/G42 oder aktive D-Nummer).
Alarm 61105	Der Durchmesser des aktiven Fräsers überschreitet die programmierte Nutbreite.	Die Steuerung unterbricht die Ausführung und gibt die Fehlermeldung „Fräserradius zu groß“ aus.	Wechseln Sie auf einen kleineren Fräser; der Fräserdurchmesser muss strikt kleiner als die Nutbreite WID sein.
Alarm 61102	Ein nicht unterstützter Wert wurde für den Parameter VARI programmiert.	Das Programm stoppt und zeigt die Meldung „Bearbeitungsart falsch definiert“ an.	Korrigieren Sie den Wert des Parameters VARI im Zyklusaufrufblock.

Anwendungshinweis

Ein teurer Werkzeugbruch oder unbrauchbarer Ausschuss durch einen verbleibenden Materialsteg in der Nutmitte entsteht zwingend, wenn der Durchmesser des Fräswerkzeugs nicht mindestens die Hälfte der programmierten Nutbreite (WID) beträgt, da die Steuerung diesen geometrischen Mindestwert nicht automatisch überwacht. Um Maßabweichungen und Toleranzüberschreitungen an den Nutwänden zu verhindern, muss der Bediener den tatsächlichen Werkzeugradius exakt einpflegen. Vor dem Aufruf von SLOT1 oder SLOT2 muss eine aktive Werkzeugradiuskorrektur (G41, G42 oder ein aktiver D-Offset) programmiert sein, da die Steuerung andernfalls sofort mit dem Alarm 61000 abstürzt. Ebenso führt ein Fräserdurchmesser, der größer als die Nutbreite WID ist, zum sofortigen Stopp mit dem Alarm 61105. Für das axiale Eintauchen im G1-Vorschub (definiert über die Zehnerstelle des Parameters VARI) ist zwingend ein zentrumschnittiges Werkzeug nach DIN844 erforderlich, da Standardfräser ohne Stirnschneide beim axialen Plungen kollidieren. Beim Einsatz von SLOT2 auf Drehmaschinen mit einem verbleibenden Zapfen (Butzen) in der Mitte des Teilkreises verhindert das Setzen der Zehnerstelle des Parameters VARI auf 1 ein horizontales Überfahren im G0-Eilgang. Das Werkzeug fährt stattdessen auf einer Kreisbahn mit dem im Parameter _FFCP definierten Positioniervorschub um das Hindernis herum und vermeidet so eine folgenschwere Kollision mit dem Spannfutter oder dem Werkstückzapfen. Korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl.

Fazit

Die prozesssichere Fertigung maßhaltiger Nuten auf Sinumerik-Steuerungen steht und fällt mit der genauen Abstimmung der Werkzeugparameter und der Positionierwege. Um teuren Ausschuss und Werkzeugschäden zu vermeiden, müssen Programmierer das Werkzeugverhalten beim Plungen und die Verfahrwege zwischen den Bearbeitungsstellen vorab simulieren. Die konsequente Aktivierung der Radiuskorrektur vor dem Zyklusaufruf und die Nutzung der kreisförmigen Positionierung (_FFCP) um zentrische Butzen herum garantieren maximale Prozesssicherheit und stellen sicher, dass alle Maße reproduzierbar innerhalb der geforderten Toleranzgrenzen liegen.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie verhindere ich Maßabweichungen (Toleranzüberschreitung) der Nutbreite bei der Bearbeitung mit SLOT1?

Wenn der Fräserdurchmesser zu klein gewählt wird oder das Werkzeug unter Schnittdruck abdrängt, weicht die gefertigte Nutbreite vom Nennmaß ab. Da der Zyklus SLOT1 die Breite über den Parameter WID berechnet, sollte bei engen Toleranzen ein Schrupp- und ein separater Schlichtgang definiert werden. Praktische Maßnahme: Aktivieren Sie vor der Schlichtbearbeitung einen feinen Korrekturwert im aktiven D-Offset der Werkzeugtabelle, um den Verschleiß und die Werkzeugabdrängung exakt zu kompensieren.

Wie lässt sich bei SLOT2 die Prozesssicherheit beim Einfahren auf Drehmaschinen mit Gegenspindel erhöhen?

Bei Bearbeitungen auf Drehmaschinen mit Gegenspindel behindern Spannbacken und der Werkstück-Zapfen oft den linearen Verfahrweg. Die Gefahr eines Crashs ist hoch, wenn die Steuerung im Eilgang positioniert. Praktische Maßnahme: Konfigurieren Sie den Positionierungsvorschub _FFCP im SLOT2-Zyklus bewusst mit einem reduzierten Sicherheitsvorschub und fahren Sie das Programm im ersten Durchlauf im Einzelsatzmodus (Single Block) bei reduzierter Eilgang-Override-Einstellung ab.

Warum meldet die Siemens-Steuerung Alarm 61102 beim Aufruf des SLOT1-Zyklus und wie behebe ich das?

Der Alarm 61102 signalisiert eine fehlerhafte Definition des Parameters VARI. Dies geschieht häufig, wenn eine ungültige Ziffernkombination für den Bearbeitungstyp oder das Eintauchverfahren in den Zyklus eingetragen wurde. Praktische Maßnahme: Kontrollieren Sie den Parameter VARI im Zyklusblock und stellen Sie sicher, dass die Einerstelle (Prozessart 0, 1 oder 2) und die Zehnerstelle (Eintauchart 0, 1, 2 oder 3) den zulässigen Werten des Sinumerik-Handbuchs entsprechen.

Siemens SLOT1 und SLOT2 Nutfräszyklen sicher programmieren