Función de Salto G31 y Palpado CNC: Guía de Configuración y Seguridad

Introducción

Un cable de señal roto en la sonda táctil, una holgura mecánica excesiva en el palpador o un switch de bloqueo de máquina activado por error pueden provocar de manera inmediata una colisión crítica de los ejes de la máquina herramienta CNC. Si durante un ciclo de medición con el comando G31 la señal de salto (skip) no es recibida por el control numérico debido a un fallo eléctrico o de configuración, el eje continuará su avance completo a alta velocidad. Esto causará que el cuerpo de la sonda de husillo o el palpador de rubí se estrellen directamente contra una mordaza de mesa (table-mounted vise jaw), las garras del plato de torno (chuck jaws) o las bridas de sujeción (workholding clamps). Esta colisión catastrófica no solo destruye instantáneamente el cabezal de medición y dobla el palpador, sino que también desalinea mecánicamente la torreta o el husillo, deteniendo la línea de producción y generando costosas piezas rechazadas (scrap parts) y un prolongado tiempo de inactividad (downtime) no planificado. Para prevenir estos costosos daños, es imperativo implementar estrategias de retroceso absoluto y verificar minuciosamente la calibración de los parámetros de velocidad y tiempo de respuesta antes de iniciar la producción en serie.

Resumen Técnico

Especificación Técnica	Detalles
Código de Comando	G31
Grupo Modal	Grupo 00 / No modal (One-shot)
Marcas Soportadas	Fanuc, Siemens, Mitsubishi
Parámetros Críticos	Parameter No. 3401 (Fanuc), MD 18800 (Siemens), Parameter #1174 (Mitsubishi)
Restricción Principal	La compensación de herramienta (G41/G42) debe cancelarse usando G40 antes de la ejecución

Lectura Rápida

• La compensación de herramienta debe cancelarse con G40 antes de programar G31 o G160.
• El feedrate de palpado debe configurarse lo suficientemente bajo para evitar que el recorrido por inercia mecánico (coasting) supere el límite de deflexión física del palpador de la sonda.
• No inicie G31 con una sonda ya deflectada, ya que esto activará inmediatamente la Alarm 21700.
• Los movimientos incrementales (G91) posteriores se calculan en relación con el punto de contacto real, por lo que se recomiendan retrocesos absolutos (G90) para evitar colisiones.
• Activar el bloqueo de máquina (machine lock) o el interruptor de cancelación del eje Z hará que el control ignore la señal de salto (skip), provocando una colisión.
• Las entradas de salto (skip) de pasos múltiples utilizan direcciones P (P1-P8 para Fanuc, P1-P4 para Siemens, máscara de bits P1-P255 para Mitsubishi).

Conceptos Básicos

La función de salto (skip) G31 es una herramienta esencial para la medición automática, la alineación de piezas y el ajuste de herramientas en el mecanizado CNC moderno. Cuando el control ejecuta G31, desplaza los ejes de la máquina a lo largo de una trayectoria programada a un feedrate especificado. Durante este recorrido lineal, el controlador monitorea activamente una entrada digital externa conectada a una sonda táctil (touch-trigger probe). En el momento en que el palpador de la sonda hace contacto físico con la pieza de trabajo, la mordaza de mesa (vise jaw) o el sensor de herramientas (tool setter), se activa la señal de salto (skip).

Al recibir la señal de salto (skip) activa, el controlador CNC ejecuta instantáneamente una eliminación de la distancia remanente (distance-to-go deletion), deteniendo todo movimiento de los ejes. El controlador registra las coordenadas precisas de la máquina en el momento del contacto en variables macro dedicadas del sistema e inmediatamente avanza al siguiente bloque del programa de pieza. Esta captura de coordenadas en tiempo real permite que los programas macro calculen dinámicamente los desfases (offsets) de las piezas, detecten errores de alineación de sujeción e identifiquen herramientas rotas sin la intervención del operador.

La implementación de un ciclo G31 requiere el cumplimiento estricto de las reglas de programación modal. Debido a que G31 es un comando no modal y de un solo disparo (one-shot) que pertenece al Grupo 00, se aplica únicamente al bloque en el que está escrito. Los programadores deben cancelar la compensación de radio de herramienta activa (G41/G42) con un comando G40 antes de ejecutar G31. De lo contrario, se producirán conflictos de posicionamiento y el control activará una alarma de error de programa.

Estructura de Comandos

El comando básico G31 requiere coordenadas de destino y un feedrate para definir la trayectoria de palpado. Los valores de las coordenadas determinan el punto final del movimiento de palpado. Si la sonda no logra activar una señal de salto (skip) antes de alcanzar esta coordenada, la máquina se detendrá en el punto final programado y procederá al siguiente bloque. Un feedrate (código F) debe estar activo o especificarse en el bloque G31, ya que la máquina no puede ejecutar un movimiento de palpado a velocidad cero.

Para configuraciones avanzadas de palpado, los controladores admiten comandos de salto (skip) de pasos múltiples mediante una dirección P o G-codes modificados. La dirección P determina qué canal de entrada física monitorea el control durante el movimiento de salto. Esto permite que las máquinas equipadas con múltiples sondas (como una sonda de husillo y un sensor de herramientas de mesa) monitoreen de forma selectiva diferentes entradas sin cambiar el cableado. En algunos controles, la dirección P actúa como una máscara de bits binaria para monitorear múltiples entradas simultáneamente.

Sintaxis estándar de G31 y estructura de comando básica:

G31 X... Y... Z... F... [P...] ;

Dirección / Parámetro	Descripción
X, Y, Z	Coordenadas absolutas o incrementales que especifican el punto final objetivo del palpado.
F	Feedrate de palpado en mm/min (o pulgadas/min), que define la velocidad del movimiento táctil.
P	Selector de entrada de salto (skip) de pasos múltiples o máscara de bits (dependiente de la marca y la opción).
R	Método de constante de tiempo de aceleración/desaceleración (utilizado principalmente en controles Mitsubishi).

Aplicaciones de Marca

Fanuc

En sistemas Fanuc, los comandos G31 se desplazan a lo largo de los ejes designados a un feedrate controlado. La selección del sistema de G-code (A, B o C) configurada a través del Parameter No. 3401 determina cómo se analizan las direcciones de coordenadas. En el Sistema de Torno A (Lathe System A), las coordenadas absolutas usan X y Z, mientras que las incrementales usan U y W. Para los Sistemas B y C, los modos absoluto e incremental se alternan mediante los comandos modales G90 y G91. Los estados modales predeterminados de encendido o restablecimiento se controlan mediante el Parameter No. 3402.

Un bloque de palpado típico de Fanuc utiliza G31 con coordenadas de destino y un feedrate especificado. Cuando se utiliza la opción de salto (skip) de entradas múltiples, los programadores especifican la dirección P (que va desde P1 a P8) para seleccionar el canal de entrada física.

Detalle Técnico de Fanuc	Descripción / Valor
Parámetros Clave	Parameter No. 3401 (configuración del sistema de G-code), Parameter No. 3402 (estados modales al restablecer)
Códigos de Alarma	Alarm 21700 (sonda atascada activa al inicio), Alarm PS0370 (dirección P programada sin la opción activa), Alarm PS0010 (comando G31 incorrecto sin la opción instalada)
Diferencias de Versión / Opción	Los niveles de opción admiten una sola entrada, cuatro entradas (P1-P4) u ocho entradas (P1-P8)

Advertencia: Iniciar un movimiento de palpado G31 con una compensación activa de radio de punta de herramienta (G41/G42) causará desfases de posicionamiento y activará alarmas de verificación. Programe siempre G40 para cancelar la compensación antes de realizar el palpado.

Siemens

Para ejecutar G31 en controles SINUMERIK, el interpretador debe cambiarse a Modo ISO Dialect utilizando G291. Los datos de máquina específicos del canal MD 20154 definen los G-codes activos al encender o restablecer. La opción de intérprete de idioma externo se habilita mediante los datos de máquina MD 18800.

El compilador de Siemens traduce la instrucción G31 de estilo ISO. Los programadores pueden especificar P1 a P4 para seleccionar entre cuatro entradas de sonda táctil (touch-trigger inputs) definidas por la configuración de la máquina.

Detalle Técnico de Siemens	Descripción / Valor
Parámetros Clave	MD 18800 (activación de idioma externo), MD 20154 (G-codes activos al restablecer)
Códigos de Alarma	Alarm 21700 (sonda desviada al inicio del bloque), Alarm 14800 (feedrate cero o no programado), Alarm 61800 (falta la opción de idioma CNC externo)
Diferencias de Versión / Opción	SINUMERIK 840D sl permite la modificación de parámetros; los parámetros de SINUMERIK 802D sl están protegidos contra escritura

Advertencia: Si G31 se ejecuta sin un feedrate activo o programado y no se ha definido un feedrate fijo, el control detendrá instantáneamente el ciclo con la Alarm 14800.

Mitsubishi

En los sistemas Mitsubishi, el feedrate de palpado predeterminado se define mediante el parámetro #1174. La selección entre esta velocidad de salto predeterminada y el feedrate modal activo se controla mediante el parámetro #12022 bit 2.

Mitsubishi admite comandos de salto (skip) de pasos múltiples G31.1, G31.2 y G31.3 mapeados a entradas definidas por parámetros. Además, G31 se puede comandar con una máscara de bits de dirección P (1 a 255) para evaluar una suma lógica de señales de salto activas.

Detalle Técnico de Mitsubishi	Descripción / Valor
Parámetros Clave	#1174 (feedrate de salto predeterminado skip_F), #12022 (bit de especificación de velocidad de salto), #2102 y #2103 (constantes de tiempo de aceleración/desaceleración de salto), #1366 (enclavamiento de salto multisistema), #12058 (verificación previa de sobrecarrera)
Códigos de Alarma	Program Error P608 (compensación de herramienta activa), Program Error P35 (valor P fuera del rango de 1 a 255), Program Error P603 (el feedrate F es 0 y #1174 es 0), MCP Alarm Y51 15/16 (constantes de tiempo no válidas)
Diferencias de Versión / Opción	M80V TypeB restringe los G-codes concurrentes de alta velocidad; la serie C80 admite la integración de PLC utilizando variables de dispositivo ZR (#50000 a #52749)

Advertencia: Intentar ejecutar G31 o G160 con la compensación de herramienta activa activará instantáneamente el Program Error P608. Asegúrese de que G40 esté activo antes de comenzar la medición.

Comparación de Marcas

Tema	Fanuc	Siemens	Mitsubishi
Estructura del Intérprete	Analizador de dialecto ISO estándar	Intérprete bilingüe (transición de modo de dialecto ISO G291 a modo Siemens G290)	Analizador de G-code nativo de Mitsubishi CNC
Canales de Entrada Múltiple	Soporte para entradas P1 a P8 (dependiente de la opción)	Soporte para entradas P1 a P4, mapeadas a través de datos de máquina del sistema	Soporte para entradas P1 a P255, evaluadas como una máscara de bits de suma lógica
Palpado sin Sensor	— (no source)	— (no source)	Función nativa de salto por limitación de torque G160
Verificación de Opciones	Verificación estricta de opciones (activa la Alarm PS0370 si no está habilitada)	La falta de la opción de dialecto externo activa la Alarm 61800	La comprobación del valor del comando P activa el Program Error P35 si está fuera del rango de 1 a 255
Salto de Sincronización EGB	Función dedicada de salto EGB G31.8	— (no source)	Función dedicada de salto EGB G31.8

Análisis Técnico

La evaluación comparativa de la implementación de G31 en las tres marcas de control destaca diferencias estructurales importantes en el comportamiento del intérprete, el mapeo de señales de entrada y el manejo de la seguridad. El intérprete bilingüe de los controles Siemens funciona traduciendo los comandos G31 bajo el modo ISO G291 en variables internas. El control puede hacer la transición al modo nativo de Siemens (G290) para leer estos parámetros de transferencia y ejecutar ciclos de medición de alto nivel. Fanuc y Mitsubishi, por otro lado, ejecutan la función de salto (skip) G31 directamente dentro de sus compiladores primarios de G-code, lo que garantiza velocidades de ejecución rápidas pero requiere un mapeo de variables basado en macros.

Las funciones de seguridad también muestran variaciones importantes específicas de cada marca. Los controles Siemens imponen una función de retracción de seguridad única mediante G10.6 (Rapid Lift), que se activa por una entrada digital. Para que G10.6 se ejecute, el sistema debe tener el programa de interrupción CYCLE3106.spf precargado en la memoria; de lo contrario, el control se detiene con la Alarm 14011. Mitsubishi lleva la seguridad sin sensores un paso más allá al ofrecer G160 (Torque Limitation Skip). G160 funciona sin una sonda física; monitorea los límites de corriente del motor del husillo o de los ejes (Q) y los valores de desviación de caída (droop deviation) (D) para detectar el contacto físico con el material bruto, las mordazas de mesa (vise jaws) o los platos de torno (chucks), deteniendo los ejes inmediatamente cuando se superan los límites.

Los métodos de selección de entrada reflejan diferentes filosofías de configuración. Fanuc utiliza comprobaciones de opciones estándar; el uso de una dirección P (P1-P8) sin la opción de salto de pasos múltiples habilitada detiene inmediatamente la máquina con la Alarm PS0370. Siemens mapea sus entradas P1-P4 directamente a través de datos de máquina específicos del canal. Mitsubishi procesa saltos de entradas múltiples con una máscara de bits de dirección P estricta que va de 1 a 255. En este modo, el valor P representa una suma lógica de señales de salto activas, y cualquier valor programado fuera del rango de 1 a 255 activa el Program Error P35.

Ejemplos de Programas

Fanuc

G40 ;
G90 G31 Z-50.0 F100.0 ;
G10.6 Z5.0 ;

ejecución en seco (dry run)

Primero, el comando G40 cancela cualquier compensación activa de radio de herramienta o radio de punta de herramienta para evitar conflictos de cálculo de posicionamiento. A continuación, G31 inicia un movimiento lineal de palpado en coordenadas absolutas hacia Z-50.0 a un feedrate de 100 mm/min. Si la sonda del husillo hace contacto con la superficie de la pieza de trabajo (por ejemplo, en Z-32.4), se activa la señal de salto (skip), el CNC detiene instantáneamente el recorrido del eje Z, almacena Z-32.4 en la variable del sistema, elimina la distancia remanente de 17.6 mm (distance-to-go) y procede al siguiente bloque. Finalmente, G10.6 retracta la sonda a Z5.0. Si la sonda no hace contacto con la pieza antes de Z-50.0, la máquina se detiene en el objetivo Z-50.0 y continúa con el bloque de retracción.

Siemens

G291 ;
G40 ;
G31 P2 Z120.0 F200.0 ;
G290 ;

ejecución en seco

El comando G291 cambia el control bilingüe SINUMERIK al Modo ISO Dialect para analizar los G-codes estándar de estilo Fanuc. G40 cancela cualquier compensación activa de radio de la fresa para garantizar una interpolación lineal segura. El comando G31 P2 comienza una trayectoria de palpado lineal hacia Z120.0 a un feedrate de 200 mm/min, monitoreando el canal de entrada física mapeado a P2. Si el palpador de la sonda entra en contacto con la mordaza de mesa (vise jaw) o la fijación en Z105.5, se activa la señal de salto (skip), el movimiento del eje se termina inmediatamente, se guardan las coordenadas reales y se descarta el recorrido remanente. El intérprete bilingüe ejecuta luego G290 para volver al modo nativo de Siemens para subroutines o ciclos de fresado Siemens estándar.

Mitsubishi

G40 ;
G31 Z-50.0 R1 F100.0 ;
G160 Z-25.0 Q80 D0.5 F40.0 ;

ejecución en seco

El comando G40 cancela la compensación de radio de herramienta activa, evitando el Program Error P608. G31 Z-50.0 R1 F100.0 inicia el palpado del eje Z a 100 mm/min. La dirección R1 ordena al controlador aplicar aceleración y desaceleración automáticas de acuerdo con los parámetros #2102 y #2103 para evitar paradas violentas. Cuando la sonda táctil (touch-trigger probe) cierra el circuito, el movimiento del eje se desacelera hasta detenerse, las coordenadas reales se almacenan en la variable #5061 y se descarta la trayectoria restante. El bloque G160 subsiguiente realiza un palpado de torque sin sensor a lo largo del eje Z a 40 mm/min. Si la carga de torque del motor del husillo supera el 80% (Q80) o la desviación de caída del servo supera los 0.5 mm (D0.5), el control registra un evento de salto de torque (torque skip), detiene el eje Z, elimina la distancia por recorrer y almacena las coordenadas de contacto.

Análisis de Errores

Marca	Código de Alarma	Condición de Activación	Síntoma del Operador	Causa Raíz / Solución
Fanuc	Alarm 21700	La señal de salto (skip) está activa antes de iniciar G31	El control se detiene inmediatamente con la alarma, el ciclo se para	El palpador de la sonda está desviado, atascado, o hay un fallo eléctrico. Retire el obstáculo o reinicie el sensor.
Fanuc	Alarm PS0370	Dirección P (P1-P8) programada pero la opción de salto de pasos múltiples no está activa	El ciclo se detiene en el bloque G31, se muestra la alarma	La opción de entrada múltiple no ha sido adquirida/configurada. Elimine el comando P o habilite la opción.
Siemens	Alarm 14800	G31 ejecutado con feedrate F configurado en 0 u omitido	El movimiento de palpado no se inicia, el control genera una alarma	No hay código F modal activo ni valor de parámetro predeterminado. Especifique el feedrate F en el bloque.
Siemens	Alarm 61800	G31 ejecutado pero el compilador de idioma externo no está habilitado	El ciclo se detiene en el comando G291 o G31	El parámetro MD 18800 o el bit de opción 19800 están deshabilitados. Habilite el soporte de idioma externo.
Mitsubishi	Program Error (P608)	G31 o G160 ejecutado con compensación de herramienta activa	El control se detiene, el ciclo se aborta al inicio del bloque	Compensación activa de radio de herramienta/radio de punta de herramienta (G41/G42). Programar G40 antes de G31/G160.
Mitsubishi	Program Error (P35)	Valor P programado fuera del rango válido de 1 a 255	El ciclo de palpado se detiene inmediatamente con error de programa	Máscara de valor P programada incorrecta. Corrija la dirección P para que esté dentro del rango de 1 a 255.
Mitsubishi	Program Error (P603)	G31 o G160 emitidos sin código F y el parámetro #1174 es 0	El palpado no se ejecuta, el ciclo se detiene	Feedrate omitido y el parámetro de feedrate de salto predeterminado #1174 no está configurado. Especifique F o configure #1174.

Nota de Aplicación

Una colisión destructiva que rompa el palpador de rubí y deforme el cabezal de la sonda ocurre de forma inmediata si el programador ignora la latencia de señal y la desaceleración del eje durante los ciclos de palpado rápido. Cuando el palpador toca la superficie metálica, el eje no puede detenerse instantáneamente, sino que recorre por inercia una distancia de frenado mecánica calculada mediante la fórmula: δ₀ = (F / 60) × (T_p + t₁ ± t₂), donde F representa el feedrate, T_p la constante de tiempo del lazo de posición, t₁ el retardo de respuesta física y t₂ el error del receptor de señal.

Si el programador establece una velocidad de avance (feedrate) de palpado demasiado alta, la distancia de inercia excederá la capacidad física de deflexión del palpador, destrozando la sonda. Validar el parámetro #1174 (skip_F) en Mitsubishi o MD 20154 en Siemens elimina la causa más frecuente de parada no planificada en este comando, ya que garantiza que el avance por defecto esté controlado a una velocidad de palpado segura. Si no se verifica este parámetro antes de producción, la desviación dimensional se acumula ciclo a ciclo y solo se detecta en la inspección final como pieza rechazada, arruinando lotes completos de material y aumentando drásticamente el tiempo de inactividad (downtime). Además, los operadores deben comprobar que el interruptor de bloqueo de máquina (machine lock) esté desactivado. Si este bloqueo está activo, el CNC ignora por completo la señal de salto (skip), lo que resulta en un choque frontal del palpador a toda velocidad contra la mordaza de mesa (vise jaw) o las bridas de sujeción (clamps).

Red de Comandos Relacionados

• G28 Retorno Automático a la Posición de Referencia: Se utiliza para devolver los ejes de la máquina a la posición de inicio (home) antes de cargar la sonda táctil en el husillo (spindle).
• G29 Retorno desde la Posición de Referencia: Ordena el movimiento de regreso desde la posición de referencia para posicionar la sonda cerca de la pieza de trabajo.
• G30 Retorno a la Posición de Referencia Secundaria: Devuelve los ejes a las posiciones de inicio secundarias, lo cual se utiliza con frecuencia para las secuencias de cambio automático de herramienta (ATC) para cargar la sonda.
• G10.6 Rapid Lift: Ordena una secuencia de retracción rápida y recuperación de la herramienta activada por una señal digital en caso de emergencia.
• G160 Torque Limitation Skip: Realiza el movimiento del eje en un estado de torque limitado, lo que permite la medición sin sensores físicos.

Conclusión

Para optimizar la fiabilidad del proceso de palpado y evitar paradas de producción imprevistas, la mejor práctica en programación CNC consiste en cancelar sistemáticamente las compensaciones de herramienta con G40 antes de ejecutar G31 y emplear siempre coordenadas absolutas (G90) para los movimientos de retracción posteriores. Configurar correctamente los tiempos de respuesta del sensor y las constantes de deceleración de salto mediante los parámetros #2102 y #2103 protege la sonda táctil de colisiones destructivas. La integración meticulosa de estas rutinas reduce a cero la tasa de piezas rechazadas (scrap) y evita pérdidas por tiempo de inactividad (downtime), permitiendo una automatización segura del ciclo de mecanizado.

Preguntas Frecuentes (FAQ)

¿Cómo se puede evitar la rotura del palpador si la señal de salto (skip) de la sonda falla?

Para evitar la destrucción física de la sonda en caso de fallo eléctrico o pérdida de señal, configure el parámetro de verificación de carrera extrema (como el parámetro #12058 en Mitsubishi a valor 1). Esto activa un chequeo previo del límite antes del recorrido, obligando al control a detener el avance si no detecta la sonda con la señal activa. Como acción práctica, realice siempre un test de diagnóstico visual (LED de estado en el receptor de la sonda) y una comprobación del estado del bit de entrada en el registro de diagnóstico del control antes de ejecutar el bloque G31 en modo automático.

¿Qué ocurre si se programa un avance (feedrate) demasiado alto en un ciclo G31?

Un avance excesivo aumenta drásticamente el recorrido por inercia (coasting) tras el contacto físico, lo que supera el límite de deflexión del palpador de rubí y dobla el vástago de la sonda, deteniendo la producción. Para evitar esto, calcule la velocidad máxima de palpado basándose en la constante de tiempo del lazo de posición y el tiempo de respuesta del receptor. Como acción práctica, configure el parámetro #1174 (skip_F) a una velocidad reducida y calibrada de entre 50 y 150 mm/min para proteger el palpador y garantizar la precisión de la medición.

¿Por qué los movimientos del programa CNC se desfasan después de ejecutar un palpado con G31?

Esto se debe a que el control numérico elimina la distancia remanente por recorrer y redefine dinámicamente el punto de contacto como la nueva referencia para cualquier movimiento incremental (G91) posterior, acumulando errores en los mecanizados siguientes. Como acción práctica, programe siempre el bloque de retroceso inmediatamente posterior a la medición en modo absoluto (G90) para desplazar el eje Z a un plano de seguridad fijo e invariable antes de reanudar el mecanizado.