Roscado G33 en Siemens: Programación de Paso Constante y Sintaxis

Introducción

Presionar el botón de parada de ciclo (cycle stop) durante la ejecución de un bloque de roscado G33 en un control Siemens SINUMERIK sin haber verificado las holguras de la máquina expone al equipo a una colisión destructiva inmediata contra el plato de sujeción (chuck), las bridas de amarre (clamps) o las mordazas de una prensa de montaje (vise jaw). Debido a que la interpolación de roscado desactiva la desaceleración instantánea para proteger la integridad del paso de rosca, el carro portaherramientas ignorará cualquier comando de detención y continuará su trayectoria hasta el final del bloque de posicionamiento posterior. Si un error de programación o un decalaje de origen incorrecto posiciona la herramienta demasiado cerca de estos componentes giratorios, la colisión resulta inevitable: el portaherramientas se estrellará a alta velocidad contra la sujeción, lo que provocará la rotura del inserto de carburo, la deformación del husillo y un costoso tiempo de inactividad en la línea de producción.

Para mitigar este riesgo y garantizar la estabilidad del tiempo de ciclo, la sincronización entre el encoder del husillo y los ejes de avance lineal exige un control estricto de las revoluciones mediante el comando G97. Activar accidentalmente la velocidad de corte constante (G96) durante el roscado de caras transversales o cónicas provocará fluctuaciones dinámicas en la velocidad del husillo a medida que el diámetro varía, induciendo un desfase de respuesta en el servo (servo lag) que distorsiona el paso físico del hilo y genera piezas rechazadas en la inspección de calidad.

Resumen Técnico

Campo	Especificación Técnica
Código de Comando	G33
Grupo Modal	Grupo 01 / Comando de movimiento modal
Marcas Soportadas	Siemens (SINUMERIK 840D sl, 802D sl, etc.)
Parámetros Críticos	SD 42000 $SD_THREAD_START_ANGLE, SD 42010 $SD_THREAD_RAMP_DISP[25]
Restricción Principal	Los overrides de velocidad de avance (feedrate) y velocidad del husillo (spindle speed) están bloqueados al 100%. Se ignoran las funciones de parada de avance (feed hold) y parada de bloque único (single block). La parada de ciclo (cycle stop) no desacelera los ejes de avance de forma inmediata.

Lectura Rápida

• Desactivar la Velocidad de Corte Constante: Programe G97 para bloquear la velocidad del husillo y evitar que el desfase por fluctuación del husillo arruine el paso de la rosca.
• Verificar las Trayectorias de Entrada/Salida: Configure DITS y DITE para definir las rampas de aceleración y desaceleración para evitar la sobrecarga del eje por el Alarm 22280.
• Comprender el Bloqueo de Overrides: Los overrides de velocidad de avance y velocidad del husillo se desactivan automáticamente y se bloquean al 100% durante la interpolación de roscas.
• Reconocer la Seguridad de Emergencia: Los botones estándar de parada de avance (feed hold) y parada de bloque único (single block stop) se ignoran durante los bloques de trayectoria de roscado.
• Ajustar el Desfase del Ángulo de Inicio: Use el parámetro SF= para roscas de múltiples entradas, lo que permite entradas decimales directas mapeadas a SD 42000.
• Cambiar el Modo del Intérprete: Cambie al modo ISO Dialect mediante G291 para ejecutar código ISO G32/G33, y luego regrese al modo nativo de Siemens mediante G290.

Conceptos Básicos

La implementación del roscado de paso constante G33 en controles Siemens establece una sincronización de engranaje electrónico de alta precisión entre el husillo de la pieza de trabajo y los ejes de avance lineal de la máquina. El controlador lee el codificador (encoder) de posición del husillo en tiempo real, convirtiendo la velocidad de rotación en una velocidad de avance exacta por revolución para accionar la herramienta de corte.

Esta sincronización garantiza que la herramienta entre en la pieza de trabajo exactamente en el mismo punto de inicio angular en cada pasada, lo que permite a los programadores ejecutar múltiples pasadas de desbaste y acabado a lo largo de una trayectoria repetible. Los programadores pueden controlar la orientación del husillo y el movimiento de avance dinámicamente, asegurando una alta calidad de rosca sin ajustes manuales.

Estructura de Comandos

El comando G33 es un comando de movimiento activo de forma modal que define la trayectoria espacial de la herramienta con respecto a la pieza de trabajo en rotación. En el modo nativo Siemens SINUMERIK, las coordenadas del eje y los parámetros del paso de rosca determinan si la rosca es cilíndrica, transversal (refrentado) o cónica. El controlador calcula dinámicamente la velocidad de trayectoria multiplicando la velocidad del husillo por el paso de rosca programado.

Los programadores deben especificar la coordenada de destino en el eje principal y el paso de rosca correspondiente. También se puede programar opcionalmente el desfase del punto de inicio para desfasar el ángulo de corte en roscas de múltiples entradas. Este parámetro se escribe directamente en los datos de ajuste (setting data) de la máquina para definir el desfase del ángulo de inicio.

Sintaxis de Rosca Cilíndrica

G33 Z... K... SF=... ;

Sintaxis de Rosca Frontal (Transversal)

G33 X... I... SF=... ;

Sintaxis de Rosca Cónica

G33 X... Z... K... SF=... ; (Ángulo de avance ≤ 45°)
G33 X... Z... I... SF=... ; (Ángulo de avance > 45°)

Dirección / Parámetro	Descripción	Rango de Valores
X, Z	Puntos finales de la trayectoria de roscado en coordenadas cartesianas (G90 absoluto o G91 incremental)	Depende del espacio de trabajo de la máquina
I	Paso de rosca especificado en la dirección del eje X (transversal)	0.001 a 2000.00 mm/rev
K	Paso de rosca especificado en la dirección del eje Z (longitudinal)	0.001 a 2000.00 mm/rev
SF=	Desfase del punto de inicio (ángulo de inicio) para roscas de múltiples entradas	0.0000 a 359.999 grados

Aplicaciones de Marca

Siemens

El diseño y la arquitectura de software de los controles Siemens exhiben tres comportamientos distintos que diferencian claramente su ejecución de roscado. Primero, Siemens cuenta con el interruptor selector de intérprete bilingüe G290 y G291. Para ejecutar programas ISO estándar, el operador debe cambiar el compilador al modo ISO Dialect mediante G291 (que interpreta el roscado de paso constante como G32; consulte la guía de g32-thread-cutting-constant-lead-turning), y luego regresar al modo nativo de Siemens mediante G290 para ejecutar subrutinas paramétricas nativas y ciclos estándar.

Segundo, Siemens utiliza comandos basados en texto nativo para configurar desfases de ángulo de inicio y rampas de aceleración. El desfase del punto de inicio para múltiples roscas se especifica mediante la dirección basada en texto SF= (que se mapea directamente a SD 42000), aceptando valores angulares decimales directos (por ejemplo, SF=180.0).

Tercero, Siemens permite el control programático directo de las trayectorias de entrada y salida dentro del programa de la pieza utilizando DITS y DITE. Estos comandos escriben directamente en los datos de ajuste SD 42010, lo que permite a los programadores personalizar dinámicamente las longitudes de las rampas de aceleración y desaceleración para evitar alarmas de sobrecarga de aceleración del eje (Alarm 22280) en piezas de trabajo cortas.

Comparación de Marcas

Característica / Función	SINUMERIK 840D sl (Alta gama)	SINUMERIK 828D (Gama media)	SINUMERIK 802D sl / 808D (Compacto)
Torneado Poligonal (Grupo G-Code 20 G51.2 / G50.2)	Totalmente Soportado	Soportado (según la versión de firmware)	Completamente Omitido
Opción de Prevención de Colisiones	Disponible (Opción de software)	No Disponible	No Disponible
Control de Rampa de Entrada/Salida (DITS / DITE)	Totalmente Soportado mediante SD 42010	Totalmente Soportado mediante SD 42010	Soportado mediante Setting Data estándar

Análisis Técnico

La arquitectura de control de los sistemas Siemens SINUMERIK maneja el roscado mediante una sincronización digital de alto nivel. A diferencia de los sistemas tradicionales cableados, Siemens utiliza datos de ajuste configurables por software para determinar el comportamiento de entrada y salida. Los programadores pueden anular los perfiles de aceleración predeterminados incrustando DITS y DITE directamente en el programa de pieza. Esta flexibilidad evita fallas por sobrecarga de ejes en componentes cortos sin necesidad de realizar ajustes en los datos de máquina del sistema NCK.

La interfaz del intérprete bilingüe (G290 y G291) proporciona un entorno de ejecución flexible. Los programadores pueden escribir bloques ISO G32 o G33 estándar activando el comando G291. Sin embargo, para aprovechar las mejoras de ciclos específicos de Siemens (como CYCLE376T) o los parámetros R paramétricos, el intérprete debe cambiarse de nuevo al modo nativo de Siemens G290. Este cambio modal permite al control equilibrar la compatibilidad de código heredado con la generación de trayectorias nativas de alto rendimiento.

Ejemplos de Programas

Ejemplo de Roscado Siemens SINUMERIK G33

A continuación se muestra un programa de pieza típico para cortar una rosca cilíndrica de doble entrada con un paso de 4 mm/rev en un control Siemens SINUMERIK, seguido de una pasada de roscado cónico. Antes de ejecutar el roscado G33, asegúrese de que todos los ejes de avance hayan completado su retorno al punto de referencia (consulte el procedimiento de g28-automatic-return-to-reference-position para el posicionamiento de origen).

; Aproximación y Arranque del Husillo
G1 G54 X99 Z10 S500 F100 M3 ; Aproximarse a la posición de inicio, seleccionar decalaje de origen, arrancar el husillo en sentido horario a 500 RPM
; Pasada de Roscado 1
G33 Z-100 K4 ; Cortar rosca cilíndrica hasta Z-100 con paso K = 4 mm/rev
; Retorno y Aproximación para Pasada 2
G1 X110 ; Retraer eje X
G0 Z10 ; Retorno rápido a Z10
G1 X99 ; Aproximarse al diámetro de inicio de rosca
; Pasada de Roscado 2 (Desfase de Doble Entrada)
G33 Z-100 K4 SF=180 ; Segunda pasada de rosca doble con ángulo de desfase de inicio de 180.0 grados
; Retracción
G1 X110 ; Retraer herramienta
G0 Z10 ; Retorno rápido
; Pasada de Roscado Cónico
G1 X99 Z10 ; Aproximarse al punto de inicio
G33 X110 Z-60 K4 ; Corte de rosca cónica hasta X110 Z-60 con paso K = 4 mm/rev en la dirección Z
G1 X120 ; Retraer eje X
G0 Z10 ; Retorno rápido

ejecución en seco (dry run)

Antes de ejecutar el bloque de roscado en una pieza de trabajo en bruto, se debe realizar una ejecución en seco. Asegúrese de que el eje Z y el eje X estén libres del plato de sujeción del husillo giratorio y de los dispositivos de fijación de la pieza de trabajo. El operador activa el modo de ejecución en seco en el panel de control SINUMERIK. Durante la ejecución, la herramienta se desplazará a lo largo de la trayectoria G33 definida (primero de Z10 a Z-100, luego para la segunda pasada, y finalmente a lo largo de la trayectoria cónica a X110 Z-60). El husillo debe girar a una velocidad constante de 500 RPM, y los ejes deben interpolar en sincronización rígida. El operador debe verificar que los overrides de velocidad de avance estén bloqueados al 100% y que el botón de parada de avance (feed hold) no detenga el movimiento G33 hasta que se alcance el final del ciclo de roscado.

Análisis de Errores

Código de Alarma	Condición de Activación	Síntoma del Operador	Causa Raíz / Solución
Alarm 14800	La velocidad de trayectoria programada se evalúa como cero o menor.	El movimiento del eje se detiene inmediatamente al inicio del bloque G33.	Asegúrese de que el avance por revolución G95 esté activo y de que se defina un avance distinto de cero, o habilite los avances fijos.
Alarm 22280	La trayectoria de entrada programada es demasiado corta para permitir que el eje acelere a la velocidad síncrona.	El NCK muestra una alarma de sobrecarga de aceleración durante la entrada del roscado.	Aumente la longitud de la trayectoria de entrada o programe valores DITS/DITE más grandes para ajustar las longitudes de las rampas.
Alarm 61800	Intento de ejecutar el modo G32/G33 ISO Dialect sin la activación del NCK.	El controlador interrumpe la ejecución del programa y muestra "External CNC system missing" (Sistema CNC externo ausente).	Active el parámetro de opción MD 18800 $MN_MM_EXTERN_LANGUAGE o el bit de opción 19800 para habilitar el intérprete ISO.
Alarm 61001	Parámetro de paso de rosca incorrecto dentro de los ciclos de roscado (como CYCLE376T).	La ejecución del ciclo se detiene con la advertencia "Incorrect thread lead" (Paso de rosca incorrecto).	Verifique los parámetros del paso de rosca (I o K) y resuelva cualquier definición contradictoria en los parámetros del ciclo.

Nota de Aplicación

La generación de un error de sobrecarga en el eje y la consecuente parada del programa ocurren cuando la distancia asignada para la aceleración del carro es insuficiente en relación con la velocidad del husillo programada. En el control Siemens, esto activa directamente el Alarm 22280 durante la fase de aproximación del roscado. Para prevenir esta detención de la máquina, los programadores deben ajustar las rampas de aceleración y desaceleración directamente en el código G utilizando los comandos DITS y DITE. Validar el parámetro SD 42010 elimina la causa más frecuente de parada no planificada en este comando, garantizando que el eje alcance la velocidad síncrona exacta antes de tocar la pieza de trabajo.

Asimismo, en el roscado de múltiples entradas, omitir el desfase del ángulo de inicio SF= hace que el control utilice por defecto el valor del parámetro de datos de ajuste SD 42000. 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. Los operadores deben confirmar que los husillos mantengan una velocidad constante desactivando la velocidad de superficie constante (G96) y activando la velocidad constante del husillo (G97) para asegurar que cada pasada de acabado entre exactamente en el canal de corte previo, evitando el desecho de material y protegiendo el tiempo de ciclo total.

Red de Comandos Relacionados

• G34 / G35: Realiza el roscado con variaciones de paso progresivas o regresivas, haciendo extensión de las capacidades de G33 para roscas autorroscantes y de paso variable.
• G331 / G332: Ejecuta ciclos de roscado rígido (macho) sin mandril de compensación, sincronizando la rotación del husillo directamente con el eje de avance en el modo nativo de Siemens.
• DITS / DITE: Programa las trayectorias de entrada y salida directamente en el programa de pieza para definir las rampas de aceleración y desaceleración para el roscado G33.
• G64 / G641: Activa el modo de trayectoria continua para encadenar de forma fluida múltiples bloques de roscado G33 sin desaceleración en las transiciones de bloque.
• G31: Para inspección de herramientas o palpado activo antes del roscado, consulte el manual de g31-skip-function-probing.

Conclusión

La optimización de procesos de roscado G33 en entornos Siemens requiere la implementación sistemática de aproximaciones seguras de herramienta y la validación de rampas de velocidad controladas por DITS y DITE en el programa de pieza. Se recomienda a los programadores estandarizar el uso de G97 en todos los bloques de preparación previos al roscado y realizar siempre una comprobación de los datos del husillo antes de iniciar la producción en masa. Esta práctica elimina la posibilidad de errores por desfase de servo en el paso de rosca y previene paradas de máquina por sobrecarga, maximizando el tiempo de actividad y asegurando que las roscas cumplan con las tolerancias de calidad requeridas sin riesgo de colisión.

Preguntas Frecuentes (FAQ)

¿Cómo se elimina el Alarm 22280 en un ciclo de roscado G33 de Siemens?

Este alarma se activa cuando el eje de avance no dispone de suficiente espacio físico para acelerar hasta la velocidad de sincronización con el husillo. Para solucionarlo sin modificar la posición inicial de la herramienta, puede ajustar el comportamiento de la rampa de aceleración acortando la distancia requerida por el control a través del comando DITS. Acción práctica: Agregue el comando DITS=4 en la línea de aproximación previa al bloque G33 para actualizar dinámicamente el dato de ajuste SD 42010 en el control numérico.

¿Por qué se barre la rosca al realizar pasadas de acabado con G33 en SINUMERIK?

El barrido o deformación del hilo en las pasadas de acabado suele ser el resultado de variaciones en la velocidad de rotación del husillo, causadas por mantener activo el comando G96 (velocidad de corte constante) o por modificar manualmente las revoluciones del husillo entre pasadas. Esto introduce un desfase en el servo que desalinea la trayectoria de la herramienta. Acción práctica: Programe explícitamente el comando G97 y bloquee las revoluciones del husillo a un valor constante antes de iniciar la primera pasada de desbaste.

¿Cómo se programa una rosca de dos entradas (doble inicio) usando G33 en Siemens?

Para mecanizar una rosca de doble inicio se debe desfasar el punto de entrada angular de la herramienta en 180 grados entre pasadas sucesivas. En controles Siemens, esto se logra utilizando el parámetro SF= en el bloque de roscado, el cual escribe directamente el valor de desfase angular en el registro de datos de ajuste SD 42000. Acción práctica: Ejecute la primera pasada omitiendo el parámetro SF= y programe la segunda pasada repitiendo el mismo bloque de roscado pero agregando SF=180 al final de la línea.