G22 Stored Stroke Limit Check ON G-Kodu Komutu: CNC Programlama

Giriş

Aktif kompanzasyon modlarında meydana gelen beklenmedik bir koordinat ofseti kayması veya koordinasyonsuz manuel müdahale, döner alet revolverinin (turret) iş parçası aynası çenelerine veya punta gövdesine doğrudan çarpmasına neden olabilir. Hızlı traverste (G00) gerçekleşen bu şiddetli darbe, makine milinin kırılmasına, pahalı iş bağlama ekipmanlarının hasar görmesine ve iş parçasının hurda (scrap) haline gelerek tüm üretim hattının durmasına yol açar. Bu tür plansız duruş süreleri (downtime) ve malzeme kayıpları, atölye maliyetlerini doğrudan artırır.

Bu fiziksel çarpışma risklerini ve yüksek maliyetli hasarları önlemek için CNC programcıları, sınırlandırılmış strok limit kontrolleri (stored stroke limit check) ve çalışma alanı sınırlamaları (working area limitation) kullanırlar. Bu işlevler, kritik iş bağlama ekipmanları ve ham malzeme etrafında sanal giriş engelleme bölgeleri oluşturur. Sistem, takım konumlarını gerçek zamanlı olarak izler ve takım ucu veya takım tutucu korunan fiziksel sınırları ihlal etmeden önce eksen hareketini otomatik olarak yavaşlatıp durdurur. Böylece hurda oranını en aza indirir ve makine ömrünü korur.

Teknik Özet

Hızlı Okuma

• Sözdizimi durmalarını önlemek için bariyer aktivasyon ve deaktivasyon komutlarını (G22/G23, WALIMON/WALIMOF) bağımsız bloklarda programlayın.
• Sınır yaklaşımlarından önce takım boyu ofsetlerinin aktif olduğundan emin olun; aktif olmayan ofsetler kontrolü takım tutucuya kaydırarak chuck çarpma riski oluşturur.
• Look-ahead arabellek taşmalarını ve kontur dalmalarını önlemek için radüs kompanzasyonu altında hareket içermeyen blokları N-2 adımdan daha azıyla sınırlandırın.
• Otomatik döngüler sırasında punta güvenlik bariyerlerinin programlı olarak devre dışı bırakılmadığından emin olmak için Fanuc *TSB gibi PLC sinyallerini izleyin.
• Yasaklanmış bir stored stroke bölgesinde sıkışan bir takımı kurtarırken sınırları geçici olarak devre dışı bırakmak için G23 uygulayın.
• Fiziksel fikstürlerle eşleşmesi için aktif düzleme bağlı koordinat sistemi sınırları belirleyin (örneğin G19 YZ düzlem seçimi kullanarak).

Temel Kavramlar

Stored stroke limit kontrolleri, kritik iş bağlama ekipmanları ve ham malzeme etrafında sanal giriş engelleme bölgeleri oluşturmak için kesici takımın fiziksel hareket zarfını sınırlandırır. Kontrol sistemi, chuck içerisine bağlanan veya punta ile desteklenen bir iş parçasının fiziksel sınırlarını tanımlayarak takım ucunun bu korunan bölgelere girmesini engeller ve eksen hareketini güvenlik sınırında otomatik olarak durdurur. Bu yazılım tabanlı bariyer, CNC makinesini insan kaynaklı programlama hatalarından ve koordinat ofseti hatalarından koruyan elektronik bir korkuluk görevi görür.

Bir eksen fiziksel olarak bir mikro şaltere temas ettiğinde tetiklenen donanımsal limit anahtarlarının aksine, stored stroke limitleri CNC yorumlayıcısı tarafından sürekli izlenir. Sistem, mevcut koordinatları yapılandırılmış sınır parametrelerine göre değerlendirir. Yörüngede bir sınır ihlali algılandığında sistem, fiziksel bir çarpışma meydana gelmeden önce tüm eksenleri yavaşlatarak durdurur. Bu güvenlik zarfı, otomatik parça boşaltma veya turret döndürme gibi durumlarda takımların belirli bölgelere girmesine veya çıkmasına izin vermek için programlı olarak açılıp kapatılabilir.

Komut Yapısı

Güvenlik sınırlarına yönelik komut yapısı, bağımsız bloklarda programlanması gereken özel hazırlık kodlarına dayanır. G22 komutu, stored stroke limit kontrolünü başlatarak chuck ve punta sınırlarını aktif giriş engelleme bölgeleri olarak tanımlar. G23 komutu limit kontrolünü devre dışı bırakarak korunan bölgelere eksen hareketine izin vermek için aktif sınırları iptal eder; bu da takım değiştirmeyi veya ham malzeme yüklemeyi mümkün kılar.

Üreticiye ve aktif koordinat sistemine bağlı olarak, sınırlar G-code parametreleri veya önceden yüklenmiş sistem değişkenleri aracılığıyla dinamik olarak tanımlanabilir. Sınırlar doğrudan programlanırken, mutlak koordinat adresleri korunan bölgenin pozitif ve negatif limitlerini belirler. Kontrol sistemi, bu koordinat değerlerini aktif G-code durumuna göre değerlendirerek makinenin G20 inch input veya G21 metric input standartlarında çalışmasına bağlı olarak dahili doğrulama parametrelerini ayarlar.

G-Code Sözdizimi

; Fanuc Sözdizimi
G22 ;
G23 ;
G22 Xp_ ;
; Siemens Sözdizimi
G25 X_ Y_ Z_ ;
G26 X_ Y_ Z_ ;
WALIMON ;
WALIMOF ;
WALCS1 ;
WALCS0 ;
; Mitsubishi Sözdizimi
G22 ;
G23 ;
G22 X_ Z_ C_ I_ J_ K_ ;
G22.1 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ ;

Komut Parametreleri

Marka Uygulamaları

Fanuc

Fanuc kontrolleri, iş parçası aynaları ve puntalar etrafında sanal bir güvenlik bölgesi oluşturmak için stored stroke limit kontrollerini kullanır. Sistem başlatma varsayılanları, güç açıldığında G22'nin aktif olup olmayacağını belirleyen Parameter No. 3402 Bit 7 tarafından yönetilir. Kontrolcü ayrıca aktif G-code sistemi altındaki eksen tanımlamalarını yorumlamak için Parameter No. 3401 Bit 7'yi referans alır.

Programcılar, bağımsız bir blokta G22 komutu vererek stored stroke kontrolünü aktif hale getirirler. Takım değiştirme veya parça yakalayıcı (parts catcher) işlemleri için sınırları devre dışı bırakmak amacıyla bağımsız bir G23 komutu programlanır. Aktif takım ucu kompanzasyonu sırasında, bölge koordinatları G22 Xp_ kullanılarak belirtilebilir; burada Xp koordinat eksenini temsil eder.

Uyarı: Programcılar, PMC punta bariyer seçim sinyali *TSB'yi yakından takip etmelidir. PMC 1 değerinde bir *TSB çıktısı verirse, G22 aktif olsa bile punta bariyeri devre dışı bırakılır; bu da yardımcı komutlar altında punta hareket ettirildiğinde fiziksel bir çarpışmaya yol açabilir. Takım veya çift revolverin (turret) dönen ayna çenelerine, puntaya veya mile doğrudan çarpmasıyla sonuçlanacak bir çarpışmayı önlemek için operatörler, grafik kontroller ve kuru çalıştırmalar (dry run) ile takım yollarını doğrulamalıdır.

Siemens

Siemens SINUMERIK kontrolleri, makine veri değerlerini kullanarak Temel Koordinat Sistemi (BCS) ve İş Parçası Koordinat Sistemindeki (WCS) eksen sınırlarını yönetir. Geometri ekseni geçişleri ve sıfır ofseti sıfırlamaları MD10604 ve MD10710 makine verileri aracılığıyla yapılandırılır.

Alt ve üst sınır limitleri, sırasıyla G25 ve G26 komutları kullanılarak ayrı NC bloklarında tanımlanır. Bu sınırlar küresel olarak WALIMON aracılığıyla etkinleştirilir ve WALIMOF aracılığıyla devre dışı bırakılır. Koordinata özel limitler için, on adede kadar WCS tabanlı sınırlama grubu seçmek üzere WALCS1 ila WALCS10 programlanabilir, WALCS0 ise bunları iptal eder.

Uyarı: Takım boyu kompanzasyonu aktif değilken çalışma alanı sınırlamalarını değiştirmek, kontrol referansının takım ucundan takım tutucu referans noktasına kaymasına neden olur. Bu ofset kayması, takım turretinin fiziksel sınırları aşarak hızlı hareketler sırasında çarpmasına yol açabilir.

Mitsubishi

Mitsubishi CNC sistemleri, makine eksenleri için girişi yasaklanmış aralıklar oluşturmak amacıyla stored stroke limitlerini kullanır. Eksen sınırları, negatif yönlü limitler için Parameter #8204 ve pozitif yönlü limitler için Parameter #8205 kullanılarak yapılandırılır.

Chuck ve punta bariyerleri, bağımsız bloklarda tek başına programlanan G22 ile etkinleştirilir ve G23 ile devre dışı bırakılır. Stored stroke limit II, mutlak sınır koordinatlarını belirtmek için G22 X_ Z_ C_ I_ J_ K_ komutu verilerek etkinleştirilir. İşleme merkezlerinde, G22.1 hareket kontrollerini etkinleştirirken G23.1 cancels them.

Uyarı: Pozitif ve negatif sınır parametreleri aynı değere (0 gibi) ayarlanırsa, kontrolcü o eksendeki tüm hareketi kilitler. Operatörler, bariyerleri doğrulamak için sınırları doğrulamadan önce tüm eksen referans konumu dönüşlerini tamamlamalıdır.

Marka Karşılaştırmaları

Teknik Analiz

Güvenlik sınırlarının karşılaştırmalı bir analizi, Fanuc, Siemens ve Mitsubishi'nin koordinat kısıtlamalarını nasıl yorumladığı ve uyguladığı konusunda temel farklılıkları ortaya koymaktadır. Fanuc kontrolleri, G22 güvenlik bariyerlerini doğrudan programlanabilir makine kontrolörü (PMC) arayüz sinyalleri ile entegre eder. Punta bariyerini PMC sinyali *TSB'ye bağlayarak, PLC programı güvenlik bölgesini çalışma esnasında dinamik olarak etkinleştirebilir veya devre dışı bırakabilir. Bu, parça yakalayıcı döngüleri sırasında koordinat alarmlarını tetiklemeden puntanın ileri veya geri hareket etmesini sağlar. Buna karşılık, Siemens ve Mitsubishi rutin G22 işlemleri için bu doğrudan PMC arayüz sinyal bağlantısını kullanmaz; bunun yerine açık G-code durumlarına veya manuel parametre yapılandırmasına güvenir.

Sınır kontrol yöntemi bir diğer önemli mimari farkı temsil eder. Fanuc ve Siemens, limitleri temel olarak bir hareketin programlanmış son bitiş noktasını değerlendirerek kontrol eder. Mitsubishi ise makine parametreleri #12057 ve #8179 etkinleştirildiğinde yoldan geçişli bir strok kontrolü (path-passing stroke check) uygular. Yalnızca bitiş noktası koordinatını kontrol etmek yerine, Mitsubishi yorumlayıcısı hızlı traverste (G00) ve kesme interpolasyonunda (G01/G02/G03) tüm takım yolu yörüngesini hesaplar. Yol vektörü herhangi bir noktada yasaklı bir sınırla kesişirse, kontrolcü eksen harekete başlamadan önce hareketi durdurur ve Program Hatası P452'yi tetikler.

Yorumlayıcı look-ahead (ön okuma) yönetimi de bu sistemleri birbirinden ayırır. Fanuc, aktif kesici radüs kompanzasyonu altında ön okuma sınırı uygular; burada hareket içermeyen ardışık N-2'den fazla bloğun (ardışık G22 alan ayarları gibi) programlanması arabelleği tüketir. Bu ön işlemci sınırlaması, Fanuc sistemini profil üzerinde dalma yapan dikey hata vektörleri üretmeye zorlar. Siemens, limitleri sistem değişkenleri ($AC_WORKAREA_CS_LIMIT_PLUS ve $AC_WORKAREA_CS_LIMIT_MINUS) ve hareket ön okuma arabelleklerini işgal etmeyen G grubu 3 hazırlık komutları (WALIMON/WALIMOF) olarak yöneterek bu ön işlemci arabellek kısıtlamasından tamamen kaçınır.

Program Örnekleri

Fanuc Örneği

O1001 ;
G28 U0 W0 ;
G54 ;
G22 ;               ; Stored stroke limit kontrolünü etkinleştir
G00 X100.0 Z50.0 ;  ; Başlangıç pozisyonuna hareket
T0101 ;
G01 Z-20.0 F0.2 ;   ; Ayna yakınında kesme yolu
G23 ;               ; Aynadan uzaklaşmak için limit kontrolünü devre dışı bırak
G00 X150.0 Z100.0 ; ; Güvenli alana geri çekilme
M30 ;

Kuru Çalıştırma: Program eksenleri G28 ile sıfırlayarak ve iş parçası koordinatlarını seçerek başlar. G22 komutu ayna etrafındaki güvenlik sınırlarını etkinleştirir. Takım X100.0 Z50.0 konumuna yaklaşır, ardından Z-20.0 değerine doğrusal bir kesme işlemi gerçekleştirir. G23 okunduğunda, kontrolör stored stroke kontrollerini devre dışı bırakarak turretin iş bağlama ekipmanına yakın hareket ederken overtravel alarmlarını tetiklemeden X150.0 Z100.0 konumuna geri çekilmesine izin verir.

Siemens Örneği

N10 G291 ;          ; ISO Dialect Moduna gir
N20 G54 ;
N30 G25 X-80.0 Z30.0 ; ; Alt çalışma alanı limitlerini tanımla
N40 G26 X80.0 Z330.0 ; ; Üst çalışma alanı limitlerini tanımla
N50 WALIMON ;       ; Çalışma alanı sınırlamalarını AÇ
N60 T1 D1 ;         ; Takım değiştirme ve ofset aktivasyonu
N70 G00 X60.0 Z100.0 ; ; Takım ucunun hızlı yaklaşması
N80 G01 Z-50.0 F0.15 ; ; Doğrusal işleme
N90 WALIMOF ;       ; Çalışma alanı sınırlamalarını KAPAT
N100 G00 X100.0 Z350.0 ; ; Üst limitleri aşarak geri çekilme
N110 M30 ;

Kuru Çalıştırma: Kontrol sistemi G291 ile ISO Dialect Moduna girer ve G54 koordinatlarını tanımlar. G25 ve G26, Temel Koordinat Sisteminde (BCS) alt ve üst limitleri belirtir. WALIMON güvenlik limitlerini etkinleştirir. Takım hızlı konumlandırma gerçekleştirir ve Z-50.0 konumuna kadar keser. Kontrolör, takım ucunu limitlere karşı izler. WALIMOF çalışma alanı sınırlamasını devre dışı bırakarak takımın Alarm 12080'i tetiklemeden güvenli bir takım değişimi için G26 limitlerinin ötesine (Z350.0) geri çekilmesine izin verir.

Mitsubishi Örneği

O2001 ;
G28 X0 Z0 ;
G54 ;
G22 X120.0 Z200.0 I-120.0 K-200.0 ; ; Stored stroke limit II'yi etkinleştir
G00 X80.0 Z50.0 ;   ; İş parçasına yaklaşma
T101 ;
G01 Z-30.0 F0.2 ;   ; Doğrusal interpolasyon
G23 ;               ; Stored stroke limit II'yi iptal et
G00 X150.0 Z100.0 ; ; Güvenli geri çekilme
M30 ;

Kuru Çalıştırma: Program eksen sıfırlamayı ve koordinat sistemi seçimini başlatır. G22 X120.0 Z200.0 I-120.0 K-200.0 komutu Stored Stroke Limit II sınırlarını (pozitif sınırlar X120/Z200, negatif sınırlar I-120/K-200'de) tanımlar ve kontrolü etkinleştirir. Takım yaklaşır ve kesme yapar. Kontrolcü, takım yolu yörüngesini Parameter #8204 ve #8205'e göre değerlendirir. Son olarak G23 limitleri iptal ederek takımın Program Hatası P452'yi tetiklemeden X150.0 Z100.0 konumuna geri çekilmesini sağlar.

Hata Analizi

Uygulama Notu

Geometri ekseni değişimi sırasında takım boyu kompanzasyon ofsetlerinin silinmesi, revolverin ayna çenelerine çarparak milin kırılmasıyla sonuçlanan ciddi bir kazaya yol açabilir. Siemens kontrollerinde, MD10604 makine verisi 0 olarak ayarlandığında, geometri ekseni geçişi sırasında aktif çalışma alanı sınırlamaları otomatik olarak devre dışı kalır. Bu durumda takım ofsetleri uygulanmazsa (örneğin uygun D-kenarı ofseti atanmadan takım değiştirilirse), kontrol sistemi sınır kontrolünü takım ucundan ziyade takım tutucu referans noktasına kaydırır. Bu durum, hızlı traverste (G00) takımın korunan sınırları geçerek iş parçasına çarpmasına, dolayısıyla yüksek duruş sürelerine (downtime) ve yüksek parça hurda (scrap) oranına neden olur.

Benzer şekilde, Mitsubishi kontrollerinde program ortasında G188 komutunun kullanılması, G-code modunu torna formatından işleme merkezi formatına kaydırır. Bu geçiş, G22/G23 komutlarının yorumlanmasını Grup 04'ten (Bariyer kontrolü) Grup 00'a (Alt program çağırma) dönüştürür. Eğer programcı G188 işleme merkezi modundayken torna sözdizimiyle güvenlik bölgeleri tanımlamaya çalışırsa, yorumlayıcı G23.1 X100.0 ; gibi blokları iki ayrı satıra böler. Bu durum, strok kontrolünü hareketten önce iptal ederek takımın korumasız ilerlemesine yol açar. Bu tür riskleri ortadan kaldırmak için, üreticiler Siemens 802D sl gibi kompakt kontrollerde MD10604 ve MD22515 parametrelerinin fabrika çıkışlı olarak salt okunur (read-only) kilitlendiğini bilmelidir. Operatörler, kesme işlemine başlamadan önce tüm eksen referans noktası dönüşlerinin tamamlandığından ve HMI ekranında chuck (ayna) bariyerlerinin aktif olduğundan emin olmalıdır. Fanuc tarafında ise, tailstock bariyer seçimi için PMC arabirimindeki *TSB sinyalinin durumu (değeri 1 olduğunda bariyer geçici olarak devre dışı kalır) sürekli izlenerek takım turretinin punta ile çarpışması engellenmeli ve parça hurda oranları düşürülmelidir.

İlişkili Komut Ağı

• G23: Takımın güvenlik veya takım değiştirme bölgelerine geçmesine izin vermek için stored stroke kontrol sınırlarını devre dışı bırakır.
• G25 / G26: Siemens kontrollerinde temel koordinat sistemindeki alt ve üst çalışma alanı limitlerini tanımlar.
• G22.1 / G23.1: Mitsubishi işleme merkezlerinde (M-system) eksen hareketinden önce hareket strok kontrol fonksiyonunu etkinleştirir ve devre dışı bırakır.
• G40 / G41 / G42: G22 yürütülmesi sırasında look-ahead arabellekleriyle etkileşime giren kesici radüs kompanzasyonunu kontrol eder.

Sonuç

Sınırlandırılmış strok limitlerinin (stored stroke limit check) ve çalışma alanı sınırlamalarının doğru yapılandırılması, plansız duruş sürelerini (downtime) engellemenin ve hurda oranını düşürmenin en temel yoludur. Üretime başlamadan önce, look-ahead (ön okuma) arabellek boyutlarının kontrol edilmesi, takım boyu ofsetlerinin doğrulanması ve her takım değişiminden sonra sınır durumlarının grafik simülasyon veya kuru çalıştırma (dry run) ile teyit edilmesi gerekir. Güvenlik bariyerlerinin aktif halde tutulması, hem pahalı makine millerini ve revolver turretleri korur hem de hatalı parça üretiminden kaynaklanan maliyet kayıplarını tamamen ortadan kaldırır.

Sıkça Sorulan Sorular

Stored stroke limit hataları yüzünden duran bir CNC tezgahında ekseni güvenli şekilde nasıl manuel hareket ettirebilirim?

Stored stroke sınırları aşıldığında kontrol ünitesi eksen hareketlerini tamamen kilitler. Operatörler panik yapıp parametreleri silmek yerine, MDI moduna geçip G23 komutunu çalıştırmalı ve ardından el çarkı (handwheel) ile ekseni ters yönde güvenli bölgeye kaydırmalıdır. Eksen güvenli konuma geldikten sonra G22 komutuyla sınır kontrolünü tekrar etkinleştirerek üretimin plansız durma süresini en aza indirin. Ekseni kurtarmak için MDI modunda tek başına bir blokta G23 komutunu çalıştırın ve el çarkıyla yavaşça güvenli bölgeye yönlendirin.

Fanuc kontrollerinde punta (tailstock) bariyerini PMC üzerinden geçici olarak nasıl devre dışı bırakabilirim?

Otomatik çevrim sırasında punta hareket ettirildiğinde gereksiz alarmları ve duruşları önlemek için, Fanuc sistemi *TSB sinyali ile bariyerin dinamik olarak yönetilmesine izin verir. Eğer PLC programından *TSB sinyaline "1" değeri gönderilirse, G22 aktif olsa dahi punta bariyeri devre dışı kalır. Bu sayede makine parça alma ve yerleştirme işlemlerini kesintisiz tamamlar ve hurda oranını düşürür. PMC hata durumlarını önlemek için, punta hareketlerinden önce PLC mantığındaki *TSB sinyalinin 1 durumuna geçtiğini HMI teşhis ekranından doğrulayın.

Siemens 802D sl modelinde MD10604 parametresinin üretici tarafından kilitli olması üretimi nasıl etkiler?

MD10604 parametresi kilitli olduğunda (değeri 0), geometri ekseni değişimi yapıldığında çalışma alanı sınırlamaları otomatik olarak devre dışı kalır. Bu durum, özellikle mil-turn tezgahlarında kaba işleme ve frezeleme geçişlerinde takım tutucunun aynaya veya iş parçasına çarpması riskini artırır ve bu da pahalı mil hasarlarına ve parça hurda kayıplarına yol açar. 802D sl ünitesinde eksen değişimleri yaptıktan sonra, kesme bloklarından hemen önce her zaman WALIMON komutunu ayrı bir satırda çalıştırarak sınırların aktif kalmasını sağlayın.