G25 关闭主轴速度波动检测：CNC 编程指南

引言

在追求极致批量生产节拍的 CNC 车削加工中，重切削粗加工或螺纹切削时的刀具停转（tool stall）是最具毁灭性的生产风险之一。如果操作员未进行首件空运行 (dry run) 校验，就盲目在程序中启用 G25 或 G163 停用 spindle 速度波动检测，控制器将完全忽略实际反馈速度与编程设定值之间的滞后。一旦切削过程中遇到硬质夹杂、铸件硬皮或出现刀具损坏，虽然 spindle 速度急剧下降甚至停转，但 feed 轴仍会按照编程的 feedrate 强行推进，导致 turret 以 G00 快速定位或设定进给速度直接撞击 chuck 爪、虎钳或 spindle 工件。这种灾难性的 hard collision 不仅会造成刀具和工件彻底报废，令废品率瞬间飙升，还会导致 spindle 几何精度丧失，产生数天甚至数周的非计划停机时间，严重拖累整个生产线的合格率与产能交付。

技术摘要

快速阅读

• 停用 spindle 速度波动检测会取消控制器在实际速度因切削阻力下降时触发 feed hold 的功能。
• 在 Fanuc 系统中，当参数 3402 Bit 6 启用时，G25 在上电或控制器复位时默认处于 modal OFF 状态。
• 在 Siemens 控制器中，G25 并不关闭速度波动监测，而是设置下工作区域限制（Lower Working Area Limitation）或下 spindle 速度限制。
• 在 Mitsubishi 系统中，G163 是关闭速度波动检测的指令，而 G162 用于开启检测并带有延迟和公差参数。
• Mitsubishi 控制器在同步攻丝（synchronous tapping）、spindle 定位或 C 轴模式期间会自动旁路 spindle 速度波动检测。
• 跨品牌传输 G25 或 G26 会导致严重错误：G26 在 Mitsubishi 上会触发攻丝退刀序列，而 G25 在 Siemens 上会设置非预期的行程限制。

基本概念

spindle 速度波动检测在 CNC 系统中作为电子看门狗运行。激活时，控制器会监测来自 spindle 编码器的实际反馈速度，并将其与编程的目标速度进行比较。如果 spindle 速度因材料变化或重切削负载而偏离预设阈值，控制器将记录故障以保护机床硬件。

通过编程 G25 或 G163 指令来停用该监测看门狗，会改变控制器处理反馈偏差的方式。一旦监测被禁用，控制器将不再验证 spindle 反馈速度是否与编程目标一致。如果 turret 上的刀尖遇到硬点、氧化皮或刀具发生停转（stall），spindle 速度将急剧下降，而各轴仍以编程的 feedrate 继续进给，从而迫使 turret 将刀具撞向已停转的工件。

各 CNC 制造商之间的指令配置差异巨大。Fanuc 利用 G25 来关闭由 G26 启动的监测，而 Mitsubishi 则依赖 G163 来取消 G162。Siemens SINUMERIK 完全重新定义了 G25 和 G26，用于定义物理坐标边界 and spindle 速度夹紧，而不是监测速度波动。

命令结构

停用 spindle 速度波动检测的语法规则取决于控制器制造商的架构。在 Fanuc 系统中，G25 是一个不带地址参数的独立 modal 指令，全局运行以取消先前激活 of G26 监测模式。

在 Siemens 控制器中，G25 必须在独立的 block 中编写，并且需要轴坐标来设置工作区域边界，或者需要 spindle 地址来设置最低速度限制。Mitsubishi 系统则通过带有可选 spindle 地址的 G163 来取消针对性 spindle 的监测，或者在不带参数时同时停用所有 spindle 的监测。

命令语法

• Fanuc: G25 ;
• Siemens (工作区域限制): G25 X... Y... Z... ;
• Siemens (spindle 速度限制): G25 S... S1=... S2=... ;
• Mitsubishi: G163 S... ;

参数与地址

品牌应用

Fanuc

在 Fanuc 系统中，G25 用于停用 spindle 速度波动检测。系统参数 No. 3402 Bit 6 决定了控制器在开机或复位时是否默认处于 G25 状态，而参数 No. 3401 则决定了激活的 G-code 系统。

G25 指令是 modal 的，在车床配置中属于 Group 08，在加工中心中属于 Group 19。它保持激活状态，直到被 G26 取消。

警告：在 G25 激活的情况下运行会阻止控制器验证实际反馈速度，这可能会在切削阻力超过 spindle 电机容量时，导致 turret 将刀具撞入已停转的工件或 chuck 爪中。

Siemens

Siemens 控制器不使用 G25 进行 spindle 速度波动监测。G25 是 Group 03 的 modal 指令，用于设置下工作区域限制或下 spindle 速度限制。参数 SD 43430 定义了每个轴的负向坐标限制。

使用坐标轴编程 G25 必须在独立的 block 中进行。由 G25 设置的虚拟边界必须通过执行 WALIMON 来启用。

警告：由于 Siemens G25 限制在系统复位后仍会保留（除非另有配置），如果操作员错误地认为行程边界处于非激活状态，则在设置调整期间可能会发生刀具撞击。

Mitsubishi

Mitsubishi 控制器忽略用于 spindle 监测的 G25。spindle 速度波动检测通过 G162 启用，并通过 G163 取消。诸如 #1242 和 #43071 等参数控制默认的监测设置。

G163 必须在独立的 block 中进行编程。指定地址 S 可以针对特定的 spindle，而省略 S 则会以 modal 方式停用所有 spindle 的监测。

警告：在重切削期间使用 G163 停用速度监测会消除安全检查，即使 spindle 停转，进给轴仍会继续运行，从而导致严重的刀具折断。

品牌对比

下表突出了 Fanuc、Siemens 和 Mitsubishi 系统在指令功能、监测方法、报警行为和旁路协议方面的差异。

技术分析

G25 的功能定义揭示了控制器之间主要的架构差异。Fanuc 将 G25 用作 spindle 速度监测的停用代码，而 Siemens 则用它来建立物理轴的行程边界。在未经修改的情况下在这些系统之间传输 G-code 会产生直接的碰撞危险：包含 G25 的 Fanuc 程序将在 Siemens 机床上触发行程限制报警，而包含 G25 的 Siemens 程序将在 Fanuc 机床上禁用 spindle 监测，从而在发生刀具停转时使 turret 暴露在碰撞风险中。

Mitsubishi 控制器通过使用 G163 和 G162 进行波动检测，避免了这种指令冲突。在 Fanuc 上激活监测的 G26 指令，在 Mitsubishi 上被映射为攻丝退刀序列。如果在 Mitsubishi CNC 上运行 Fanuc 程序，G26 指令将指示立即退刀，这可能会导致切削刀具撞入原材料并撞毁机器。

对 spindle 速度滞后的响应也各不相同。Fanuc 会记录安全停机，Siemens 会在突破坐标边界前停止运动。Mitsubishi 会显示操作错误 (M01 1105)，但不会自动停止轴进给。刀具路径会继续执行，直到机床厂 (MTB) 的 PLC 逻辑决定停止循环，这使得安全序列完全取决于机床厂的设计。

程序示例

以下示例演示了如何在 Fanuc 和 Mitsubishi 控制器上停用 spindle 速度波动监测，以及如何在 Siemens 控制器上编程工作区域限制。

Fanuc 示例

; Fanuc: G26 ; 激活 spindle 速度波动检测以监测车削
; Fanuc: G01 X100.0 Z-50.0 F0.2 ; 在监测速度的同时进行线性 interpolation
; Fanuc: G25 ; 停用 spindle 速度波动检测，返回清除状态

空运行 (dry run)：在没有工件的空运行验证期间，控制器执行 G26 程序段，激活速度波动看门狗。刀尖在 G01 X100.0 Z-50.0 F0.2 下沿着编程的路径移动。由于没有切削负载，spindle 速度保持稳定，未检测到速度滞后。在到达程序段终点时，读取 G25 指令，该指令停用监测模式，清除看门狗状态。然后，机床继续执行接下来的程序段，而不再监测 spindle 偏差。

Siemens 示例

; Siemens: G25 X-80 Z30 ; 设置 X 轴和 Z 轴的下限工作区域限制
; Siemens: G26 X80 Z330 ; 设置 X 轴 and Z 轴的上限工作区域限制
; Siemens: G25 S300 S2=450 ; 设置主 spindle 最低速度限制为 300 RPM，spindle 2 为 450 RPM
; Siemens: WALIMON ; 激活由 G25 和 G26 设置的工作区域限制

空运行：在空运行验证期间，控制器执行前两个程序段，将坐标值（X 轴为 -80，Z 轴为 30）和上限值（X 轴为 80，Z 轴为 330）直接写入系统设定数据。第三个程序段设置主 spindle（300 RPM）和 spindle 2（450 RPM）的最低速度限制。当执行 WALIMON 指令时，虚拟边界激活。如果程序员执行手动手动进给（jog）或轴移动，且该移动使刀尖超出边界，程序将立即停止并触发工作区域限制报警。

Mitsubishi 示例

; Mitsubishi: G162 S1 P2.0 Q5 R10 ; 开启 spindle 1 的速度波动检测，带有 2.0 秒启动延迟、5% 速度到达公差 and 10% 允许波动率
; Mitsubishi: S1200 M03 ; 将 spindle 速度更改为 1200 RPM
; Mitsubishi: G163 S1 ; 停用 spindle 1 的速度波动检测

空运行：在空运行验证期间，执行 G162 程序段，配置 spindle 1 的看门狗参数，指定 2 秒的启动延迟、5% 的速度到达公差和 10% 的波动限制。当速度更改为 1200 RPM 时，控制器会暂时挂起活动监测，以允许 spindle 加速。一旦 2 秒延迟过去且速度稳定在 5% 窗口内，监测将重新建立。最后，G163 S1 停用 spindle 1 的波动检测，允许 spindle 在没有 feedback 速度监测的情况下运行。

错误分析

下表列出了 Fanuc、Siemens 和 Mitsubishi 系统中的常见错误、触发条件和解决方法，包括特定的报警代码。

应用指南

在 Siemens 控制器中，正如 G22 开启存储行程限位检查 和 G23 关闭存储行程限位检查 用于管理物理轴行程包络，G25 用于限制下限坐标或最低 spindle 速度，必须在独立 block 中编程，如果通过 WALIMON 启用后刀尖跨越了 SD 43430 定义的负向物理边界，系统会立即触发工作区限值报警。不同于能够暂停轴运动的 G04 暂停 指令，G162 速度监测中的延迟时间 P 仅延迟监控的启动时间。在 Fanuc 控制系统中，默认开机或复位状态下，参数 No. 3402 Bit 6 (CLR) 被设置为 1 时会使系统默认执行 G25（监测关闭状态）。换班后确认 3402 号参数，可消除该指令最常见的非计划停机原因。在 Mitsubishi 系统中，如果在独立的 G163 独立 block 中混入 G01 或其他移动指令，控制器预处理器将触发 Program Error (P45) 报警导致停机；而当监测激活时，若速度偏离设置超出参数 #43072 (R) 或 #43073 (I) 设定的公差，系统会触发 Operation Error (M01 1105)。但由于此报警并不强制停止运动，而仅发送信号给 PLC，如果机床厂的 PLC 逻辑编写不当，轴仍会继续进给，直到把工件推飞。同样，在进行复杂的多通道几何轴交换时，如果机床数据 MD 10604 设置不当，可能会导致原有的行程限制被自动复位，使高速切削在失去软件保护的状态下进行，极易发生设备干涉从而产生大量废品。

相关命令网络

• G26 (spindle 速度波动检测 ON): 激活监测 spindle 速度偏差的电子看门狗。
• G92 / G50 (spindle 最高速度夹紧): 建立物理速度限制，以防止 chuck 超过安全离心力限制。
• G96 (恒线速度控制 ON): 根据刀具在工件上的径向位置自动调节 spindle RPM。
• G97 (恒线速度控制取消): 恢复恒定 spindle RPM 控制，停用自动速度调整。
• WALIMON (启用工作区域限制): 激活 Siemens 控制器上由 G25 和 G26 设置的虚拟边界坐标限制。

结论

在大规模自动化批量生产中，合理应用 G25 或 G163 停用 spindle 速度监测有助于避免在空载快速启动、深孔攻丝或 C 轴切换期间触发虚假报警，从而优化加工循环的生产节拍。然而，无视安全检查直接在大流量、重负荷切削中运行该命令，无异于拆除机床的数字安全网。为确保产线合格率并避免昂贵的非计划停机时间，生产管理中必须建立起严格的首件空运行准入清单，并在程序中紧随敏感加工区之后，通过单独 of G26 或 G162 指令立即拉起监测保护。通过将规范的程序化检查与日常的换班参数确认相结合，可以在最大化发挥机床运动效率的同时，将碰撞与报废的风险限制在最低限度。

常见问题

批量生产中，什么时候应该在程序中写入 G25 关闭主轴速度波动检测？

在批量生产中，当遇到高压切削液大流量冲击、大工件不平衡旋转或者主轴频繁加减速时，由于转速的暂态波动，系统极易误报主轴转速异常而引起频繁非计划停机。为防止这些虚假报警破坏加工节拍，通常会在这些特定区段内关闭监测。实际行动是：在刀具切入前 1-2 秒，在程序中单段写入 G25 关闭监测，并在完成切削完全退刀后立即单段运行 G26 恢复保护。

换班接班时，如何通过 Fanuc 3402 号参数排查主轴速度检测未生效引起的停机隐患？

Fanuc 参数 No. 3402 Bit 6 (CLR) 决定了控制器在复位或重新开机时是否将 modal 代码恢复为默认状态。若该参数被设置为 1，每次操作员按【RESET】键复位系统，都会将原本处于激活状态的 G26 监控默默清退为 G25（默认关闭），导致安全保护在不知情中失效。实际行动是：在车间换班时，操作员应通过 MDI 检查 No. 3402 的 CLR 状态，并强制要求在主切削 G-code 块前显式写入 G26 指令，以防止复位操作导致的安全屏障自动失效。

为什么在 Mitsubishi 系统下执行 G163 取消速度监测后，机床在攻丝循环中依然会自动旁路监测？

Mitsubishi 系统的固件中内置了自动旁路（Bypass）逻辑。当控制器执行同步攻丝、主轴定向（Orientation）或进入 C 轴模式时，系统会自动临时关停 G162 监测，以防止丝锥换向或主轴微动定位时触发虚假报警。如果操作员多此一举地编写 G163，可能会因为违反独立程序段规则而导致 Program Error (P45) 语法报错。实际行动是：对于标准攻丝循环，无需在代码中手动添加 G163；但在执行自定义宏程序的非标 C 轴铣削或主轴换挡前，必须编写 G163 并在加工结束后重新用 G162 进行使能。