CNC加工主轴波动检测G26与G162指令应用指南：防撞刀与提效教程

引言

在重载粗加工或螺纹切削中，如果刀塔 (turret) 上的切削刀具遇到硬点或局部卡死导致主轴转速骤降，而未激活主轴速度波动检测 (G26/G162)，进给轴将继续强行推动刀具撞向卡死的工件。这会直接导致刀具折断，甚至引发刀塔猛烈撞击卡盘卡爪 (chuck jaws) 或虎钳夹爪 (vise jaws) 的严重硬碰撞 (hard collision)，造成机床损坏和漫长的非计划停机时间。该参数未经验证就投入量产，每个加工循环的尺寸偏差会逐渐累积，直到终检才发现废品，从而使整批产品的合格率断崖式下跌。在批量生产中，换班后确认 3402 号参数（Fanuc 系统的复位清除属性），可消除该指令最常见的非计划停机原因，确保零件加工的生产节拍与高合格率。

技术摘要

快速阅读

• 主动看门狗监控：如果实际主轴反馈速度滞后于设定值，主轴速度波动检测将停止进给轴。
• 地址 P 主轴定位：Fanuc 系统上的 G26 指令使用地址 P 在多主轴系统中指定目标主轴。
• 参数 3402 复位陷阱：如果 Parameter No. 3402 Bit 6 (CLR) 激活，Fanuc G26 在复位或重新上电后会停用，并恢复为 G25。
• 持久性 Siemens 边界：Siemens G26 限制永久写入设定数据，在程序复位或重新上电后仍保持有效。
• 多主轴 Siemens 编程：可以在单个 Siemens G26 程序段中编程多达三个独立的主轴限制。
• Mitsubishi PLC 报警动作：Mitsubishi G162 向 PLC 输出信号 (Operation Error M01 1105)，但不会自动触发 CNC 停机。
• C80 加工中断：Mitsubishi C80 系列上的独立 G26 指令会触发加工中断程序，以安全退回折断的刀具。

基本概念

主轴速度波动检测 (G26) 在重切削加工过程中起着关键的软件看门狗作用。系统主动监控实际主轴 feedback 速度与设定值。控制器检测到任何速度滞后，都会停止进给轴并触发报警代码以防止机械损坏。如果未启用主动监控，进给轴将推动刀具撞向卡死的工件，从而导致严重的机械碰撞。

在 Siemens SINUMERIK 控制系统上实施 G26 上限限制可建立虚拟软件边界。如果手动点动 (jog) 控制或编程错误导致轴超出这些坐标，控制器将立即中断程序并停止移动。该安全包络线是硬件限位开关的重要备份，可保护刀塔和刀柄基准点等高价值的机床部件。

Mitsubishi 控制系统对速度偏差报警的处理非常独特。当实际主轴速度超出配置的阈值时，控制器会触发 Operation Error M01 1105 并输出速度偏差信号。CNC 不会自动停止循环或主轴。相反，机床依赖机床制造厂 (Machine Tool Builder) 设计的定制 PLC 逻辑来执行安全停止顺序。

命令结构

G26 的命令结构因控制系统和运行模式而异。在 Fanuc 系统上，G26 可以作为独立程序段编程，也可以带有地址 P 以指定目标主轴。在 Siemens 控制系统中，G26 具有双重作用，既可以为行程边界指定物理轴坐标 (X, Y, Z)，也可以为多达三个主轴指定主轴转速限制 (S, S1, S2)。

对于 Mitsubishi 系统，主轴速度监控使用 G162 进行初始化，并带有用于启动延迟、检测宽度、波动率和偏差范围的特定地址。相反，Mitsubishi C80 控制系统上的 G26 是一个独立指令，专用于执行安全退刀的加工中断程序。

语法规范：

• Fanuc: G26; 或 G26 P...;
• Siemens: G26 X... Y... Z...;（用于轴限制）或 G26 S... S1=... S2=...;（用于主轴限制）
• Mitsubishi: G162 S... P... Q... R... I...;（用于激活监控），G163 S...;（用于取消监控），或 G26;（用于加工中断）

控制指令执行的主要系统参数概述如下：

品牌应用

Fanuc

Fanuc 控制系统在车床系统上将 G26 分配给 Group 08，在加工中心系统上分配给 Group 19。当系统参数 3402 复位时，主轴速度波动监控默认处于关闭状态 (G25)。

该指令编写为 G26; 以在主主轴上激活监控，或编写为 G26 P1; 以在多主轴机床中监控 1 号主轴。

警告：如果未能验证参数 3402 的状态，可能会在复位后默默禁用 G26 监控，从而使机床在面对主轴过载时失去保护。

Siemens

Siemens 控制系统使用 G26 来 define 几何轴的上限坐标或配置主轴的速度限制。如果配置了参数 10710，复位后限制设置仍将保持有效。

在独立的程序段中使用 G26 X80 Z330; 来设置行程限制，或使用 G26 S1400 S2=350; 来夹紧主轴速度，然后执行 WALIMON 来激活它们。

警告：除非在系统参数中显式启用了 MD 10604，否则在几何轴交换期间轴限制将被停用。

Mitsubishi

Mitsubishi 控制系统利用 G162 和 G163 进行主轴速度波动检测。C80 系列还支持使用 G26 进行加工中断序列。

使用 G162 S1 P1.5 Q5 R10; 监控具有特定偏差限制的主轴 1，并使用 G163 S1; 来停用监控。

警告：在 Mitsubishi C80 系统上直接执行旧版 G26 指令将触发退刀，如果退刀路径上有原材料，可能会导致碰撞。

品牌对比

技术分析

跨品牌 G26 功能的差异是一个关键的编程关注点。在 Fanuc 和 Mitsubishi 系统中，G26 缺乏限制物理轴行程的任何能力，而是分别严格专注于主轴监控或加工退刀。相比之下，Siemens G26 具有双重属性，根据传递的参数，它既可以作为物理坐标边界（沿 X、Y 或 Z 轴），也可以作为主轴速度边界 (S)。这种双重角色使该指令非常通用，但需要单独编写程序段以避免语法错误。

系统复位行为是另一个差异点。根据 Parameter No. 3402 Bit 6 的设置，Fanuc 控制系统会取消 G26 并恢复为 G25（监控关闭），而 Siemens G26 限制直接写入系统设定数据，并在复位和电源循环中保持激活状态。对于误以为复位控制系统会清除所有限制的操作员来说，这是一个关键陷阱。在 Mitsubishi 系统上，G162 具有独特的自动旁路协议，可在同步攻丝、主轴定位或 C 轴模式期间临时暂停监控，并在这些循环完成后自动恢复。

各系统之间的报警处理方法存在根本不同。Fanuc 在检测到速度偏差时直接停机，而 Mitsubishi 则通过 Operation Error M01 1105 将停止序列委托给机床制造厂的 PLC 逻辑。这意味着 Mitsubishi 机床的停止行为高度依赖于制造商如何配置 PLC 梯形图，而 Fanuc 保证了即时 CNC 级别的停机。Siemens 控制系统将其报警触发点集中在轴超限上，而不是 G26 下的速度波动，这使得速度滞后监控成为 Fanuc 和 Mitsubishi 的品牌特有功能。

程序示例

Fanuc 示例：

G26 P1;

空运行 (dry run)：控制器读取 G26 P1 并专门针对 1 号主轴激活主轴速度波动检测。控制器监控实际反馈速度与编程速度。如果负载导致速度发生偏差，进给率将停止。

Siemens 示例：

G26 S1400 S2=350;
WALIMON;

空运行：控制系统读取 G26 程序段，并将 1 号主轴的上限主轴速度限制设置为 1400 rpm，将 2 号主轴设置为 350 rpm。然后执行 WALIMON 以激活这些上限工作区域和主轴速度限制。

Mitsubishi 示例：

G162 S1 P1.5 Q5 R10;

空运行：控制系统激活 1 号主轴上的主轴速度波动检测。它等待 1.5 秒的启动延迟 (P1.5) 后才开始监控。主轴达到目标速度检测宽度设置为 5% (Q5)，允许的速度波动率设置为 10% (R10)。如果实际速度偏差超出这些限制，它会触发 Operation Error M01 1105。

错误分析

应用指南

在批量生产中，忽视各品牌间系统参数的细微差异，会直接导致刀塔或主轴发生剧烈碰撞，从而拉高整批零件的废品率并造成数天的非计划停机。对于 Fanuc 系统，如果 Parameter No. 3402 Bit 6 (CLR) 被错误设置为 1，控制系统在复位后会自动注销 G26 并退回到 G25 监控关闭状态。如果此时系统在加工循环中因负荷增加导致主轴失速，进给轴将继续动作并把切削刀具强行顶入工件，直接撞碎刀具并损毁主轴。此外，如果在 G96 恒线速下没有使用 G92 设定最大主轴转速钳位，主轴在接近 X0 时会急速飙升，强大的离心力将导致工件飞出卡爪 (chuck jaws) 砸向床身。对于 Siemens 系统，如果进行几何轴交换而未将参数 MD 10604 设为 1，系统会在交换时自动关闭由 SD 43420 和 SD 43400 保护的 G26 上限工作区域限制，导致刀具发生越界硬碰撞。若在 G331 攻丝时编程的速度超出档位限值，则会触发 Alarm 16748 报警并导致主轴和进给轴立即锁死，中断原有的生产节拍。对于 Mitsubishi C80 系统，若盲目套用 Fanuc 的 G26 代码，控制器会误认为需要执行“加工中断 (Machining Interruption)”程序而立即进行轴退刀，若此时退刀路径上有未加工完成的实心原材料，刀具将猛烈撞击工件。在 Mitsubishi M800/M80 系统上，应通过 G162 编程监控并合理配置参数 #43071、#3105 和 #43072，利用 PLC 逻辑触发 M01 1105 报警来保障加工合格率和生产节拍。

相关命令网络

• G25 (主轴波动关闭 / 下限限制)：停用 Fanuc 控制系统上的主轴速度波动检测 (g25-spindle-speed-fluctuation-detection)，或定义 Siemens 系统上的下限工作区域限制 (g25-lower-working-area)。
• WALIMON / WALIMOF (工作区域限制开启/关闭)：激活或停用由 Siemens 控制系统上的 G26 和 G25 定义的上下限工作区域及主轴速度限制。
• G163 (主轴波动关闭)：取消 Mitsubishi 系统上指定主轴的当前活动主轴速度波动检测。
• G22 (存储行程限位检查开启)：启用存储行程限位检查 (g22-stored-stroke-limit-check-on) 以建立轴行程边界。

结论

要在批量流水线生产中实现零件高合格率并彻底消除停机时间，编程人员必须将品牌特有的安全限制指令规范化写入零件程序中。在 Fanuc 生产线上，建议在每个程序循环起始段强制编写 G26 主轴波动监控，并将 Parameter No. 3402 Bit 6 (CLR) 设为 0，防止复位操作意外注销安全看门狗。对于 Siemens 通道，应将 MD 10604 设置为 1 并在轴交换后重新校验 G26 限制坐标。针对 Mitsubishi 系统，必须明确区分 G162 波动检测与 G26 退刀宏指令，结合参数 #43071 等进行精细配置。只有将各品牌的安全参数与开机点检流程无缝融合，才能真正稳固加工节拍，显著提升批次生产的合格率。

常见问题

在 Fanuc 系统批量生产中，为什么执行 Reset 后主轴速度波动检测 (G26) 会失效？

Fanuc 系统的复位行为受参数控制，其默认清除状态为 G25（监控关闭）。如果 Parameter No. 3402 Bit 6 (CLR) 设为 1，一旦在批量加工中按下 Reset 键，G26 监控将被悄悄清除，在后续运行中无法拦截由于负载过大导致的主轴失速，极易导致撞机报废。实际行动是：将参数 3402 Bit 6 (CLR) 修改为 0，使 G26 在复位后依然有效，或者在数控程序的首段强制加入 G26/G26 P_ 指令以更新状态。

为什么在 Siemens 系统中通过 G26 设定的最高主轴转速无法通过 Reset 清除？

与 Fanuc 系统的模态清除机制不同，Siemens 的 G26 主轴限速指令会直接修改控制系统的设定数据（Setting Data），该设置具有非易失性，即使按下 Reset 键或机床断电重启也会永久保留。如果不加注意，前一个工件的低转速限制将残留在系统中，导致加工新工件时主轴无法提升到合理转速，极大地拖慢了单件循环节拍。实际行动是：在程序结束前编写 WALIMOF 关闭限制，或在主程序初始化段中使用 G26 S_ 重新写入适配的最高转速并执行 WALIMON 刷新数据。

在 Mitsubishi 系统中运行 G162 时，出现 Operation Error M01 1105 报警为什么机床没有自动停止？

Mitsubishi 的 G162 速度波动检测属于信号报警机制，CNC 在检测到偏差后仅向 PLC 输出速度超限信号，而不会直接切断进给轴动力。具体的停机或进给保持动作完全依赖于机床制造商（MTB）在 PLC 梯形图中的逻辑设计。如果 PLC 程序没有将该信号关联至进给保持（Feed Hold），刀具将继续强行切削导致工件成批报废。实际行动是：核对系统参数 #1242 确认报警在屏幕正常输出，并联系设备厂商或自行修改 PLC 梯形图，确保在收到主轴速度偏差信号时能够自动中断进给，避免非计划停机。