Wie funktioniert der G83 Tiefbohrzyklus auf CNC-Maschinen? Der G83-Tiefbohrzyklus steuert das axiale Tiefbohren, indem er das Werkzeug zur Späneentleerung periodisch vollständig aus dem Loch auf das Punkt-R-Niveau zurückzieht. Im Gegensatz zum Hochgeschwindigkeits-Spanbrechen (G73) verhindert dieser vollständige Rückzug Spänestau und übermäßige Reibung, was die Werkzeugstandzeit erhöht und Maßabweichungen oder Werkzeugbruch bei tiefen Bohrungen zuverlässig vermeidet.
Einleitung
Wenn bei der Tiefbohrbearbeitung auf CNC-Maschinen die Positionsfensterbreite (in-position check width) für den Rückzug im Verhältnis zum Sicherheitsabstand (Punkt R) zu groß konfiguriert ist, drohen schwerwiegende Schäden an Spindel und Werkzeug. In einem solchen Fehlerfall signalisiert die Steuerung das Ende der Rückzugsbewegung vorzeitig und leitet die Positionierung zum nächsten Loch ein, bevor die Bohrerspitze das Werkstück verlassen hat. Die resultierende seitliche Verfahrbewegung führt dazu, dass der Revolverkopf oder die Spindel unweilelich mit Spannmitteln wie einer vise jaw (Schraubstockbacke), clamps (Spannpratzen) oder den rotierenden Backen eines spindle chuck (Spannfutter) kollidiert. Ein solcher harter Aufprall (hard collision) zertrümmert den VHM- oder Wendeplattenbohrer, verbiegt Kugelgewindetriebe, stoppt die Achsen mit Servocrash-Alarmsignalen und verwandelt das teure Gussteil in Ausschuss. Korrekte Konfiguration eliminiert die häufigste Ursache für Maßabweichungen bei diesem Befehl. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung.
Technische Übersicht
| Technisches Detail | Spezifikation |
|---|---|
| Befehlscode | G83 (Fanuc, Mitsubishi, Siemens ISO-Dialekt), CYCLE83 (Siemens Native) |
| Modale Gruppe | Gruppe 09 (Fanuc, Mitsubishi), Gruppe 10 (Siemens G291), modal aktiv (Siemens CYCLE83) |
| Unterstützte Marken | Fanuc, Siemens, Mitsubishi |
| Kritische Parameter | Zustelltiefe (Q oder Qq), Rückzugsspiel (Parameter 5115 / #8013 / _VRT), Degressionsfaktor (DAM) |
| Hauptbeschränkung | Muss mit einem G80- oder leeren MCALL-Block vor nachfolgenden Koordinaten oder Koordinatentransformationen abgebrochen werden. |
Schnellleser
- Späne sicher evakuieren: Wählen Sie das G83-Tiefbohren mit vollständigem Rückzug, um den Bohrer regelmäßig aus der Bohrung zurückzuziehen und so Spänestau, übermäßige Reibung und thermisches Versagen zu verhindern.
- Ausrichtung der Werkstückspannung: Spannen Sie Rohteile starr in einer vise jaw (Schraubstockbacke), clamps (Spannpratzen) oder den rotierenden Backen eines spindle chuck (Spannfutter) ein, bevor Sie automatische Bohrzyklen starten.
- Radiuskorrektur abwählen: Wählen Sie die Werkzeugradiuskorrektur (G41 oder G42) vor der Zyklusausführung mit G40 ab, um den Siemens-Alarm 61815 oder Positionierungsfehler auf der Mittellinie zu vermeiden.
- Ganzzahlige dwell-Werte validieren: Programmieren Sie Verweilzeiten auf Fanuc- und Mitsubishi-Systemen als ganzzahlige Millisekunden (z. B. P1500 für 1,5 Sekunden), um das Abschneiden von Nachkommastellen und Werkzeugverglasung zu verhindern.
- Modale Löschung bestätigen: Brechen Sie modale Zyklen mit G80 (oder MCALL-Abwahl bei Siemens) ab, um ungewollte Bohrbewegungen auf nachfolgenden Positionierungskoordinaten zu vermeiden.
- Einzelschritt-Trockenlauf: Überprüfen Sie die Sicherheitsabstände auf dem HMI-Koordinatenbildschirm, indem Sie vor dem Starten automatischer Eilgangbewegungen einen Einzelschritt-Trockenlauf (dry run) ausführen.
Grundlegende Konzepte
Der mechanische Prozess des Tiefbohrens mit vollständigem Rückzug – das periodische Aufteilen tiefer axialer Schnitte in kleinere Zustellschritte und das Zurückziehen zur Beseitigung von Späneansammlungen – wird universell bei Fanuc-, Siemens- und Mitsubishi-Steuerungen angewendet, um Werkzeugverschleiß, thermische Ermüdung und Werkzeugbruch zu verhindern. Häufig wird zuerst zentriert, wobei ein G81-Zentrierbohrzyklus verwendet wird, um die Spitze des Tiefbohrers zu führen und ein Verlaufen der Koordinaten zu verhindern.
Durch die intermittierende Aufteilung tiefer axialer Schnitte in mehrere kleinere Vorschubbewegungen und das vollständige Zurückziehen des Werkzeugs aus der Bohrung auf das sichere Clearance-Niveau von Punkt R verhindert G83 das Festsetzen von Spänen in den Bohrernuten. Dadurch können Schneidflüssigkeit und Kühlmittel heiße, abrasive Späne wegschwemmen und die Werkzeugspitze direkt schmieren. Der G83-Zyklus ist modal aktiv, was bedeutet, dass er aktiv bleibt, bis ein G80-Bohrzyklus-Abwahl-Befehl programmiert wird.
Diese drastische Reduzierung der Schnittreibung und der thermischen Ermüdung verlängert die Standzeit von Wendeplatten- und Vollhartmetallbohrern, insbesondere bei der Bearbeitung zäher, kaltverfestigender Legierungen. Während der Späneentleerung fährt der Bohrer auf Tiefe, führt gegebenenfalls ein dwell (Verweilzeit) aus, falls programmiert, und zieht sich dann vollständig aus der Bohrung auf die um den Sicherheitsabstand verschobene Referenzebene zurück, um Späne zu evakuieren. Bei Materialien, die kurze Späne erzeugen, können Programmierer den G73-Hochgeschwindigkeits-Tiefbohrzyklus wählen, der Späne bricht, indem er das Werkzeug nur um einen kleinen, parametergesteuerten Sicherheitsabstand zurückzieht, ohne Leerlaufzeit zu verlieren.
Befehlsstruktur
Die Syntax des Tiefbohrzyklus variiert je nach gewähltem Steuerungssystem und Modus. Auf Fanuc- und Mitsubishi-Systemen ist G83 ein modaler Befehl der Gruppe 09. Einmal aktiviert, führt die Maschine den Bohrzyklus an der Startkoordinate aus und wiederholt die Sequenz an jedem nachfolgenden Koordinatenblock, bis ein Abwahlbefehl programmiert wird. Diese Syntax stützt sich auf spezifische Adressbuchstaben zur Definition von Koordinatenversatz und Bearbeitungsverhalten.
Bei Siemens Sinumerik-Steuerungen kann der Programmierer zwischen dem Native-Modus und dem ISO-Dialekt-Modus wählen. Der Native-Modus nutzt einen parametergesteuerten Technologiezyklus namens CYCLE83, dem ein modaler MCALL-Befehl vorangestellt sein muss. Im ISO-Dialekt-Modus kompiliert die Steuerung eine Standard-G83-G-Code-Struktur unter Verwendung modaler Register der Gruppe 10. Jede dieser Strukturen erfordert eine sorgfältige Konfiguration von Achsen, Tiefen, Sicherheitsabständen und Verweilzeiten.
; Standard-Fräsformat (Fanuc):
G98 (or G99) G83 X_ Y_ Z_ R_ Q_ D_ F_ K_ ;
; Standard-Drehformat (Fanuc - Stirnflächenbohren):
G83 X(U)_ C(H)_ Z(W)_ R_ P_ Q_ ,D_ F_ K_ M_ ;
; Native Siemens-Modus:
MCALL CYCLE83 (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, FDEP, FDPR, DAM, DTB, DTS, FRF, VARI, _AXN, MDEP, _VRT, _DTD, _DIS1) ;
; Siemens ISO-Dialekt-Modus:
G83 X(U)_ C(H)_ Z(W)_ R_ Q_ P_ F_ K_ M_ ;
; Mitsubishi Drehmaschinen-Format:
G83 X/U_ C/H_ Z/W_ Rr Qq Pp Ff Kk Mm ;
; Mitsubishi Bearbeitungszentrum Sonderformat:
G83 Xx1 Yy1 Zz1 Rr1 Qq1 Ff1 Pp1, li1, Jj1 Dd1 Ee1 ;| Adresse / Parameter | Beschreibung | System / Einheiten |
|---|---|---|
| X, Y (oder U, V, C, H) | Koordinaten der Bohrungsmitte | Fanuc, Mitsubishi, Siemens ISO (mm oder Zoll) |
| Z (oder W) | Endtiefenkoordinaten (absolut oder inkrementell) | Fanuc, Mitsubishi, Siemens ISO (mm oder Zoll) |
| R (oder Rr) | Koordinate der Punkt R-Referenzebene oder inkrementeller Abstand | Fanuc, Mitsubishi, Siemens ISO (mm oder Zoll) |
| Q (oder Qq) | Inkrementelle Schnitttiefe pro Zustellung (streng positiv) | Fanuc, Mitsubishi, Siemens ISO (mm oder Mikrometer) |
| P (oder Pp) | Verweilzeit (dwell) am Bohrungsgrund | Fanuc, Mitsubishi, Siemens ISO (Milisisekunden, kein Dezimalpunkt) |
| F (oder Ff) | Schnittvorschub (feedrate) | Fanuc, Mitsubishi, Siemens ISO (mm/min oder Zoll/min) |
| K (oder Kk, LI, L) | Anzahl der Zykluswiederholungen | Fanuc, Mitsubishi, Siemens ISO (Ganzzahl 0 bis 9999) |
| D (oder ,D) | Rückzugsspiel-Betrag | Fanuc, Mitsubishi (positive Reellzahl) |
| RTP, RFP, SDIS | Rückzugsebene, Referenzebene, Sicherheitsabstand | Siemens Native CYCLE83 (Koordinaten/Reellwerte) |
| DP, DPR, DTB | Absolute Tiefe, relative Tiefe, Verweilzeit | Siemens Native CYCLE83 (Koordinaten/Sekunden/Umdrehungen) |
| DAM, VARI, _AXN | Degressionswert, Bearbeitungsart, Auswahl der Werkzeugachse | Siemens Native CYCLE83 (Parameter/Ganzzahlen) |
Markenanwendungen
Fanuc
Auf Fanuc-Dreh- und -Frässystemen verwendet die modale G83-Zyklusausführung Register der Gruppe 09. Der Zyklus nutzt Parameter 5115 für das standardmäßige Rückzugsspiel.
Ein Standard-Bohrungsblock auf einem Bearbeitungszentrum wird als G90 G99 G83 X300.0 Y-250.0 Z-150.0 R-100.0 Q15.0 F120.0 K1 ; geschrieben, wodurch absolute Koordinaten mit einer Zustelltiefe von 15 mm gebohrt werden.
| Aspekt | Details |
|---|---|
| Kritische Parameter | Parameter Nr. 5101 Bit 2 (RTR) schaltet zwischen Standard-Entspanen (1) und Hochgeschwindigkeits-Spanbrechen (0) um. Parameter Nr. 5115 definiert den Standard-Sicherheitsabstand d für Standard-Zustellungen. Parameter Nr. 5114 definiert den Standard-Sicherheitsabstand d für Hochgeschwindigkeits-Zustellungen. Parameter Nr. 5185 legt die Positionsfensterbreite (in-position check width) beim Rückzug fest. |
| Zugehörige Alarme | Alarm PS0206 (AXIS SWITCHING IN RIGID MODE) tritt auf, wenn aktive Koordinatenebenen oder Bohrachsen ohne vorherigen Abbruch geändert werden. Alarm PS0200 (ILLEGAL S CODE COMMAND) wird ausgelöst, wenn die Spindeldrehzahl S die aktiven Getriebegrenzen überschreitet. Alarm PS0368 (OFFSET REMAIN AT OFFSET COMMAND) wird ausgelöst, wenn eine Parameteränderung erfolgt, während ein Versatz aktiv ist. |
| Versionsunterschiede | Die Series 15 steuert Wiederholungen über die Adresse L, und die absoluten Koordinaten von Punkt R sind über den RAB-Parameter 5102 Bit 6 umschaltbar. Die Series 16/30i verwendet die Adresse K für Wiederholungen und verwendet standardmäßig inkrementelle Punkt R-Koordinaten. |
Siemens
Auf Sinumerik-Steuerungen läuft der Technologiezyklus CYCLE83 im G290-Modus. Im G291 ISO-Dialekt-Modus arbeitet G83 als Befehl der Gruppe 10 unter Verwendung von GUD7-Variablen.
Eine native Befehlsstruktur wird als MCALL CYCLE83 (155.0, 150.0, 1.0, 5.0, , 100.0, , 20.0, 1.0, 1.0, 1.0, 0, 3, 8.0, 0.8) ; geschrieben, wodurch ein Spanbrechen ausgeführt wird.
| Aspekt | Details |
|---|---|
| Kritische Parameter | VARI bestimmt das Spanbrechen (0, Rückzug um _VRT) oder das Entspanen (1, Rückzug auf RFP + SDIS). DAM definiert den Degressionsfaktor für abnehmende Zustelltiefen. FRF skaliert den Vorschub der ersten Zustellung. |
| Zugehörige Alarme | Alarm 61101 (Reference plane defined incorrectly) wird ausgelöst, wenn die Koordinaten von RFP, RTP und der Tiefe inkonsistent sind. Alarm 61815 (G40 not active) wird ausgelöst, wenn G41/G42 aktiv ist. Alarm 61800 (External CNC system missing) wird ausgelöst, wenn G291 aufgerufen wird, während MD 18800 deaktiviert ist. Alarm 61102 (No spindle direction programmed) wird ausgelöst, wenn M03/M04 fehlt. |
| Versionsunterschiede | Der Sinumerik 802D sl fehlt die Unterstützung für den Vorschub in inverser Zeit (G93) und verfügt über schreibgeschützte G-Code-Reset-Variablen wie MD 20154. Die Sinumerik 840D sl unterstützt vollständige G-Gruppen-Bildschirmanzeigen und G93. |
Mitsubishi
Auf Mitsubishi-CNCs wird G83 als Stirnflächen-Tiefbohrzyklus 1 für Drehmaschinen oder als Standard-Tiefbohren für das Fräsen abgebildet. Die Steuerung liest Parameter 8013 für das Rückzugsspiel.
Ein Beispiel ist G83 X25.0 Z-14.5 R-3.0 Q5000 F200.0 M12 ;, wodurch auf Z-14.5 mit einer Zustelltiefe von 5 mm bei aktiver C-Achsen-Klemmung M12 gebohrt wird.
| Aspekt | Details |
|---|---|
| Kritische Parameter | Parameter #8013 spezifiziert den Rückzugsspielbetrag. Parameter #19417 (Hole dec check 2) konfiguriert die Verzögerungsprüfungen (0: keine Prüfung, 1: Prüfung an Schnittpunkt und Bohrungsgrund, 2: vollständige Prüfung mit SV024 am Grund). Parameter #1184 (clmp_D) legt die Verweilzeit für das Lösen der C-Achsen-Spindel fest. |
| Zugehörige Alarme | Programmfehler P411 (Axis name switching G111 active) wird ausgelöst, wenn G111 ausgeführt wird, während der Zyklus aktiv ist. Programmfehler P652 (Sub Part System Control under high-accuracy mode) wird ausgelöst, wenn G122/G144 ausgegeben wird, während der Zyklus aktiv ist. Programmfehler P33 (Simultaneous X and Z axis in G83.2) wird ausgelöst, wenn beide Achsen im selben G83.2-Block angewiesen werden. |
| Versionsunterschiede | Die Baureihe M800V/M80V mit Softwareversion A9 oder neuer unterstützt eine fortgeschrittene Schnitttiefenreduzierung (Jj2 nachfolgende Reduzierung, Kk2 Minimalgrenze). Drehmaschinensysteme ordnen G83 dem Bohren in der Z-Achse zu, während Frässysteme es der modalen Gruppe 09 zuordnen. |
Markenvergleich
| Thema | Fanuc | Siemens | Mitsubishi |
|---|---|---|---|
| Bimodaler Programmformat-Switch-Compiler | Kein bimodaler Umschaltcompiler für Festzyklen. | Bilingualer Parser über G290/G291 schaltet zwischen nativem CYCLE83 und G83-Festzyklusmodi um. | Bilingualer Parser über G188/G189 ordnet G83-Festzyklustabellen dynamisch neu zu. |
| Entkopplung von Koordinaten und Wiederholungen | Inline-Koordinatenpositionierung und Wiederholungszähler (K oder L). | Entkoppelt Koordinaten vom Zyklus mittels modalem MCALL-Aufruf und separaten Positionsunterprogrammen oder Makros. | Inline-Koordinatenpositionierung und Wiederholungszähler (K oder LI). Sonderformat ermöglicht Inline-Achsprüfparameter. |
| Rückzugs- und dwell-Formate auf Parameterebene | Ganzzahlige Verweilzeiten (P in ms). Rückzugsart global über Parameter RTR eingestellt. Sicherheitsabstand über die Parameter 5114/5115 gesteuert. | Spindelumdrehungs-Verweilzeiten (DTB < 0) oder Dezimalsekunden. Skaliert den ersten Vorschub (FRF) und die Degression (DAM) mit Dezimalstellen. | Ganzzahlige Verweilzeiten (Pp1 in ms, Dezimalstellen abgeschnitten). Rückzugsspiel über Parameter #8013 eingestellt. Löseverweilzeit über Parameter #1184 eingestellt. |
| Verzögerungs- und Sicherheitsprüfungen | Global über Parameter verwaltet. Positionsfensterbreite für den Rückzug durch Parameter 5185 gesteuert. | Rückzug _VRT und Sicherheitsabstand SDIS. Genauigkeitshalt-Prüfungen durch Preprozessorvariablen gesteuert. | Parameter #19417 (Hole dec check 2) konfiguriert die Verzögerungsprüfungen (0: keine, 1: Schnittpunkt und Bohrungsgrund, 2: vollständige Prüfung mit SV024). |
Technische Analyse
Eine vergleichende Analyse der Verarbeitung von Festzyklen offenbart drei grundlegende Unterschiede zwischen den Compiler-Architekturen von Fanuc, Siemens und Mitsubishi.
Erstens unterscheidet sich das Compiler-Übersetzungsmodell für die Deaktivierung des G83-Zyklus. Fanuc erlaubt es, aktive Festzyklen direkt mit Standard-Bewegungsbefehlen der Gruppe 01 abzubrechen. Das Festlegen eines Befehls der Gruppe 01 wie G00 oder G01 in einem nachfolgenden Block hebt G83 automatisch auf und verhält sich identisch mit einem expliziten G80. Umgekehrt wird CYCLE83 im nativen Siemens-Modus über MCALL aufgerufen und bleibt über nachfolgende Blöcke hinweg aktiv, wobei G00- oder G01-Übergänge vollständig ignoriert werden, bis ein expliziter, eigenständiger leerer MCALL-Block ausgeführt wird. Mitsubishi erfordert ebenfalls G80- oder G188-Übergänge, um den aktiven Zyklusspeicher zu löschen.
Zweitens variiert die Entkopplung der Koordinatenpositionen von den Zyklusblöcken. Der native Siemens-Modus isoliert den Bohrtechnologiezyklus vollständig von den Koordinaten der Bohrungsmittelpunkte. Der MCALL CYCLE83-Block definiert nur das Bohrverhalten, sodass Koordinaten oder Bohrbild-Makros (wie HOLES2) auf separaten Zeilen aufgeführt werden können. Fanuc und Mitsubishi schreiben Koordinaten, Wiederholungszahlen und Zyklusparameter jedoch inline in denselben Block. Das Sonderformat von Mitsubishi erlaubt es Programmierern sogar, Achsen-Positionsfensterbreiten direkt in den Zyklusblock zu schreiben.
Drittens weichen Parameter- und dwell-Formate voneinander ab. Fanuc und Mitsubishi nutzen ganzzahlige Verweilzeiten in Millisekunden (Adresse P oder Pp1), wobei Nachkommastellen entweder verboten sind oder abgeschnitten werden. Das Sonderformat von Mitsubishi schneidet Nachkommastellen ab, was bedeutet, dass P1.5 als 1 ms kompiliert wird. Siemens spezifiziert die Verweilzeit am Bohrungsgrund (DTB) direkt als reelle Dezimalsekunden oder Spindelumdrehungen und unterstützt Skalierungsparameter wie den Vorschubfaktor (FRF) und die Degression (DAM) als reelle Dezimalprozentsätze. Fanuc und Mitsubishi verwalten Rückzugsspiele über Parameter (Parameter 5115 für Fanuc, #8013 für Mitsubishi), wohingegen Siemens den Sicherheitsabstand SDIS und den Rückzugswert _VRT direkt im Programm festlegt.
Programmbeispiele
Fanuc-Festzyklus-Beispiel
G90 G99 G83 X300.0 Y-250.0 Z-150.0 R-100.0 Q15.0 F120.0 K1 ;Trockenlauf
Die Maschine führt eine Eilgangpositionierung (G00) in der XY-Ebene auf X300.0, Y-250.0 aus. Die Z-Achse fährt im Eilgang auf das Sicherheitsabstandsniveau von Punkt R bei -100.0. Der Bohrer fährt mit Vorschub F120.0 auf die erste Zustelltiefe von Z-115.0 (berechnet als R-100.0 minus Q15.0). Die Z-Achse fährt im Eilgang zurück auf das Punkt R-Niveau bei -100.0, um Späne zu entleeren und Kühlmittel einzulassen. Die Z-Achse fährt im Eilgang hinunter auf -114.5 (Sicherheitsabstand d, der von Parameter 5115 mit 0,5 mm über der vorherigen Tiefe von -115.0 definiert ist). Die Z-Achse fährt mit Vorschub F120.0 für die nächste 15-mm-Zustellung auf die Tiefe Z-130.0. Die Z-Achse fährt im Eilgang zurück zu Punkt R (-100.0). Die Z-Achse fährt im Eilgang hinunter auf -129.5 (Sicherheitsabstand d). Die Z-Achse fährt mit Vorschub F120.0 auf die endgültige absolute Tiefe von Z-150.0. Der Zyklus ist abgeschlossen und die Z-Achse fährt im Eilgang zurück zu Punkt R (-100.0), da G99 aktiv ist.
Siemens-Technologiezyklus-Beispiel
G290 ;
MCALL CYCLE83 (155.0, 150.0, 1.0, 5.0, , 100.0, , 20.0, 1.0, 1.0, 1.0, 0, 3, 8.0, 0.8) ;
X100.0 Y100.0 ;
MCALL ;Trockenlauf
Das Programm wechselt in den nativen Siemens-Modus (G290). Der modale Aufruf MCALL wird für CYCLE83 mit folgenden Parametern aktiviert: Referenzebene RFP=150.0, Rückzugsebene RTP=155.0, Sicherheitsabstand SDIS=1.0, Endtiefe DP=5.0, erste Zustelltiefe FDEP=100.0, Degression DAM=20.0, dwell DTB=1.0s, Vorschubfaktor FRF=1.0, Bearbeitungsart VARI=0 (Spanbrechen), Werkzeugachse _AXN=3 (Z-Achse), Rückzugsweg _VRT=8.0mm und Bahnabstand _DIS1=0.8mm. Bei Bewegung auf die Koordinate X100.0 Y100.0 fährt die Z-Achse im Eilgang auf die um den Sicherheitsabstand verschobene Referenzebene (RFP+SDIS = 151.0). Die Z-Achse fährt mit dem programmierten Vorschub auf die erste Zustelltiefe von 100.0. Die Z-Achse zieht sich um den Spanbrechabstand _VRT (8.0 mm) zurück, um Fließspäne zu brechen, und bewegt sich auf die Z-Koordinate 108.0. Die Z-Achse fährt im Eilgang hinunter auf 100.8 (was 100.0 + _DIS1 0.8 mm entspricht). Die Z-Achse fährt mit Vorschub für die nächste Zustellung. Die Zustelltiefe wird um DAM=20.0 dekrementiert, sodass der Vorschubweg 80.0 beträgt und die absolute Koordinate 20.0 erreicht wird. Die Z-Achse zieht sich um _VRT (8.0 mm) auf Z28.0 zurück. Die Z-Achse fährt im Eilgang hinunter auf 20.8. Die Z-Achse fährt mit Vorschub auf die endgültige Tiefenkoordinate von 5.0. Die Spindel verweilt am Grund für 1.0 Sekunde. Die Z-Achse fährt im Eilgang zurück zur Rückzugsebene RTP (155.0). Der leere MCALL-Block wählt den modalen Zyklus ab.
Mitsubishi-Drehmaschinenzyklus-Beispiel
G83 X25.0 Z-14.5 R-3.0 Q5000 F200.0 M12 ;Trockenlauf
Die Werkzeugmaschine führt eine schnelle Positionierung (G00) in der XC-Ebene auf die Koordinate X25.0 aus. Der C-Achsen-Spindelklemmbefehl M12 wird ausgeführt und verriegelt die Spindel in Position. Die Z-Achse fährt im Eilgang auf das Punkt R-Niveau (das 3,0 mm vor der Stirnfläche liegt: Z-3.0). Die Z-Achse fährt mit Vorschub F200.0 auf die erste Zustelltiefe von Z-8.0 (berechnet als Punkt R minus Q5.0). Die Z-Achse fährt im Eilgang zurück auf das Punkt R-Niveau (Z-3.0) für ein Standard-Entspanen. Die Z-Achse fährt im Eilgang wieder hinunter auf Z-7.5 (Sicherheitsabstand m, der durch Parameter #8013 mit 0,5 mm definiert ist). Die Z-Achse fährt mit Vorschub F200.0 auf die endgültige absolute Tiefe von Z-14.5. Der Lösebefehl M13 wird automatisch von der Steuerung ausgegeben und die Spindel verweilt für die in Parameter #1184 (clmp_D) konfigurierte Dauer. Die Z-Achse fährt im Eilgang zurück zur anfänglichen Sicherheitsebene.
Fehleranalyse
| Marke | Alarmcode | Auslösebedingung | Operateursymptom | Ursache / Behebung |
|---|---|---|---|---|
| Fanuc | Alarm PS0206 | Versuch des Achsen- oder Ebenenwechsels (z. B. von Z-Achse auf X-Achsen-Zyklus) ohne vorherigen Abbruch des aktiven Festzyklus. | Achsenbewegung stoppt, Programmausführung hält an und der Bildschirm zeigt Alarm PS0206. | G83-Festzyklus ist im Systemzustand noch aktiv. Führen Sie vor dem Anweisen der neuen Achse oder Ebene zuerst einen G80-Bohrzyklus-Abwahlblock aus. |
| Fanuc | Alarm PS0200 | Programmierte Spindeldrehzahl (S) überschreitet die maximalen Rotationsgrenzen der Getriebekonfiguration. | Programm hält an, Spindel dreht sich nicht und der Bildschirm zeigt Alarm PS0200. | Spindeldrehzahllimit überschritten. Überprüfen Sie die Drehzahllimits im aktiven Getriebebereich und verringern Sie den S-Wert. |
| Fanuc | Alarm PS0368 | Versuch einer Versatz-Parameteränderung, während Versatzwerte im Register aktiv sind. | Zyklusausführung hält an, Werkzeugbewegung stoppt und der Bildschirm zeigt Alarm PS0368. | Aktive Versätze müssen gelöscht werden. Befehlen Sie zuerst die Werkzeugversatzaufhebung, bevor Sie Parameteränderungen versuchen. |
| Siemens | Alarm 61101 | Referenzebene RFP, Rückzugsebene RTP und Tiefenkoordinaten sind inkonsistent. | Steuerung stoppt den Blockvorlauf, Zyklus startet nicht und der Bildschirm zeigt Alarm 61101. | Koordinaten sind logisch inkorrekt (z. B. liegt RTP unter der Tiefe). Korrigieren Sie die Ebenenkoordinaten in der CYCLE83-Parameterliste, sodass RTP über RFP und DP liegt. |
| Siemens | Alarm 61815 | Externer G291 ISO-Dialekt-Moduszyklus aufgerufen, während die Werkzeugradiuskorrektur G41 oder G42 aktiv ist. | Preprozessor stoppt die Ausführung, Achsenbewegung hält an und der Bildschirm zeigt Alarm 61815. | Radiuskorrektur ist in Bohrmodi ungültig. Wählen Sie die Werkzeugradiuskorrektur vor dem Aufruf von G83 mit G40 ab. |
| Siemens | Alarm 61800 | G291 ISO-Dialekt-Modus angewiesen, aber externe Sprachübersetzung ist auf der Steuerung deaktiviert. | Umschalten des Compilers schlägt fehl, Blockkompilierung stoppt und der Bildschirm zeigt Alarm 61800. | Option-Bit oder Compilierungsregister ist deaktiviert. Aktivieren Sie den Maschinendatenparameter MD 18800 $MN_MM_EXTERN_LANGUAGE. |
| Siemens | Alarm 61102 | Spindeldrehung M03 oder M04 fehlt beim Zyklusaufruf in den aktiven Registern. | Programmausführung hält bei Zyklusstart an, Spindel bleibt stehen und der Bildschirm zeigt Alarm 61102. | Spindeldrehung muss initialisiert werden. Programmieren Sie Spindelrichtung (M03/M04) und Drehzahl (S) vor dem Zyklusblock. |
| Mitsubishi | Programmfehler P411 | Befehl zur Achsenumbenennung (G111) ausgeführt, während der G83-Zyklus aktiv ist. | Programm hält an, Achsenbewegung stoppt und der Bildschirm zeigt Programmfehler P411. | Achsentransformationen können nicht angewiesen werden, während modale Zyklen aktiv sind. Brechen Sie den Zyklus vor dem Anweisen von G111 mit G80 ab. |
| Mitsubishi | Programmfehler P33 | Sowohl Bohrachse X (oder U) als auch Z (oder W) im selben G83.2-Block angewiesen. | Achsenbewegung hält an, Programm stoppt und der Bildschirm zeigt Programmfehler P33. | Zweiachsiges Bohren ist für G83.2 ungültig. Befehlen Sie die Achsenzielkoordinaten separat. |
| Mitsubishi | Programmfehler P923 | Koordinatendrehung oder 3D-Koordinatenkonvertierung (G68.1) aufgerufen, während G83 aktiv ist. | Compiler stoppt das Programm, Achsbewegungen halten an und der Bildschirm zeigt Programmfehler P923. | Koordinatentransformationen können nicht initiiert werden, während ein Festzyklus aktiv ist. Brechen Sie den G83-Zyklus vor dem Aufruf von G68.1 mit G80 ab. |
| Mitsubishi | Betriebsfehler M01 0107 | Berechneter Schnittvorschub und Spindeldrehzahl überschreiten die maximalen Getriebeklemmraten. | Vorschub stoppt, Spindel hält an und der Bildschirm zeigt Betriebsfehler M01 0107. | Physikalische Getriebedrehzahlgrenzen überschritten. Passen Sie Drehzahl oder Vorschub auf Werte innerhalb der physikalischen Getriebegrenzen an. |
Anwendungshinweis
Um Werkzeugbruch und Ausschuss durch falsche Steuerungsreaktionen zu verhindern, müssen die modale Speicherung der Bohrparameter und die Sicherheitsabstände vor jedem Programmstart geprüft werden. Ein folgenschwerer Fehler entsteht beispielsweise bei Siemens-Steuerungen, wenn die Parameter RTP, RFP und SDIS widersprüchlich definiert sind, was unmittelbar den Alarm 61101 auslöst. Ebenso führt das Aufrufen des Zyklus bei aktiver Werkzeugradiuskorrektur (G41/G42) zu Alarm 61815 (G40 not active). Bei Fanuc- und Mitsubishi-Systemen ist das Einblenden von Dezimalpunkten im dwell-Adressfeld P (bzw. Pp1) fatal: Ein Wert von P1.5 wird als 1 Millisekunde statt 1,5 Sekunden interpretiert, was durch mangelnden Freischnitt zu erhöhtem Werkzeugverschleiß, Maßabweichungen und Toleranzüberschreitungen führt. Bei Mitsubishi-Systemen steuert der Parameter #19417 (Hole dec check 2) die Genauigkeit am Bohrungsgrund; ist dieser auf 0 gesetzt, erfolgt kein exakter Genauigkeitshalt, wodurch die Z-Achse den Rückzug startet, bevor die Bohrungstiefe prozesssicher erreicht wurde. Wird dieser Parameter nicht verifiziert, liegt das Ergebnis außerhalb der Toleranz — und der Fehler zeigt sich erst bei der Endmessung. Die Bediener müssen daher neue Programme im Single-Block-Modus und ohne Werkstück (Trockenlauf) testen, um Kollisionen des Werkzeugs mit den Spannbacken (spindle chuck jaws) oder Spannpratzen (clamps) zu verhindern.
Verwandte Befehle
- G80: Hebt alle aktiven Festzyklen auf und setzt die Steuerung in den normalen Interpolationsmodus zurück.
- G73: Führt ein Hochgeschwindigkeits-Tiefbohren aus, bei dem das Werkzeug zum Spanbrechen nur um einen kleinen Sicherheitsabstand d zurückzieht, anstatt vollständig auf Punkt R zurückzufahren.
- G81: Führt ein Standard-Zentrierbohren oder Bohren ohne Entspan-Vorschub aus.
- CYCLE830: Bietet erweitertes Tiefbohren auf Siemens-Steuerungen, einschließlich Pilotbohrungskontrolle, weichem Anschnitt und Durchbohren mit reduziertem Vorschub.
- G83.2: Führt den Tiefbohrzyklus 2 auf Mitsubishi-Drehmaschinensystemen aus und ermöglicht separate Anfangs- und Folgezustellungen.
Fazit
Die prozesssichere Durchführung von Tiefbohrungen verlangt die lückenlose Verifikation aller Zyklus- und Maschinenparameter vor der automatischen Bearbeitung. Programmierer sollten standardmäßig einen G80-Befehl (oder einen leeren MCALL-Block bei Siemens) nach Abschluss der Bohrungen einfügen, um Restwerte im Pufferspeicher zu löschen und ungewollte Bohrzyklus-Aufrufe bei nachfolgenden Verfahrbewegungen zu verhindern. Die präzise Abstimmung der Rückzugsabstände über Parameter 5115 (Fanuc) bzw. Parameter #8013 (Mitsubishi) schützt das Werkzeug vor vorzeitiger Materialberührung und eliminiert das Risiko einer Toleranzüberschreitung. Regelmäßige Kontrollen der in-position-Fensterbreiten sorgen für maßhaltige Bohrungen und minimieren Maschinenstillstände sowie Ausschuss in der Serienproduktion.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Wie beeinflusst der Parameter RTR (Parameter 5101 Bit 2) die Maßhaltigkeit und Prozesssicherheit bei Fanuc-Steuerungen?
Der RTR-Parameter bestimmt, ob der G83-Zyklus als Entspanbohren (RTR=1, vollständiger Rückzug auf Punkt R zur Späneentleerung) oder als Spanbrechen (RTR=0, minimaler Rückzug um den Wert d aus Parameter 5114) ausgeführt wird. Spanbrechen spart zwar Bearbeitungszeit, kann aber bei zähen Werkstoffen zu Fließspänen führen, die sich im Bohrloch verkeilen, den Bohrer ablenken und Maßabweichungen verursachen. Prüfen Sie bei tiefen Bohrungen (L/D > 5) in zähen Materialien den RTR-Status im Steuerungsregister und stellen Sie ihn auf 1, um eine einwandfreie Späneabfuhr zu gewährleisten.
Warum führt eine falsche Eingabe des Dwell-Werts (P-Adresse) bei Fanuc und Mitsubishi zu Maßabweichungen am Bohrungsgrund?
Beide Steuerungen interpretieren die Adresse P strictly als Millisekunden ohne Dezimalpunkt. Wird ein Dwell-Wert fälschlicherweise als P1.5 oder P2.0 programmiert, schneidet die Steuerung den Dezimalteil ab, was zu einer minimalen Verweilzeit von 1 ms bzw. 2 ms führt. Das Werkzeug verweilt nicht lang genug am Bohrungsgrund, wodurch die Spindelverbiegung nicht ausgeglichen wird und die Bohrungstiefe nicht maßhaltig bleibt. Deklarieren Sie Verweilzeiten immer als ganzzahlige Millisekunden (z. B. P1500 für 1,5 Sekunden), um eine exakte Bohrungstiefe und optimale Planheit am Bohrungsgrund zu sichern.
Wie verhindert man Siemens Alarm 61815 beim Aufruf von CYCLE83 und sichert die Toleranz?
Der Siemens-Alarm 61815 wird ausgelöst, wenn beim Aufrufen des CYCLE83-Bohrungszyklus die Werkzeugradiuskorrektur (G41 oder G42) aktiv ist. Da Tiefbohrer auf der Bohrungsachse zentriert verfahren, führt eine aktive Radiuskorrektur zu fehlerhaften Achsbewegungen und schiefen Bohrungen, wodurch das Teil außerhalb der Toleranz liegt. Fügen Sie unmittelbar vor dem MCALL CYCLE83-Aufruf den Befehl G40 ein, um die aktive Radiuskorrektur sicher aufzuheben und Ausschuss zu vermeiden.