FANUC Series 0i-MODEL F Plus. CONNECTION MANUAL (FUNCTION) - page 40

1. AXIS CONTROL

 

 

B-64693EN-1/01

 

- 274 - 

If above condition cannot be satisfied, set this parameter bit to 1. With this setting, FFG is 
considered in the number of pulses of the position detector per rotation about the master 
axis, and by selecting FFG appropriately, it is possible to be satisfied above condition 

without the change of synchronization coefficient. 

M

N

Old

×

 

]

[

 

 

 

]

 

New

 

[

 

α

＝

α

 

N: Numerator of FFG 
M: Denominator of FFG 
 
[Setting example] 

 

Slave axis control 

Number of pulses of the 
position detector per rotation 
about the slave axis 
parameter No. 7773 

Number of pulses of the 
position detector per rotation 
about the master axis 
parameter No. 7772 

Slave axis 

1,000,000 p/rev 

Master axis 

1-to-1 connection 

Separate detector 
(phase A/B) 
12,000 p/rev 

Synchronization 
coefficient 

 

Fig. 1.9.1 (g) 

 
Master axis conditions: 
 

The separate detector must be 12000 p/rev. 

 

The master axis and the separate detector must have a 1-to-1 connection. 

 
In this example, EGFx (bit6 of parameter No.2273) is set to 1, FFG is set to 1/10, and the 
number of pulses of the position detector per rotation about the master axis is 

1200

10

1

 

12000

 

 

=

×

＝

α

 

 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

4399 

 

 

 

 

 

 

SOSALWs 

 

 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Bit spindle 

 

  #2  SOSALWs

  Soft start/stop function is: 

0: 

Disabled if *ESP is ”0” (emergency stop) or if MRDY is ”0”. 

1: 

Enabled also if *ESP is ”0” (emergency stop) or if MRDY is ”0”. 

 

4030 

 

Soft start/stop setting time 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Word spindle 

B-64693EN-1/01

 

 

1. AXIS CONTROL

 

- 275 - 

 

[Unit of data]  1min

-1

/sec 

[Valid data range]  0 to 32767 

This parameter sets an acceleration (rate at which the speed changes) applied when the 
soft start/stop function is enabled (soft start/stop signal SOCNA <Gn071> is “1”). 
 

4508 

 

Rate of change in acceleration at soft start/stop 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Word spindle 

 

[Unit of data]  10min

-1

/sec

2

 

[Valid data range]  0 to 32767 

This parameter sets the rate of change of acceleration  (rate at which the acceleration 
changes) applied when the soft start/stop function is enabled (soft start/stop signal 
SOCNA <Gn071> is “1”). 
 

NOTE 

 

If the setting is 0, speed commands are linear when the soft 
start/stop function is enabled. 

 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

4472 

 

 

 

 

 

 

SOSALWs 

 

 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Bit spindle 

 

  #2  SOSALWs

  Soft start/stop function(if the spindle axis is a sub axis of spindle switching control) is: 

0: 

Disabled if *ESP is ”0” (emergency stop) or if MRDY is ”0”. 

1: 

Enabled also if *ESP is ”0” (emergency stop) or if MRDY is ”0”. 

 

Alarm and message 

Number 

Message 

Description 

PS1593 

EGB PARAMETER SETTING ERROR 

Error in setting a parameter related to the EGB 
(1)  The setting of bit 0 (SYNx) of parameter No. 2011, is not 

correct. 

(2)  The slave axis specified with G81 is not set as a rotation 

axis. (bit 0 (ROTx) of parameter No. 1006) 

(3)  Number of pulses per rotation (parameter No. 7772 or 

7773) is not set. 

PS1594 

EGB FORMAT ERROR 

Error in the format of the block of an EGB command 
(1)  T (number of teeth) is not specified in the G81 block. 
(2)  In the G81 block, the data specified for one of T, L, P, 

and Q is out of its valid range. 

(3)  In the G81 block, only one of P and Q is specified. 

PS1595 

ILL-COMMAND IN EGB MODE 

During synchronization with the EGB, a command that must 
not be issued is issued. 
(1)  Slave axis command using G27, G28, G29, G30, G33, 

G53, etc. 

(2)  Inch/metric conversion command using G20, G21, etc. 
(3)  Synchronization start specified by G81 when bit 3 (ECN) 

of parameter No. 7731 is set to 0 

PS1596 

EGB OVERFLOW 

An overflow occurred in the calculation of the synchronization 
coefficient. 

 

1. AXIS CONTROL

 

 

B-64693EN-1/01

 

- 276 - 

Reference item 

Manual name 

Item name 

OPERATOR’S MANUAL (B-64694EN) 

Electronic gear box 

 

1.9.2 

Spindle Electronic Gear Box 

Overview 

In a system in which two spindles are used as the tool axis and workpiece axis, a gear can be machined 
(ground or cut) by synchronizing the workpiece axis rotation with the tool axis (grinding wheel or hob) 
rotation. 
To synchronize these two spindles, the spindle electronic gear box is used (the electronic gear box is 
hereinafter called the EGB). In the spindle EGB, synchronization pulses are generated based on feedback 
pulses from the position detector attached to the tool axis (master axis), and the workpiece axis (slave 
axis) rotates based on the synchronization pulses. Feedback pulses are transferred from the master axis to 
the slave axis by communication between amplifiers. 

 
Specification

 

The specification of spindle EGB synchronization are as follows: 

 

(1)  Spindle EGB synchronization is started by specifying the T command (number of teeth) and L 

command (number of hob threads), which determine the synchronization coefficient, in the G81 
block. The synchronization is canceled by specifying G80. 

(2)  The synchronization coefficient is calculated using the T command (number of teeth) and L 

command (number of hob threads) in the G81 block, and the number of position detector pulses per 
rotation about each of the tool and workpiece pulses (set in the relevant parameter). 

(3)  This function allows a retract operation. 
(4)  A helical gear can be cut by specifying the Q command (module or diametral pitch) and P command 

(gear helix angle) in the G81 block. 

(5)  During EGB synchronization, the synchronization relationship is maintained regardless of whether 

the operation is automatic or manual. 

(6)  Spindle amplifier SPM type B is required for both the master and slave axes. In addition, the spindle 

amplifiers can have a 1-to-1 connection only. For details, refer to “SPINDLE EGB (SPINDLE 
ELECTRONIC GEAR BOX)”  in  “FANUC AC SPINDLE MOTOR 

a

i

  series,  FANUC AC 

SPINDLE MOTOR 

β

i

  series,  FANUC BUILT-IN SPINDLE MOTOR 

β

i

  series  PARAMETER 

MANUAL (B-65280EN)”. 

(7)  To turn the EGB synchronization mode on, the slave axis must be put in the Cs contour control 

mode, though the master axis may be in any control mode. 

 

B-64693EN-1/01

 

 

1. AXIS CONTROL

 

- 277 - 

 

    - 
+ 

Velocity 
control 
(PI) 

Velocity 
control 
(PI) 

Position control 

Position gain Kp 

Position control 

Position gain Kp

 

Cs command

 

Cs command 

CNC 

2nd spindle (slave) 

1st spindle (master) 

     - 
 
 + 

    - 
 
+ 

     - 
+ 
 
  + 

Position feedback 

Velocity feedback 

EGB mode 

Velocity feedback 

Position feedback 

K

2

/K

1

 : Synchronization coefficient 

a

 : Feedforward ratio

 

Workpiece 

(gear) 

Spindle 

motor & 

Detector 

Tool 

(hob) 

Spindle 

motor & 

Detector 

K

2

 

K

1

 

   + 
 
    + 

a⋅

s 

* The master axis can be applied the rotation command in spindle mode.

 

 

Fig. 1.9.2 (a) Block diagram of spindle EGB control 

 

1. AXIS CONTROL

 

 

B-64693EN-1/01

 

- 278 - 

Format 

 

 

Bit 0 (EFX) of 

parameter No.7731=0 

Bit 0 (EFX) of parameter No.7731=1 

Bit 5 (HBR) of 

parameter No.7731=1 

Bit 5 (HBR) of 

parameter No.7731=0 

Start of synchronization 

G81 T_ ( L_ ) 

( Q_ P_ ) ; 

G81.4 R_ ( L_ ) 

( Q_ P_ ) ; 

G81.4 T_ ( L_ ) 

( Q_ P_ ) ; 

Cancellation of 

synchronization 

G80 ; 

G80.4 ; 

G80.4 ; 

 

(*1) (*4) 

(*2) (*4) 

(*3) (*4) 

 
T(or R) : Number of teeth (Specifiable range: 1 to 5000) 
L : Number of hob threads (Specifiable range: -250 to 250) 
 

The sign of L determines the direction of rotation for the workpiece axis. 
When L is positive, the direction of rotation for the workpiece axis is positive (+ 
direction). 
When L is negative, the direction of rotation for the workpiece axis is negative (- 
direction). 
When L is 0, it follows the setting of bit 3 (LZR) of parameter No.7701. 
If L is not specified, the number of hob threads is assumed 1. 

Q : Module or diametral pitch 
 

Specify a module in the case of metric input. 

 

(Unit: 0.00001mm, Specifiable range: 0.01 to 25.0mm) 

 

Specify a diametral pitch in the case of inch input. 

 

(Unit: 0.00001inch

-1

, Specifiable range: 0.01 to 254.0 inch

-1

) 

P : Gear helix angle 
 

(Unit: 0.0001deg, Specifiable range: -90.0 to 90.0deg) 

*1  Use it for machining centers. 
*2  Use it for lathes. 
*3  Use it for machining centers. 
 

This format enables specification of the same G codes as those for lathes. 

*4  When specifying Q and P, the user can use a decimal point. 

 

NOTE 

 

Specify G81, G80, G81.4, and G80.4 in a single block. 

 

Explanation 

  - 

Parameter setting 

For spindle EGB control, the following parameters must be set: 
- 

Controlled axis number for the slave axis (parameter No. 7710) 

- 

Number of position detector pulses per rotation about the tool axis (parameter No. 7772) 

- 

Number of position detector pulses per rotation about the workpiece axis (parameter No. 7773) 

- 

Spindle EGB master axis enable (bit 7 of parameter No. 4352) 

- 

Spindle EGB slave axis enable (bit 6 of parameter No. 4352) 

- 

Number of sinusoidal waves from the master spindle position detector (parameter No. 4386) 

 

B-64693EN-1/01

 

 

1. AXIS CONTROL

 

- 279 - 

  - 

Start/Cancellation of synchronization 

When rotation about the tool axis (master axis) starts after G81 is specified, EGB synchronization starts 
according to the synchronization relationship specified in the G81 block, and rotation about the 
workpiece axis (slave axis) starts. When EGB synchronization starts, the EGB mode signal SYNMOD 
<Fn065.6> becomes “1”. 
When rotation about the tool axis is stopped, rotation about the workpiece axis is also stopped. At this 
time, specifying G80 cancels EGB synchronization. When EGB synchronization is canceled, the EGB 
mode signal SYNMOD <Fn065.6> becomes 0. 
Specify P and Q to use helical gear compensation. 
If only either P or Q is specified, alarm PS1594 “EGB FORMAT ERROR” is issued. 
G81 cannot be specified again during EGB synchronization. In addition, the specification of T, L, Q, and 
P cannot be modified during synchronization. Start and cancel synchronization when rotation about the 
tool axis (master axis) stops. 

 

Fig. 1.9.2 (b) Synchronization start/cancellation timing chart 

 

  CAUTION 

1  Feed hold, interlock, and machine lock are invalid to a slave axis in EGB 

synchronization. 

2  Even if an OT alarm is issued for a slave axis in EGB synchronization, 

synchronization will not be canceled. 

3  During synchronization, it is possible to execute a move command for a slave 

axis and other axes, using a program. The move command for a slave command 
must be an incremental one. 

 

1. AXIS CONTROL

 

 

B-64693EN-1/01

 

- 280 - 

NOTE 

1  If bit 0 (HBR) of parameter No. 7700 is set to 1, EGB synchronization will not be 

canceled due to a reset. Usually, set this parameter bit to 1. 

2  Start and cancel EGB synchronization when rotation about the master and slave 

axes stops. It means that rotation about the master axis should be started while 
the EGB mode signal SYNMOD is “1” (see Fig. 1.10.2 (b), "Synchronization 
start/cancellation timing chart"). If the master axis starts rotating before the EGB 
mode signal SYNMOD becomes “1”, synchronization is not performed correctly. 

3  Perform the reference position return of the Cs contour controlled axis for the 

master and slave axes before specifying G81. During synchronization, reference 
position return cannot be performed. Do not place the machine in the reference 
position return mode during synchronization. 

4  If a parameter for axis setting (No. 7710 or 4352) is not set correctly, alarm 

PS1593, “EGB PARAMETER SETTING ERROR” is issued when G81 is 
specified. 

5  In synchronization mode, it is not possible to specify G27, G28, G29, G30, and 

G53 for a slave axis. 

6  In EGB synchronization mode, AI contour control mode is temporarily canceled. 
7  The position display of the slave axis is updated based on synchronization 

pulses as follows: 

•

  During synchronization, only the machine coordinate is updated. The 

absolute and relative coordinates are not updated. 

•

  When synchronization is canceled, the amount of travel during 

synchronization, as rounded to 360-degree units is added to the absolute 
coordinate. 

8  The direction of rotation about the slave axis depends on the direction of rotation 

about the master axis. When the direction of rotation about the master axis is 
positive, the direction of rotation about the slave axis is also positive; when the 
direction of rotation about the master axis is negative, the direction of rotation 
about the slave axis is also negative. A negative value can be specified for L to 
make the direction of rotation about the slave axis opposite to the direction of 
rotation about the master axis, however. 

9  The synchronization mode is canceled by a servo alarm, spindle alarm, PW 

alarm, or emergency stop. 

10 Synchronization is not maintained if the slave axis is in the servo off state. 
11 During synchronization, manual handle interrupt can be performed on the 

workpiece and other axes. 

12 In synchronization mode, no inch/metric conversion commands (G20 and G21) 

cannot be issued. 

13 If bit 0 (EFX) of parameter No. 7731 is 0, no canned cycle for drilling can be 

used. To use a canned cycle for drilling, set bit 0 (EFX) of parameter No. 7731 to 
1 and use G81.4 instead of G81 and G80.4 instead of G80. 

14 If bit 0 (TDP) of parameter No. 7702 is 1, the permissible range of T is 0.1 to 500 

(1/10 of the specified value). 

15 If, at the start of EGB synchronization (G81), L is specified as 0, synchronization 

starts with L assumed to be 1 if bit 3 (LZR) of parameter No.7701 is 0; if bit 3 
(LZR) of parameter No.7701 is 1, synchronization is not started with L assumed 
to be 0. At this time, helical gear compensation is performed. 

B-64693EN-1/01

 

 

1. AXIS CONTROL

 

- 281 - 

NOTE 

16 Feed per revolution is performed on the feedback pulses on the spindle. By 

setting bit 0 (ERV) of parameter No. 7703 to 1, feed per revolution can be 
performed based on the speed on the synchronous slave axis. 

17 Actual cutting feedrate display does not take synchronization pulses into 

consideration. 

18 For an EGB slave axis, synchronous and composite control cannot be executed. 
19 The G81 command cannot be specified to use the servo EGB and spindle EGB 

together. To use them together, specify the G81 command for the spindle EGB 
and the G81.5 command for the servo EGB. 

20 When the simple spindle EGB function is used, this function cannot be used. If 

the G81 command is specified for the slave axis of the simple spindle EGB, 
alarm PS1593 “EGB PARAMETER SETTING ERROR” is issued. 

21 The master axis cannot be shared by the simple spindle EGB function and this 

function. 

22 Not advanced preview feed-forward but conventional feed-forward is enabled in 

the path where EGB synchronization mode is effective. 

 

  - 

Program example

 

Axis configuration

 

X, Y, Z, B (Cs axis: tool axis/master axis), C (Cs axis: workpiece axis/slave axis)

 

 
O1000 ; 
N0010 G80 ; 
N0020 G28 G91 B0 C0 ;  Performs reference position return for the tool and workpiece axes. 
N0030 G81 T20 L1 ; 

Starts synchronization. 

N0040 Mxx ; 

Rotates the tool axis by the constant speed command of PMC axis control. 

N0050 G04 X1000 ; 

Waits until rotation of the tool axis becomes constant. 

N0060 G01 X_ F_ ; 

Moves the tool along the X-axis (cutting). 

N0070 G01 Z_ F_ ; 

Moves the tool along the Z-axis (machining). 

------------------------- 
------------------------- 
N0100 G01 X_ F_ ; 

Moves the tool along the X-axis (retraction). 

N0110 M05 ; 

Stops rotation about the tool axis. 

N0120 G80 ; 

Cancels synchronization. 

N0130 M30 ; 
 

  - 

Helical gear compensation 

For a helical gear, the workpiece axis is compensated for the movement along the Z-axis (axial feed axis) 
based on the torsion angle of the gear. 
Helical gear compensation is performed with the following formulas: 
For a helical gear, the workpiece axis is compensated for the movement along the Z-axis (axial feed axis) 
based on the torsion angle of the gear. 
Helical gear compensation is performed with the following formulas: 

 

Compensation angle = 

Q

T

sin(P)

Z

×

×

×

π

 

×

 360 (for metric input) 

 

Compensation angle = 

T

sin(P)

Q

Z

×

×

×

π

 

×

 360 (for inch input)