FANUC Series 0i-MODEL F Plus. CONNECTION MANUAL (FUNCTION) - page 196

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

 

B-64693EN-1/01

 

- 1522 - 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

3706 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GTT 

 

 

 

 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Bit path 

 

 

#4  GTT

  Spindle gear selection method is: 

0: 

Type M. 

1: 

Type T. 

 

NOTE 

1  M type 
 

The gear selection signal is not input. The CNC selects a gear 
based on the speed range of each gear set by a parameter 
beforehand according to S codes, and the selected gear is posted 
by outputting the gear selection signal. Moreover, the spindle 
speed matching the gear selected by the output gear selection 
signal is output. 

 

T type 

 

The gear selection signal is input. The spindle speed matching the 
gear selected by this signal is output. 

2  When enable constant surface speed control (bit 0 (SSC) of 

parameter No.8133 is 0), type T is selected, regardless of whether 
this parameter is specified. 

3  When type T spindle gear switching is selected, the following 

parameters have no effect: 
No.3705#2(SGB), No.3751, No.3752,   
No.3705#1(GST), No.3705#3(SGT), No.3761, No.3762, 
No.3705#6(SFA), No.3735, No.3736 
On the other hand, parameter No. 3744 becomes usable. 

 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

3708 

 

 

 

SOC 

 

 

 

 

 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Bit path 

 

 

#5  SOC

  During constant surface speed control (G96 mode), the speed clamp by the maximum 

spindle speed clamp command (G92 S_; (G50 for G code system A of lathe system)) is 
carried out: 
0: 

Before spindle speed override. 

1: 

After spindle speed override. 

If this parameter is set to 0, the spindle speed may exceed the maximum spindle speed 
(numeric value following S in G92 S_; (G50 for G code system A of lathe system)). 
If this parameter is set to 1, the spindle speed is limited to the maximum spindle speed. 
The spindle speed is limited to the upper limit of spindle speed specified in parameter No. 
3772, irrespective of the setting of this parameter. 
 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

3709 

 

 

 

 

 

 

 

RSC 

 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Bit path 

B-64693EN-1/01

 

 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

- 1523 - 

 

 

#1  RSC

  In the constant surface speed control mode, the surface speed of a rapid traverse block is 

calculated: 
0: 

In accordance with the coordinates of the end point. 

1: 

In accordance with the current value, as in cutting feed. 

 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

3712 

 

 

 

 

CSA 

 

 

 

 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Bit 

 

 

#4  CSA

  When the constant surface speed control command (G96S_) is issued, if no command for 

maximum spindle speed clamping (G92S_; in system M or G50S_; in system T) has been 
executed since power turn-on:   
0 :  No alarm is issued (conventional specification). 
1 :  Alarm PS5557, “NO MAX SP SPEED CLAMP COMMAND”, is issued.   
 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

3729 

 

 

 

 

 

 

 

FPRs 

 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Bit spindle 

 

 

#1  FPRs

  Feed per revolution (without a position coder) is: 

0: 

Not used for a spindle. 

1: 

Used for a spindle. 

In a machine that does not use a position coder, when bit 1 (FPRs) of parameter No.3729 
is set to 1 for each axis, feed per revolution can be performed with a spindle command. A 
feed per revolution is specified with G95 (G99 for lathe systems) in the same way as for 
normal operation. 
When multi-spindle control is performed, the target spindle for feed per revolution is 
selected with a position coder select signal (PC2SLC<Gn028.7>, PC3SLC<Gn026.0>, 
PC4SLC <Gn026.1>). 
 

NOTE 

1  The option for constant surface speed control is required. 
2  This function is not effective to spindle output control by the PMC. 
3  When this parameter is set to 1, feed per revolution cannot be used 

to spindle output control by the PMC. 

 

3770 

 

Axis as the calculation reference in constant surface speed control 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Byte path 

[Valid data range]  0 to Number of controlled axes 

Set the axis as the calculation reference in constant surface speed control. 
 

NOTE 

 

When 0 is set to parameter No.3770, constant surface speed 
control is always applied to the X-axis. In this case, specifying P in 
a G96 block has no effect on the constant surface speed control. 

 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

 

B-64693EN-1/01

 

- 1524 - 

3771 

 

Minimum spindle speed in constant surface speed control mode (G96) 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  2-word path 

 

[Unit of data]  min

-1

 

[Valid data range]  0 to 99999999 

Set the minimum spindle speed in the constant surface speed control mode (G96). 
When constant surface speed control is performed and the spindle speed is lower than the 
speed given by this parameter, the spindle speed is clamped to the speed given by this 
parameter. 
 

3772 

 

Maximum spindle speed 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  2-word spindle 

 

[Unit of data]  min

-1

 

[Valid data range]  0 to 99999999 

This parameter sets the maximum spindle speed.   
When a command specifying a speed exceeding the maximum speed of the spindle is 
specified, or the speed of the spindle exceeds the maximum speed because of the spindle 
speed override function, the spindle speed is clamped at the maximum speed set in the 
parameter.   
 

  CAUTION 

1  When 0 is set in this parameter, the speed of the spindle is not 

clamped.   

2  When spindle speed command control is applied using the PMC, 

this parameter has no effect, and the spindle speed is not clamped.   

 

NOTE 

1  For M series, this parameter is valid if enable constant surface 

speed control (bit 0 (SSC) of parameter No.8133 is 0). 

2  When enable constant surface speed control (bit 0 (SSC) of 

parameter No.8133 is 0), the spindle speed is clamped at the 
maximum speed, regardless of whether the G96 mode or G97 
mode is specified. 

 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

3785 

 

 

 

 

 

 

 

G96 

CLM 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Bit 

 

 

#0  CLM

  When spindle selection by address P or extended spindle name of multi-spindle control is 

enabled, constant surface speed control command is: 
0: 

The following specifications. 
- 

If extended spindle name is commanded in clamp command of maximum 
spindle speed, alarm PS0539, “MAX SP SPEED CLAMP COMMAND 
ERROR” is issued. 

- 

If address P is commanded at selection of axis as the calculation reference in 
constant surface speed control, alarm PS0190, “ILLEGAL AXIS SELECTED 
(G96)” is issued. 

1: 

Conventional specifications. 

B-64693EN-1/01

 

 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

- 1525 - 

 

 

#1  G96

  When spindle selection by address P in multi-spindle control, or extended spindle name is 

enabled, if G96 is commanded without surface speed : 
0: 

Alarm PS5355, ” S CODE IS NOT COMMANDED AT G96” is not issued. 

1: 

Alarm PS5355 is issued. 

 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

11221 

 

 

3CS 

 

 

 

 

 

 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Bit path 

 

 

#6  3CS

  The spindle speed calculation of constant surface speed control during the 3-dimensional 

coordinate system conversion / the tilted working plane indexing is : 
0: 

Based on the workpiece coordinate system. 

1: 

Based on the program coordinate system (3-dimensional coordinate system 
conversion) / the feature coordinate system (Tilted working plane indexing). 

 

Alarm and message 

Number 

Message 

Description 

PS0190 

ILLEGAL AXIS SELECTED (G96) 

An illegal value was specified in P in a G96 block or parameter 
No. 3770. 
When spindle selection by address P or extended spindle 
name of multi-spindle control is enabled, selection of axis as 
the calculation reference in constant surface speed control 
“G96 P_ ;” cannot be commanded. 

PS0539 

MAX SP SPEED CLAMP 
COMMAND ERROR 

Clamp of maximum spindle speed is illegal. Extended spindle 
name cannot be commanded for clamp of maximum spindle 
speed. 

PS5355 

S CODE IS NOT COMMANDED AT 
G96 

S code is not commanded at G96. Command S code at G96 
block. 

PS5557 

NO MAX SP SPEED CLAMP 
COMMAND 

No command for maximum spindle speed clamping (M series: 
G92S_; T series: G50S_;) was executed before the constant 
surface speed control command (G96S_) was started.   
Execute a command for maximum spindle speed clamping.   

 

Caution 

  CAUTION 

1  If the spindle speed corresponding to the calculated surface speed exceeds the 

speed specified in the spindle speed clamp command (G50S_ for T series and 
G92S_ for M series) during the G96 mode, the actual spindle speed is clamped 
at the value specified in the spindle speed clamp command. 

 

If the specified spindle speed is lower than the value specified in parameter No. 
3771, the actual spindle speed is clamped at the speed specified by No. 3771. 

2  If the constant surface speed control function is provided for a machining center 

system, it affects gear change under normal spindle control. (See "SPINDLE 
SPEED CONTROL.") 

 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

 

B-64693EN-1/01

 

- 1526 - 

Note 

NOTE 

 

Simultaneous use of multi-spindle control enables constant surface speed 
control for spindles other than the first spindle. (See "MULTI-SPINDLE 
CONTROL.") 

 

Reference item 

Manual name 

Item name 

OPERATOR’S MANUAL (B-64694EN) 

Constant surface speed control

 

(G96, G97) 

 

10.9 

ACTUAL SPINDLE SPEED OUTPUT (T series) 

Overview 

The PMC can read actual spindle speed. 
 

Signal 

Actual spindle speed signals 
 

AR00 to AR15<Fn040, Fn041> : First spindle 

 

AR002 to AR152<Fn202, Fn203> : Second spindle 

 

AR003 to AR153<Fn206, Fn207> : Third spindle 

 

AR004 to AR154<Fn272, Fn273> : Fourth spindle 

  [Classification]  Output signal 
 

[Function]  These 16-bit binary code signals output from the CNC to the PMC the actual spindle 

speed obtained by feedback pulses from the position coder mounted on the spindle. 

 

[Output cond.]  These 16-bit binary code signals are always output. The actual spindle speed and the 

signals have the following relationship: 

{

}

∑

=

−

×

=

15

0

1

min

2

i

i

i

V

speed

Spindle

 

where Vi = 0 when ARi is 0 and Vi = 1 when ARi is 1 

 

Signal address 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

Fn040 

 

AR07 

AR06 

AR05 

AR04 

AR03 

AR02 

AR01 

AR00 

 

Fn041 

 

AR15 

AR14 

AR13 

AR12 

AR11 

AR10 

AR09 

AR08 

 

Fn202 

 

AR072 

AR062 

AR052 

AR042 

AR032 

AR022 

AR012 

AR002 

 

Fn203 

 

AR152 

AR142 

AR132 

AR122 

AR112 

AR102 

AR092 

AR082 

 

Fn206 

 

AR073 

AR063 

AR053 

AR043 

AR033 

AR023 

AR013 

AR003 

 

Fn207 

 

AR153 

AR143 

AR133 

AR123 

AR113 

AR103 

AR093 

AR083 

 

Fn272 

 

AR074 

AR064 

AR054 

AR044 

AR034 

AR024 

AR014 

AR004 

 

Fn273 

 

AR154 

AR144 

AR134 

AR124 

AR114 

AR104 

AR094 

AR084 

 

B-64693EN-1/01

 

 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

- 1527 - 

Note 

NOTE 

 

An absolute error of about 0.5 min

-1

 exists as a measuring error. 

 

If the speed exceeds 65535min

-1

, 65535 is assumed and output. 

 

10.10 

SPINDLE POSITIONING 

Overview 

This function positions the spindle using the spindle motor and position coder. 
The function has a coarser least command increment compared with the Cs contour control function and 
has no interpolation capability with  other axes. However, it can be installed more easily because the 
position detector is a position coder. 
Generally, the spindle positioning axes are clamped mechanically except when positioning is under way. 
 

Explanation 

In the turning process, the workpiece is rotated by the spindle to which it is attached, at the speed 
specified for the spindle motor. This spindle control state is called the spindle rotation mode. 
The workpiece mounted on the spindle can be positioned at a certain angle by moving the spindle 
attached to the spindle motor by the certain angle. This function is called the spindle positioning function. 
This spindle control state is called the spindle positioning mode. 
 
The spindle positioning function can perform the following operations: 

•

 

Release the spindle rotation mode and enter the spindle positioning mode 

 

Specifying a particular M code (set in the relevant parameter) sets a reference position in the spindle 
positioning mode. (spindle orientation) 

•

 

Position the spindle in the spindle positioning mode   
1) 

Position an optional angle using axis address, 

2) 

Position a semi-fixed angle using a specific M code (set in the relevant parameter). 

•

 

Release the spindle positioning mode and enter the spindle rotation mode 

 

Specifying a particular M code (set in the relevant parameter) changes the spindle to the spindle 
rotation mode. 

 
The least command increment, least input increment, and maximum value for the spindle positioning axis 
are as follows: 

•

 

Least command increment 

 

360/4096 

  0.088 deg (When the gear ratio of the spindle to position coder is 1:1) 

•

 

Least input increment 

 

0.001 deg (IS-B) 

•

 

Max. programmable dimension 

 

±

999999.999 deg 

 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

 

B-64693EN-1/01

 

- 1528 - 

  - 

Control block diagram 

 

Spindle speed 
control 

Spindle 
amplifier 

Spindle motor 

Spindle 

Gear ratio n : m   

Error 
counter 

Gear ratio 1 : 2

n

 

Position coder 

 

 
The spindle positioning function is enabled only when the number of pulses of the position coder is 4096 
pulses (If parameter No.3716#7=1 and serial spindle is used, a number of pluses other than 4096 pluses is 
possible) and the gear ratio of the spindle to position coder is one of the ratios listed below. 
 

 

）

（

0

 

than

 

smaller

 

not

 

Integer

:

n

     

2

1

 

n

:

 

 
The least command increment (detection unit) for each gear ratio is as follows (Table 10.10 (a)): 

Table 10.10 (a)   

Gear ratio of spindle to position coder 

Least command increment (detection unit) deg 

1 : 1 

0.088 (1

×

360/4096) 

1 : 2 

0.176 (2

×

360/4096) 

1 : 4 

0.352 (4

×

360/4096) 

1 : 8 

0.703 (8

×

360/4096) 

 

 

 

 

1 : N 

(N

×

360/4096) 

 

  - 

Selecting a spindle positioning axis 

As the target axis for spindle positioning, any axis address can be set in parameter No. 1020. 
When setting the servo axis number of a spindle positioning axis (in parameter No. 1023), add a minus 
sign (-) to the spindle number for which spindle positioning is to be performed. 
Spindle positioning axes are assigned after the end of controlled axes. 
 
Setting example 1) 
 

Servo axis : X, Y, Z 

 

Spindle positioning axis : C (first spindle) 

 

Number of spindles : 1 

Number of controlled axes 

Parameter No. 1020 

Parameter No. 1023 

1 

88 (X) 

1 

2 

89 (Y) 

2 

3 

90 (Z) 

3 

4 

67 (C) 

-1 

 
Setting example 2) 
 

Servo axis : X, Z 

 

Spindle positioning axis : C (first spindle), B (second spindle) 

 

Number of spindles : 2 

Number of controlled axes 

Parameter No. 1020 

Parameter No. 1023 

1 

88 (X) 

1 

2 

90 (Z) 

2 

3 

67 (C) 

-1 

4 

66 (B) 

-2 

B-64693EN-1/01

 

 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

- 1529 - 

 

NOTE 

  If bit 4 (KSV) of parameter No.11802 is set to 1, spindle positioning will be 

disabled. 

 

  - 

Switching to spindle positioning mode 

Switching to the spindle positioning mode is specified using the M code set in parameter No. 4960. 
When the spindle motor is used for the ordinary spindle operation (the spindle rotation mode), switching 
to the spindle positioning mode must be made before spindle positioning can be performed. 
 

   

  Spindle orientation 

After switching to the spindle positioning mode is completed, a spindle orientation is performed. The 
orientation function stops the spindle at a predetermined position. 
 
The orientation direction is specified by using bit 5 (ZMI) of parameter No. 1006 for analog spindles or 
bit 4 (RETSV) of parameter No. 4000 for serial spindles. 
With the grid shift function, the orientation position can be shifted within 

±

180 degrees by setting 

parameter No. 1850 when the spindle is an analog spindle, or can be shifted within the range from 0 to 
360 degrees by setting parameter No. 4073 when the spindle is a serial spindle. 
 

   

  Orientation speed 

When an analog spindle is used, a movement is made at the rapid traverse rate used for reference position 
return, which is set in parameter No. 1428, until the orientation enable speed is attained, and after the 
one-rotation signal is detected, orientation is performed at the FL feedrate set in parameter No. 1425. 
 
* 

Orientation enable speed 

 

)

(

 

128

088

.

0

60

1024

pulses

G

P

F

≥













×

×

×

≥

 

 

Set the orientation enable speed so that the expression shown is satisfied: 

 

F

 : Rapid traverse rate for reference position return (deg/min) 

 

G

 : Position gain (1/sec) 

 

P

 : Gear ratio of the spindle to position coder 

If the above condition is not satisfied, the one-rotation signal cannot be detected, so the spindle continues 
moving at the rapid traverse rate. 
The rapid traverse rate for reference position return cannot be overridden. 
 
* 

FL speed 

 

Set the FL feedrate so that the following expression is satisfied: 

 

)

(

088

.

0

60

1024

pulses

spindle

of

area

effective

G

P

FL

≥













×

×

×

≥

 

 

FL

 : Feedrate (deg/min) 

 

G

 : Position gain (1/sec) 

 

P

 : Gear ratio of the spindle to position coder 

If the above condition is not satisfied, the accurate stop position cannot be detected, so the orientation is 
started again from the rapid traverse operation. 
 
When a serial spindle is used, the orientation speed is determined by parameter settings on the spindle 
side. 
When an orientation is performed for a serial spindle, the spindle motor rotates several turns and then the 
spindle is stopped at the orientation position.