FANUC Series 0i-MODEL F Plus. CONNECTION MANUAL (FUNCTION) - page 239

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

 

B-64693EN-1/01

 

- 1866 - 

NOTE 

1  Phase synchronization cannot be executed in superimposition by differential 

speed synchronization or motion command. Addition, if differential speed 
synchronization or motion command is specified in phase synchronization, 
phase synchronization is canceled and differential speed synchronization or 
motion command is executed. In this case, Phase synchronization for 
Servo/Spindle synchronous error signal SYPER <Fn527.7> becomes "1". 

2  Phase synchronization cannot be executed while canceling Servo/Spindle 

synchronous control.   
In addition, If Servo/Spindle synchronous control is canceled during execution 
phase synchronization, phase synchronization is canceled. 

3  If the servo software or the spindle software doesn’t correspond to this function, 

Phase synchronization for Servo/Spindle synchronous error signal SYPER 
<Fn527.7> becomes "1" when Phase synchronization for Servo/Spindle 
synchronous start signal SYPST <Gn517.7> is set "1". 

4  Depending on the mechanical rigidity or the servo response, the synchronization 

error might occur in high-speed rotation or acceleration/deceleration. Therefore, 
set big value more than the synchronization error to allowable error pulse value 
on phase synchronization (parameter No.3847).   
Addition, using together with "Soft start/stop function" of spindle motor is 
effective for a decrease in synchronization error at acceleration/deceleration.   
Refer to Spindle motor parameter manual (B-65280EN) for details. 

5  On phase synchronization, the setting of gear rate is as following. 

-  Main-spindle (spindle motor) 
 

The gear ratio between main-spindle and spindle sensor can be used only 
1:1.   
On the system that the arbitrary gear ratio between motor sensor and spindle 
(parameter Nos.4171-4174) or the arbitrary gear ratio between spindle 
sensor and spindle (parameter Nos.4500-4503) is used, phase 
synchronization cannot be used. 

-  Sub-spindle (servo motor) 
 

The gear rate between sub-spindle and servo motor can be set n:m. 

6  Always use Feed-forward function of sub-spindle (servo motor). It is 

recommended to set 100% to feed-forward coefficient. Refer to "Feed-forward 
Function" of Servo motor parameter manual (B-65270EN). 

7  It is necessary to set Servo/Spindle synchronous control (FSSB type) for this 

function. Refer to the manual CONNECTION MANUAL (FUNCTION) 
(B-64693EN-1) "11.22.2 Servo/Spindle synchronous control (FSSB type)" for 
details. 

8  It is necessary to establish the reference position (Reference position 

establishment signals ZRFx <Fn120.x> is "1") of sub-spindle (servo motor) 
before phase synchronization start from power supply turning on. 
However, if the combination between main-spindle (spindle motor) and 
sub-spindle (servo motor) is not changed, the reference position establishment 
since the second times is unnecessary.   

9  Set rotary axis A type (bit 0 (ROT) of parameter No.1006 is set 1 and bit 1 (ROS) 

of parameter No.1006 is set 0) to sub-spindle (servo motor). 

B-64693EN-1/01

 

 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

- 1867 - 

NOTE 

10 When Servo/Spindle synchronous control is executed, the relationships between 

coordinates and actual machine position of sub-spindle (servo motor). Thus, the 
base phase of sub-spindle (servo motor) is the machine coordinate zero point in 
the status of reference position establishment. 

11 Other notes follow notes of Servo/Spindle synchronous control written in the 

following manual.   
-  CONNECTION MANUAL (FUNCTION) (B-64693EN-1) "11.22.1 

Servo/Spindle synchronous control" 

 

  CAUTION 

1  Set "0" to Phase synchronization for Servo/Spindle synchronous start signal 

SYPST <Gn517.7>, after Phase synchronization for Servo/Spindle synchronous 
finished signal SYPFN <Fn527.6> becomes "1". 

2  Phase synchronization cannot execute when Phase synchronization for 

Servo/Spindle synchronous error signal SYPER <Fn527.7> is "1". Phase 
synchronization for Servo/Spindle synchronous error signal SYPER <Fn527.7> 
becomes "0", when Phase synchronization for Servo/Spindle synchronous start 
signal SYPST <Gn517.7> is set "0". 

3  When a motor excitation is cut (Emergency stop, Servo/Spindle alarm is issued, 

or etc...), set "0" to Phase synchronization for Servo/Spindle synchronous start 
signal SYPST <Gn517.7>. 

4  Set a multiple of 4.096 to the shift amount per one rotation (parameter No.1260) 

of sub-spindle (servo motor). 

5  If the gear ratio for sub-spindle and servo motor is not integer and these connect 

is semi-closed system, the phase of sub-spindle when the power supply is 
turned on again will not be guaranteed. 

 

Signal 

Phase synchronization for Servo/Spindle synchronous start signal   
SYPST <Gn517.7> 

  [Classification]  Input signal 
 

[Function]  This signal starts phase synchronization for Servo/Spindle synchronous. 

 

[Operation]  On Servo/Spindle synchronous, when this signal set “1” from “0”, phase synchronization 

starts.   
 

Phase synchronization for Servo/Spindle synchronous finished signal 
SYPFN <Fn527.6> 

  [Classification]  Output signal 
 

[Function]  This signal notifies that Phase synchronization for Servo/Spindle synchronous completed. 

 

[Operation]  This signal becomes “1” in the following case: 

  - When the synchronization error pulse value become small value more than allowable   
  error pulse value after phase synchronization was executed. 
This signal becomes “0” in the following cases: 
  - When Servo/Spindle synchronous mode is off. 
  - When the synchronization error pulse value become big value more than allowable   
  error pulse value in Servo/Spindle synchronous mode. 
  - When Phase synchronization for Servo/Spindle synchronous error signal SYPER   
  becomes “1”. 
 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

 

B-64693EN-1/01

 

- 1868 - 

Phase synchronization for Servo/Spindle synchronous error signal 
SYPER <Fn527.7> 

  [Classification]  Output signal 
 

[Function]  This signal notifies that Phase synchronization for Servo/Spindle synchronous  cannot 

complete. 

 

[Operation]  This signal becomes “1” in the following cases: 

  - When the setting of phase synchronization for Servo/Spindle synchronous is incorrect. 
  - When phase synchronization cannot start though Phase synchronization for 
    Servo/Spindle synchronous start signal SYPST is set “1”. (When the feedrate during   
  phase synchronization (parameter No.3846) is 0, when the base position of phase   
  synchronization is not detected, or etc…) 
  - When phase synchronization is interrupted in execution of phase synchronization. 
  (When differential speed synchronization is specified in execution of phase   
  synchronization, or etc…) 
  - When Phase synchronization for Servo/Spindle synchronous start signal SYPST is set   
  “1” in execution of differential speed synchronization. 
  - When the servo software or the spindle software doesn’t correspond to this function. 
This signal becomes “0” in the following cases: 
  - When Servo/Spindle synchronous is mode off. 
  - When Phase synchronization for Servo/Spindle synchronous start signal SYPST is set 
“0”. 
 

Signal address 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

Gn517 

 

SYPST 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

Fn527 

 

SYPER 

SYPFN 

 

 

 

 

 

 

 

Parameter 

3845 

 

Shift value of phase synchronization for Servo/Spindle synchronous control 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Word path 

 

[Unit of data]  Detection unit 

[Valid data range]  0 to 4095 

Set a shift value of phase synchronization for Servo/Spindle synchronous control to this 
parameter. One rotation of spindle is 4096 pulses. 
 
Example) If the sub-spindle should be at a quarter rotation position  from main-spindle, 
set 1024 to this parameter. 

 

3846 

 

Feedrate during phase synchronization for Servo/Spindle synchronous control 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Real path 

 

[Unit of data]  deg/min (machine unit) 

[Valid data range]  Refer to standard parameter setting table (C) 

(When the increment system is IS-B, 0.0 to +999000.0) 
Set a feedrate during phase synchronization for Servo/Spindle synchronous control to this 
parameter. 
It accelerates or decelerates from the current spindle motor speed  for this parameter by 
linear acceleration/deceleration with the acceleration rate based on parameter No.3843. 
 

B-64693EN-1/01

 

 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

- 1869 - 

Example) When the increment system IS-B and CMR (parameter No.1820) is 1, the 
amount of movement will be 4.096[deg] per rotation of the spindle.  Therefore, if speed 
during phase synchronization will be 10[min

-1

], set 40.96[deg/min] to this parameter. 

 

NOTE 

 

Set this parameter when Phase synchronization start signal SYPST 
is "0".   
This parameter setting is reflected when Phase synchronization 
start signal SYPST become "1" from "0". 

 

3847 

 

Allowable error pulse value on phase synchronization 

for Servo/Spindle synchronous control 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Word path 

 

[Unit of data]  Detection unit 

[Valid data range]  0 to 4095 

On phase synchronization for Servo/Spindle synchronous control,  when  the 
synchronization error  pulse  value  between main-spindle and sub-spindle become small 
value  more than this parameter,  Phase synchronization finished signal  SYPFN  become 
"1". 
 

NOTE 

 

Depending on the mechanical rigidity or the servo response, the 
synchronization error might occur in high-speed rotation or 
acceleration/deceleration. Therefore, set big value more than the 
synchronization error to this parameter.   

 

Reference item 

Manual name 

Item name 

FANUC Series 0

i

-F Plus 

CONNECTION MANUAL (FUNCTION) (B-64693EN-1) 

11.22.1 Servo/Spindle synchronous control 

11.22.2 Servo/Spindle synchronous control 
(FSSB type) 

FANUC AC SPINDLE MOTOR 

α

i

 

series / 

β

i

 series 

FANUC BUILT-IN SPINDLE MOTOR B

i

 

series 

PARAMETER MANUAL (B-65280EN) 

Soft start/stop function 

FANUC AC 

SERVO MOTOR α

i

 series / 

β

i

 

series   

FANUC LINEAR MOTOR L

i

S series   

FANUC SYNCHRONOUS BUILT-IN SERVO MOTOR D

i

S series   

PARAMETER MANUAL (B-65270EN) 

Feed-forward function 

 

10.23 

HIGH-PRECISION SPINDLE SPEED CONTROL 

Overview 

A large-scale machine cuts a large-diameter workpiece by turning it. Conventional spindle commands (S 
code commands) cannot specify a surface speed (cutting speed) for large-diameter workpieces in detail 
because they specify the spindle speed using an integer value. This function uses numbers having decimal 
points, thus enabling the cutting speed to be specified in detail. 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

 

B-64693EN-1/01

 

- 1870 - 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Explanation 

Setting bit 3 (SDP) of parameter No. 3798 to 1 enables high-precision spindle speed control. (Resetting 
bit 3 (SDP) of parameter No. 3798 to 0 enables conventional spindle commands using integers.) When 
high-precision spindle control is in use, spindle speed commands (S code commands, a command for 
maximum spindle speed clamping  (G50), and a constant-surface speed control command (G96)) can be 
issued in units of 0.1 min

-1 

(for constant-surface speed control, 0.1 m/min). 

 
<Command format > 
S code command: 
     M03 S3.5 

(Making the spindle rotate at 3.5 [min

-1

]) 

Example) 
 

Using high-precision spindle speed control enables the following surface speeds to be selected for a 
workpiece 4 meters in diameter. 

Spindle command 

Spindle speed[min

-1

] 

Surface speed [m/min] 

S3  M03 ; 

3 

37.7 

S3.2 M03 ; 

3.2 

40.2 

S3.5 M03 ; 

3.5 

44.0 

S3.8 M03 ; 

3.8 

47.8 

S4  M03 ; 

4 

50.3 

 
Command for maximum spindle speed clamping (G50): 
 

G50 S3.5 (Clamping the spindle speed at 3.5 [min

-1

]) 

 
Constant surface speed control (G96)

：

 

 

G96 S44.5 (Making the spindle rotate at a surface speed of 44.5 [m/min]) 

Example) 
 

Using high-precision spindle speed control makes the spindle rotate at the speeds listed below when 
the specified surface speed is 44.5 [m/min] or 45 [m/min]. 

Reference-axis position 

Surface speed 44.5[m/min] 

Surface speed 45[m/min] 

Spindle speed [min

-1

] 

X=0.1[m]; 

70.8 

71.6 

X=0.5[m]; 

14.2 

14.3 

X=1.0[m]; 

7.1 

7.2 

X=1.5[m]; 

4.7 

4.8 

X=2.0[m]; 

3.5 

3.6 

 
The range of speeds specified with axis rotation commands (S code commands) is as follows: 
 
- 

For serial spindle 

 

0.0 to 1000.0[min

-1

] 

- 

For analog spindle 

 

0.0 to 400.0[min

-1

] 

- 

For servo motor (using spindle control with servo motor) 

 

0.0 to 1000.0[min

-1

] 

Cutting a large-diameter workpiece by turning it 

B-64693EN-1/01

 

 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

- 1871 - 

 

NOTE 

 

Using spindle rotation of a speed control type (bit 0 (SPCx) of parameter No. 
11000 = 1) requires a servo motor/spindle configuration having a servo 
motor-to-spindle speed reduction ratio of not higher than 1/40. 

 
An integer command is assumed if the command specifies a value having no decimal point. For example, 
if S55 is issued, S55.0 is assumed. 
 
Enabling high-precision spindle speed control makes changes to the following parameter settings and the 
increment system of data as follows: 
- 

The settings of parameter No. 3771 (minimum spindle speed in the constant-surface speed control 
mode (G96)) and parameter No. 3772 (upper limit to the rotation speed of individual spindles) are 
integer data in units of 0.1 min

-1

. 

- 

The setting of parameter No. 3732 (spindle speed in spindle orientation or spindle motor speed in 
spindle gear shifting) is integer data in units of 0.1 min

-1

. 

- 

Data related to spindle speeds in spindle speed signals and values in spindle function code signals 
are in units of 0.1 min

-1

. 

- 

Actual spindle speeds read by applications (such as macros, C Language  Executor, and FOCAS2) 
are integer data in units of 0.1 min

-1

. 

 

Actual spindle speed and S code command displays 

If high-precision spindle speed control is enabled, the actual spindle speed and S code commands are 
displayed using a decimal point. 
 

 

 

 

 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

 

B-64693EN-1/01

 

- 1872 - 

NOTE 

1  When high-precision spindle speed control is enabled, ******.*

 

is displayed if the 

actual spindle speed or an S command exceeds a maximum allowable display 
digits. 

2  The following screens do not support a display with a decimal point for the actual 

spindle speed and the S code commands. If high-precision spindle speed control 
is enabled, the fractional part is rounded off. 
-  Operating monitor screen 
-  Dynamic graphic (tool path screen) 
-  Dynamic graphic (animation drawing screen) 

 

Parameter 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

3798 

 

 

 

 

SSI 

SDP 

 

 

 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Bit 

 

 

#3  SDP

  High-precision spindle speed control is: 

0: 

Not used. 

1: 

Used. 

 

NOTE 

 

When at least one of these parameters is set, the power must be 
turned off before operation is continued. 

 

 

#4  SSI

  The resolution enabled for the spindle speed command is: 

0: 

Maximum spindle speed/4095 [min

-1

]. 

1: 

Maximum spindle speed/16383 [min

-1

]. 

 

NOTE 

 

When at least one of these parameters is set, the power must be 
turned off before operation is continued. 

 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

4809 

 

 

 

 

 

 

 

 

NSY 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Bit 

 

T

 

 

#0  NSY

  When the spindle speed changes during spindle synchronization control, resolution 

improvement is: 

0:  Disabled. (Speed change in units of about 3.7 [min

-1

])   

1:  Enabled. (Speed change in units of about 0.03 [min

-1

] at minimum but not higher 

than maximum spindle speed/4095 [min

-1

]) 

 

This parameter is valid when spindle synchronization control or spindle-spindle polygon 
turning is used. 
Using high-precision spindle speed control  and spindle synchronization control 
simultaneously requires setting the parameter to 1. 
 

B-64693EN-1/01

 

 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

- 1873 - 

NOTE 

1  When this parameter is set, the power must be turned off before 

operation is continued. 

2  Using this function requires the serial spindle software that 

supports it.   

 

M

 

 

#0  NSY

  When the spindle speed changes during spindle synchronization control, resolution 

improvement is: 

0:  Disabled. (Speed change in units of about 3.7 [min

-1

])   

1:  Enabled. (Speed change in units of about 0.03 [min

-1

] at minimum but not higher 

than maximum spindle speed/4095 [min

-1

]) 

 

This parameter is valid when spindle synchronization control is used. 
Using high-precision spindle speed control  and spindle synchronization control 
simultaneously requires setting the parameter to 1. 
 

NOTE 

1  When this parameter is set, the power must be turned off before 

operation is continued. 

2  Using this function requires the serial spindle software that 

supports it.   

 
 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

11000 

 

 

 

 

 

 

 

 

SPCx 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Bit axis 

 

NOTE 

 

When this parameter is set, the power must be turned off before 
operation is continued. 

 

 

#0  SPCx

  SV speed control mode of spindle control with servo motor is:   

0: 

Position control type.   

1: 

Velocity control type. 

 

Notes 

- 

The speed of the feed axis may vary during feed per revolution at a rotation speed of 1 min

-1 

or lower 

depending on the detection unit used for the feedback data (4096 (pulse/rev)) from the position 
coder. 

- 

Changing bit 3 (SDP) of parameter No. 3798 enables this function only after the power is turned off 
and on again. 

- 

If a decimal point is omitted, the desktop calculator decimal point setting is assumed regardless of 
the setting of bit 0 (DPI) of parameter No. 3401. 
Example:  If S123 is issued, S123.0 is assumed. 

- 

If a command with two or more digits after the decimal point specified is issued, the specified value 
is rounded off to one digit after the decimal point. 
Example:  If S123.45 is issued, S123.5 is assumed. 

- 

In S commands that call a subprogram using an S code, the number of digits after the decimal point 
is not a target with respect to the number of permissible S code digits (parameter No. 3031).