FANUC Series 0i-MODEL F Plus. CONNECTION MANUAL (FUNCTION) - page 240

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

 

B-64693EN-1/01

 

- 1874 - 

 

Limitation 

- 

If an analog spindle motor is used, the spindle may fail to rotate at a specified speed depending on 
the type of the spindle motor and the resolution of the spindle motor drive amplifier with respect to 
the speed command voltage, and the spindle motor-to-spindle speed reduction ratio. 

- 

High-precision spindle speed control is invalid for rigid tapping S commands. If a command with a 
decimal point is issued, the command is assumed to specify an integer (with the fraction rounded 
off). 

- 

The M type gear selection method is unusable. 

- 

The Manual Guide 

i

 is unusable. 

 

10.24 

SIMPLE SPINDLE ELECTRONIC GEAR BOX 

Overview 

This function executes spindle synchronous control between two serial spindles based on input signals so 
that one spindle (slave spindle) follows the other spindle (master spindle). It uses a method of referencing 
directly feedback pulses to enable the slave spindle to follow fluctuations in the master spindle speed with 
a small error, thereby achieving high-precision spindle synchronous control. 
An example of using the function might be rotary guide bush control where two spindles are used.

 

An electronic gear box (hereafter called EGB) for the spindle is used to make the two spindles 
synchronize with each other. 
Using the function requires enabling the spindle serial output (bit 5 (SSN) of parameter No.8133 is 0) and 
the Cs contour control (bit 2 (SCS) of parameter No.8133 is 1). 

 

Fig. 10.24 (a) Application example 

 

Specification

 

With the spindle EGB, the synchronous pulse is produced from the feedback pulse output by the position 
detector attached to the master axis, and the slave axis rotates according to  the synchronous pulse. The 
feedback pulse sent  from  master spindle  to  the  slave spindle  is forwarded by communication between 
spindle amplifiers. 
This function uses the PMC input signal to turn the simple spindle EGB mode ON/OFF. 
Turning on the simple spindle EGB mode ON does not impose any limitation to the spindle control mode 
for the master spindle. However, the slave spindle must be in the Cs contour control mode. 
During  the simple spindle EGB mode, the coordinates of the  slave spindle are not updated even if the 
slave spindle moves in synchronization with the master spindle. 
The simple spindle EGB needs the same spindle  system configuration (motor, amplifier, and  sensor)  as 
the spindle EGB. For details, see the Item, “Spindle EGB (spindle electronic gear box)” in the FANUC 

B-64693EN-1/01

 

 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

- 1875 - 

AC SPINDLE MOTOR 

α

i

  series, FANUC AC SPINDLE MOTOR 

β

i

  series, FANUC BUILT-IN 

SPINDLE MOTOR bi series PARAMETER MANUAL (B-65280EN).

 

 

Differences between the simple spindle EGB and the spindle EGB

 

The following table lists the differences between the simple spindle EGB and the spindle EGB. 

Table 10.24  Differences between the simple spindle EGB and the spindle EGB 

 

Simple spindle electronic gear box 

Spindle electronic gear box 

Feature 

- 

PMC input signal is used to turn 
synchronization ON/OFF. 

- 

No positional control is performed during the 
synchronization mode. 

- 

G code command is used to turn 
synchronization ON/OFF. 

- 

Positional control is performed during the 
synchronization mode. 

- 

Gear processing functions such as helical 
gear compensation and retract are usable. 

Major use 

For rotary guide bush, which requires only 
simple spindle synchronization rather than 
positional control 

For gear processing, which requires positional 
control as well as retract operations 

 

Signal 

Simple spindle EGB signals 

SSEGB1<Gn351.0>: First spindle 

 

 

SSEGB2<Gn351.1>: Second spindle 

 

 

SSEGB3<Gn351.2>: Third spindle 

 

 

SSEGB4<Gn351.3>: Fourth spindle 

  [Classification]  Input signal 
 

[Function]  Select the simple spindle EGB. 

 

[Operation]  When  each signal  becomes  “1”, the simple spindle EGB mode is turned ON with  the 

respective serial spindles selected as a slave. 
When  each signal  becomes  “0”, the simple spindle EGB mode is turned OFF  for  the 
respective serial spindles being used as a slave. 

 

NOTE 

1  These signals are valid when the bit 0 (SEGs) of parameter No. 

7705 is 1. 

2  If the simple spindle EGB mode is turned ON or OFF when both 

the master and slave spindles are not at halt, the slave spindle 
accelerates or decelerates abruptly. When turning the simple 
spindle EGB mode ON or OFF, be sure to previously put both the 
master and the slave spindles at halt. 

3  During the simple spindle EGB mode, keep the slave spindle in the 

Cs contour control mode. 

 

Simple spindle EGB mode signals 

SSEGBM1<Fn351.0>: First spindle 

 

 

SSEGBM2<Fn351.1>: Second spindle 

 

 

SSEGBM3<Fn351.2>: Third spindle 

 

 

SSEGBM4<Fn351.3>: Fourth spindle 

  [Classification]  Output signal 
 

[Function]  These signals indicate whether the simple spindle EGB mode is ON for  the  respective 

spindles selected as a slave spindle. 

 

[Output cond.]  Each signal becomes “1” when: 

- 

The simple spindle EGB mode is ON for the respective spindles selected as a slave 
spindle. 

Each signal becomes “0” when: 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

 

B-64693EN-1/01

 

- 1876 - 

- 

The simple spindle EGB mode is OFF for the respective spindles selected as a slave 
spindle. 

 

Signal address 

 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

Gn351 

 

 

 

 

 

SSEGB4 

SSEGB3 

SSEGB2 

SSEGB1 

 

 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

Fn351 

 

 

 

 

 

SSEGBM4 

SSEGBM3 

SSEGBM2 

SSEGBM1 

 

Sequence 

  - 

Simple spindle EGB mode ON 

 

Spindle speed (for  both  
master and slave spindles) 

Cs contour control change signal 
CON<Gn027.7> or 
CONS1-CONS4<Gn0274.0-.3> 

Simple spindle EGB signals 
SSEGB1-SSEGB4<Gn351.0-3> 

Simple spindle EGB mode signals 
SSEGBM1-SSEGBM4<Fn351.0-3> 

Confirm that both master and slave are at halt 

Turn Cs mode ON for slave 

 

Fig. 10.24 (b) Simple spindle EGB mode ON 

 

  - 

Simple spindle EGB mode OFF

 

 

Spindle speed (for  both  
master and slave spindles) 

 

Confirm that both master and slave 

are at halt 

 

Turn Cs mode OFF for slave 

Cs contour control change signal 
CON<Gn027.7> or 
CONS1-CONS4<Gn0274.0-3> 

Simple spindle EGB signals 
SSEGB1-SSEGB4<Gn351.0-3> 

Simple spindle EGB mode signals 
SSEGBM1-SSEGBM4<Fn351.0-3> 

 

Fig. 10.24 (c) Simple spindle EGB mode OFF 

 

NOTE 

1  When turning the simple spindle EGB mode ON or OFF, keep both the master 

and slave spindles at halt. 

2  During the simple spindle EGB mode, the positional deviation of the Cs axis for 

the slave spindle from the master spindle is returned to the slave spindle. For the 
slave spindle in the simple spindle EGB mode, checks are constantly made for 
any excess error value during movement. 

B-64693EN-1/01

 

 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

- 1877 - 

NOTE 

3  During the simple spindle EGB mode, the coordinates of the Cs axis for the 

slave spindle are not updated even if the slave spindle is synchronized with the 
master spindle. 

4  During the simple spindle EGB mode, it is impossible to make a reference point 

return for the Cs axis for the slave spindle. 

5  During the simple spindle EGB mode, it is impossible to perform composite 

control for the Cs axis for the slave spindle. 

6  The simple spindle EGB needs the same spindle system configuration (motor, 

amplifier, and sensor) as the spindle EGB. 

7  The synchronization mode is canceled if a servo alarm or spindle alarm condition 

is detected. 

8  Making a request for an emergency stop during synchronization causes both the 

master and slave spindles decelerate to stop while they are kept in 
synchronization. However, they may not stay in synchronization once they stop. 
Release the slave spindle from the simple EGB mode and Cs mode after an 
emergency stop. 

 

Parameter 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

7705 

 

 

 

 

 

 

 

 

SEGs 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Bit spindle 

 

 

#0  SEGs

  Simple spindle EGB function is: 

0: 

Not used. 

1: 

Used. 

Set 1 for a serial spindle used as the slave axis for the simple spindle EGB function,. 
 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

4395 

 

 

 

 

 

 

SSE 

 

 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Bit spindle 

 

 

#2  SSE

  The simple spindle EGB function is: 

0: 

Disabled. 

1: 

Enabled. 

Set this parameter to 1 for the master and slave spindles together. 
 

 

 

#7 

#6 

#5 

#4 

#3 

#2 

#1 

#0 

4352 

 

SEM 

SES 

 

FFALWS 

 

 

 

 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Bit spindle 

 

  #4  FFALWS

  Feed-forward setting is enabled: 

0: 

Only during cutting feed. 

1: 

Always. 

Set this parameter 1 for the slave spindle. 
 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

 

B-64693EN-1/01

 

- 1878 - 

 

#6  SES

  The spindle EGB function for the slave spindle is: 

0: 

Disabled. 

1: 

Enabled. 

Set this parameter 1 for the slave spindle. 
 

 

#6  SEM

  The spindle EGB function for the master spindle is: 

0: 

Disabled. 

1: 

Enabled. 

Set this parameter 1 for the master spindle. 
 

4036 

 

Feed forward coefficient 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Word spindle 

 

[Unit of data]  1% 

 

[Valid data range]  0 to 10000 

The feed forward coefficient for Cs axis contour control is set as follows: 
Setting 

≤

 100: In units of 1% 

Setting > 100: In units of 0.01% 
Set this parameter to 100 for the slave spindle. 
 

4386 

 

Number of sinusoidal waves from the master spindle position detector 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Word spindle 

 

[Unit of data]  1

λ

/rev 

 

[Valid data range]  0, 64 to 4096 

Specify the number of sinusoidal waves per spindle revolution received from the master 
spindle position detector. 
Use this parameter for the slave spindle amplifier. 
If the parameter is 0, the synchronous ratio assumed to be 0. 
 

4387 

 

Numerator of synchronization coefficient 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Word spindle 

 

[Valid data range]  -32767 to 32767 

Set a synchronous coefficient numerator for the slave spindle. 

 

4388 

 

Denominator of synchronization coefficient 

 

 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  Word spindle 

 

[Valid data range]  1 to 32767 

Set a synchronous coefficient denominator for the slave spindle. 

 

Reference item 

Manual name 

Item name 

FANUC AC SPINDLE MOTOR

 

α

i

 series 

FANUC AC SPINDLE MOTOR 

β

i

 series 

FANUC BUILT-IN SPINDLE MOTOR 

β

i

 series 

PARAMETER MANUAL (B-65280EN) 

Spindle EGB 
(Spindle electronic gear box) 

 

B-64693EN-1/01

 

 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

- 1879 - 

10.25 

SPINDLE SPEED COMMAND CLAMP 

Overview 

By using this function, spindle speed can be clamped to the maximum speed by setting on internal relay 
(R signal) data. 
 

Explanation 

The internal relay addresses (R signal) is specified with parameter No.3773 for each spindle. Four bytes 
starting at the setting are used for each spindle.  Spindle speed is clamped to the maximum  speed by 
setting on internal relay (R signal) data. 
For example, this function can be used  to change maximum speed depending on selected tool as 
following procedure. 
1.

 

On the PMC side, the maximum speed depending on the selected tool is set on the internal  relay 
addresses (R signal)  specified with the  parameter. (The PMC program is created by machine tool 
builders) 

2.

 

The CNC reads maximum speed from PMC internal relay (R signal). The CNC clamp spindle speed 
to maximum speed immediately if the spindle speed exceeds the maximum speed. 

Figure 11.26(a) show the processing of the spindle speed clamp when a command is specified after the 
tool change. 

 

Fig.10.25 (a)    processing of this function 

 

NOTE 

1  This function only effects for a spindle speed command (including spindle 

override, constant surface speed control), it doesn’t effect except spindle speed 
command (spindle orientation, rigid tapping and so on).   

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

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

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

 

B-64693EN-1/01

 

- 1880 - 

NOTE 

3  When the spindle synchronous control is executed, spindle speed of the master 

and the slave are clamped to the lower value of master’s maximum speed and 
slave’s maximum speed.   

4  When the M type gear selection method is used, this function has effect even if 

minimum clamp speed of the spindle motor (parameter No.3735) is larger than 
the max speed specified on PMC internal relay (R signal).   

5  The maximum speed can be set within the range of 0 to 99999999 [min

-1

] 

6  This function has effect for unselected spindle by address P or spindle selection 

signals SWS1 to SWS4 <Gn027.0 to Gn027.2 and Gn026.3> 

7  Depending on bit 3 (SDP) of parameter No. 3798, which is related to 

High-precision spindle speed control, the maximum speed is changed as 
following table.   

SDP = 0 

The signal state of the internal relay (R signal) is interpreted as the maximum speed. 
The maximum speed can be set within the range of 0 to 99999999 [min

-1

] 

SDP = 1 

1/10 of the signal state of the internal relay (R signal) is interpreted as the maximum speed. 
The maximum speed can be set within the range of 0 to 9999999.9 [min

-1

] 

 

 

Parameter 

3773 

 

Start address of the R signal specifying maximum speed   

 

NOTE 

 

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

 

operation is continued. 

 
 

[Input type]  Parameter input 

 

[Data type]  2-word spindle 

[Valid data range]  0 to maximum address (multiple of 4. 0, 4, 8, ...) 
 

   

 

  This parameter sets the start address of the R signal specifying maximum speed. 

 

  Four bytes starting at the setting are used for each spindle. 

 

NOTE

 

1  As for the setting of parameter   

<1> Set a value that is a multiple of 4 (0, 4, 8, etc.). 
<2> The range of the R address differs depending on the PMC kind 

and the memory size. Check the specifications of the PMC, 
and set a value within the valid range. (Example: R addresses 
in the range from R0 to R7999 if memory B of the first PMC is 
used. Thus, values which can be set are 4, 8, 12, 16, …7992, 
7996 in this case) 

 

If any setting other than the above items (<1>, <2>) is made, alarm 
PW5390, "R-ADDRESS SETTING IS ILLEGAL" is issued.

 

2  When value of parameter No. 3773 is zero, this function has no 

effect.

 

 

B-64693EN-1/01

 

 

10. SPINDLE SPEED FUNCTION

 

- 1881 - 

  WARNING 

 

If an internal relay of the set address in this parameter is used by 
another usage, it may cause an unexpected machine behavior. Be 
careful enough that you must prevent the competition of the used 
internal relay. 

 

Alarm and message 

Number 

Massage 

Description 

PW5390 

R-ADDRESS SETTING IS 
ILLEGAL 

One of the R address range of the PMC set by parameters No. 3773, 
No. 13541 and No. 13542 or the first address of the range is invalid. 

 

10.26 

IMPROVEMENT OF SPINDLE FEEDBACK PULSES 

Overview 

Feedback pulses  of  the  spindle which is used at the feed per revolution,  threading and spindle speed 
display becomes able to be changed by setting of parameter. 
By this function, the fluctuation of axis speed at the feed per revolution and threading is reduced, and a 
smoother axis moving becomes possible. 
 

Specification 

It is usually, feedback pulses of the spindle is 4096 pulses per one rotation of the spindle. However, the 
setting of feedback pulses of the spindle can be changed by the bit 7 (FBP) of parameter  No.3716 and 
No.3720. 
- 

Feedback pulses per one rotation of the spindle can be chosen from 4096 pulses or 4096

×

2

^14

 pulses 

in serial spindle. 

- 

Feedback pulses per one rotation of the spindle can be chosen from 4096 pulses or 4096

×

2

^14

 pulses 

in spindle control with servo motor. 

- 

Feedback pulses per one rotation of the spindle can be chosen from 4096 to 400000 pulses in analog 
spindle. 

 
The changing of feedback pulses of the spindle becomes effective by the setting of bit 7 (FBP) of 
parameter No.3716. And number of feedback pulses is set by parameter No.3720. However, when bit 7 
(FBP) of parameter No.3716 is set to 1, it is not necessary to set parameter No.3720 because parameter 
No.3720 is set automatically in serial spindle and spindle control with servo motor. 
 

NOTE 

1  When feedback pulses in analog spindle are not 4096pulse/rev, alarm SP1255, 

“CAN NOT CHANGE SPINDLE MODE” occurs if rigid tapping or spindle 
positioning is specified. (This alarm not occurs when serial spindle.) 

2  The effect of this function depends on the resolution of detector. 
 

(In serial spindle, the resolution of each detector is as follows. This function is 
not effective in 

α

i

 position coder. 

α

i

BZ sensor  

360000pulse/rev 

α

i

CZ sensor 

3600000pulse/rev 

α

i 

position coder 

4096pulse/rev 

 

In spindle control with servo motor, this function is not effective as long as the 
resolution of detector is not small larger than 4096 pulses per one rotation.)   

 

Moreover, the accuracy is not assured by the above values because they are 
indicated as the resolution of detector. Select the detector with enough accuracy 
for machining accuracy.