Циклы измерения для стоек FANUC: как работают

Станок остановился, оператор берёт щуп, вручную касается детали, записывает цифры в блокнот — и вводит смещение руками. Этот сценарий до сих пор встречается на производстве, хотя стойка FANUC умеет делать всё это сама: касаться, фиксировать координату и записывать коррекцию без участия человека.

В этой статье разберём, как именно устроены встроенные циклы измерения FANUC: G31, G37, системные переменные и готовые макросы Renishaw — что за чем выполняется и где можно ошибиться.

---

G31 — основа всего измерения на FANUC

G31 — это фундаментальная команда, на которой строятся все измерительные операции на стойках FANUC.

Команда G31 функционально идентична линейному перемещению G01, но дополнительно отслеживает сигнал пропуска (skip signal) со щупа. Пока сигнала нет — ось движется с заданной подачей. Как только щуп коснулся поверхности и сигнал пришёл, происходит следующее:

Стойка немедленно начинает торможение оси, фиксирует фактическое положение в пределах одного цикла серводвигателя и записывает координаты в системные переменные #5001–#5003 (X, Y, Z соответственно), после чего завершает текущий блок и переходит к следующему.

Системные переменные: #5001–#5003 и #5061–#5063

Переменные #5061–#5063 содержат позицию в момент получения skip-сигнала — они отличаются от #5001–#5003 тем, что отражают целевую координату из блока G31, что полезно для расчётов компенсации люфта. При срабатывании щупа стойка записывает машинное положение по всем осям: #5061 = X, #5062 = Y, #5063 = Z. Это важно: неважно, по какой оси идёт движение — координаты фиксируются для всех осей одновременно.

Два режима захвата сигнала

На стойках FANUC существует два варианта G31: медленный захват через PMC и быстрый захват через опциональную карту High Speed Skip.

• Стандартный G31 — захват через PMC. Задержка реакции составляет несколько миллисекунд, что при подаче измерения 100–500 мм/мин приводит к погрешности фиксации.
• G31.1 (High Speed Skip) — аппаратный захват, задержка минимальна. Опция G31.1 обеспечивает более быстрое измерение и доступна на ряде стоек FANUC.

Ключевое правило: для точных измерений всегда используйте подачу 50–100 мм/мин на финальном касании. Типичный выбег оси после срабатывания составляет 0,05–0,15 мм в зависимости от инерции оси и скорости подачи; подача 50–100 мм/мин на прецизионном проходе минимизирует эту ошибку.

Стандартная процедура двойного касания

Типовая процедура измерения: сначала быстрое подведение с G31 до срабатывания щупа, отход на величину отклонения стилуса, затем медленное повторное касание с G31 — и фиксация позиции. Такая схема даёт повторяемость лучше, чем однократное касание на высокой подаче.

Подобрать измерительный щуп для вашего станка →

---

G37 — автоматическая коррекция смещений инструмента

G37 решает конкретную задачу: автоматически обновить коррекцию на длину или радиус инструмента после измерения.

При получении сигнала от щупа ось останавливается, программа переходит к следующему блоку, а коррекция смещения обновляется автоматически — без необходимости вручную рассчитывать разницу, как при использовании G31.

G36 и G37 на токарных стойках FANUC

На стойках серии для токарной обработки G36 и G37 имеют специфическое назначение: G36 отвечает за автоматическую коррекцию по оси X, G37 — по оси Z (при соответствующей настройке параметра 3405 бит 3).

Исторически эти коды применялись в ранних стойках, где параметром задавался выбор между геометрической и износовой коррекцией; G36/G37 по-прежнему используются в измерительных программах для обновления смещений после замены пластин.

Важно: G36/G37 обновляют только износовую коррекцию. Инструмент должен быть предварительно измерен вручную. Для полноценной первичной привязки инструмента используйте G31 с макросом.

Точность и время цикла

Автоматическое измерение длины инструмента через G37 обеспечивает повторяемость ±0,001 мм при многократных повторениях; среднее время измерения одного инструмента — 5–10 секунд.

Посмотреть щупы для привязки инструмента →

---

Макросы измерения: G65 и программы Renishaw

Отдельный G-код покрывает лишь одно движение. Реальные измерительные циклы — это макросы, которые объединяют несколько блоков G31 в законченную операцию.

G65 — вызов пользовательского макроса

Макросы щупа становятся незаменимым инструментом для автоматизации сложных задач измерения и контроля; с их помощью можно измерять размеры детали, обнаруживать отклонения поверхности или идентифицировать дефекты материала.

Типовая структура вызова:

G65 P9810 X0 Y0 Z-10. F200.   ; защищённое перемещение
G65 P9811 X100. Y0 Z-10. F200. ; касание по X
G65 P9814 Z-50. F200.           ; касание по Z

Программы Renishaw (O9810–O9850)

Это стандартный набор подпрограмм, который поставляется вместе со щупами Renishaw для стоек FANUC. Каждая подпрограмма выполняет конкретную задачу:

При перемещении между точками измерения щуп должен всегда двигаться через защищённое перемещение (protected move G31), чтобы исключить столкновение.

Пример: автоматический ноль детали по оси X

Логика цикла:

1. Касание левой грани детали — координата записывается в #100 (#5061).
2. Отход, касание правой грани — координата записывается в #101 (#5061).
3. Среднее значение: #102 = [#100 + #101] / 2.

Результат записывается в системную переменную #5221 — координата X нулевой точки G54 устанавливается автоматически.

---

Параметры стойки, влияющие на точность измерения

Правильная настройка G31 невозможна без корректных параметров стойки.

Скорость подачи при измерении

Скорость подачи при измерении инструмента обычно задаётся в диапазоне 100–500 мм/мин; расстояние подхода щупа, как правило, составляет 10–25 мм.

Управление потенциометром подачи

Команда #3004=2 отключает потенциометр подачи и принудительно выполняет движение на запрограммированной скорости; #3004=0 восстанавливает ручное управление после завершения измерения. Без блокировки потенциометра оператор может случайно изменить подачу во время касания и исказить результат.

Компенсация выбега

Для компенсации отклонения стилуса используйте переменные #5021–#5023, содержащие фактическое положение серводвигателя. Разница между #5001 и #5061 показывает перебег оси после срабатывания — это значение можно использовать для построения компенсационной таблицы в зависимости от подачи.

Ключевое правило: никогда не используйте G31 без предшествующего защищённого перемещения к точке измерения. Столкновение щупа на быстром ходу G00 — самая частая причина поломки стилуса.

---

Типичные ошибки при настройке циклов измерения FANUC

Неверные системные переменные для записи результата

Начинающие путают #5001–#5003 и #5061–#5063. Переменная #5001 содержит позицию на момент обнаружения skip-сигнала, тогда как #5061 содержит целевую позицию из блока G31 — разница между ними равна ошибке перебега/недобега.

Повторное касание без отхода

Если следующий блок после G31 снова содержит G31, щуп не двинется — он уже касается поверхности и считает, что контакт уже был. Необходимо отвести щуп от детали перед следующим измерением.

Отсутствие опции High Speed Skip

Если стойка не оснащена картой высокоскоростного захвата, измерение через стандартный PMC даёт дополнительную погрешность. Проверьте наличие опции в параметрах стойки (параметр 6200 и связанные биты) перед тем, как строить процесс измерения.

---

Быстрая памятка: как настроить цикл измерения на FANUC

1. Проверить наличие опции → G31 есть всегда; G31.1 (High Speed Skip) — опциональная карта, уточните по параметру 6200
2. Задать подачу касания → 100–500 мм/мин для первого прохода, 50–100 мм/мин для финального
3. Заблокировать потенциометр → #3004=2 перед G31, #3004=0 после
4. Использовать защищённые перемещения → всегда двигаться к точке измерения через G31 (protected move), не через G00
5. Читать нужную переменную → #5001–#5003 для фактической позиции захвата, #5061–#5063 для целевой позиции блока
6. Делать двойное касание → быстрый подход → отход → медленное прецизионное касание
7. Проверить результат → вывести переменную на экран или в протокол через M893 перед записью коррекции

Подобрать щуп и систему измерения для вашей стойки FANUC →

---

Связанные статьи

• Что такое измерительный щуп ЧПУ
• Привязка нулевой точки детали щупом
• Привязка инструмента по датчику
• Циклы измерения Renishaw
• Щуп для привязки vs щуп для измерения детали