📚 课程目录第2章读取机床坐标位置

2. 读取机床坐标位置

任务目标

通过 FOCAS 以太网连接 FANUC 数控系统，读取机床当前各轴的坐标、相对坐标和机械坐标，并将结果输出到控制台。

环境与依赖

FANUC 数控系统（具备以太网功能，启用 FOCAS 接口）
开发语言：C#（.NET 6/8）或 C（二者选一即可）
FOCAS 库：Fwlib32.dll（Windows）或 libfwlib32.so（Linux）
需在项目中引用 FOCAS 官方头文件 fwlib32.h（C）或通过 P/Invoke 调用（C#）

实现原理

FOCAS 提供 cnc_rdposition 函数，一次调用即可同时获取所有轴的坐标、相对坐标、机械坐标及剩余进给量。该函数返回每个轴的位置数据（以脉冲为单位），需结合机床各轴的计数方向（cnc_get_axis 或参数）转换为实际坐标值。本案例直接使用该函数并输出原始脉冲值及转换后的毫米值（假设公制机床，脉冲当量由参数 No.1004 决定，通常为 1μm 或 0.1μm）。

关键完整代码（C# 实现）

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class FocasPositionReader
{
    // FOCUS 数据结构定义
    [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
    struct ODBPOS
    {
        public short dummy;          // 预留
        public short type;           // 坐标类型
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 8)]
        public int[] absolute;       // 坐标（脉冲）
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 8)]
        public int[] machine;        // 机械坐标（脉冲）
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 8)]
        public int[] relative;       // 相对坐标（脉冲）
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 8)]
        public int[] distance;       // 剩余进给量
    }

    // 导入 FOCAS 库函数
    [DllImport("Fwlib32.dll", EntryPoint = "cnc_allclibhndl3")]
    public static extern short cnc_allclibhndl3(string ip, ushort port, int timeout, out ushort handle);

    [DllImport("Fwlib32.dll", EntryPoint = "cnc_rdposition")]
    public static extern short cnc_rdposition(ushort handle, int type, out ODBPOS position);

    [DllImport("Fwlib32.dll", EntryPoint = "cnc_freelibhndl")]
    public static extern short cnc_freelibhndl(ushort handle);

    // 轴名称映射（FANUC 标准：0=X, 1=Y, 2=Z, 3=A, 4=B, 5=C）
    static readonly string[] AxisNames = { "X", "Y", "Z", "A", "B", "C" };

    static void Main(string[] args)
    {
        if (args.Length < 1)
        {
            Console.WriteLine("用法: FocasPositionReader <机床IP地址> [端口=8193]");
            return;
        }

        string ip = args[0];
        ushort port = args.Length > 1 ? ushort.Parse(args[1]) : (ushort)8193;
        ushort handle;

        // 建立连接
        short ret = cnc_allclibhndl3(ip, port, 10, out handle);
        if (ret != 0)
        {
            Console.WriteLine($"连接失败，错误码: {ret}");
            return;
        }

        try
        {
            // 读取所有轴位置（type=1 表示读所有轴）
            ODBPOS pos;
            ret = cnc_rdposition(handle, 1, out pos);
            if (ret != 0)
            {
                Console.WriteLine($"读取位置失败，错误码: {ret}");
                return;
            }

            // 输出表头
            Console.WriteLine("轴\t坐标(脉冲)\t相对坐标(脉冲)\t机械坐标(脉冲)");

            // 遍历前6个轴（实际轴数可通过 cnc_rdaxisname 获取，此处简化）
            for (int i = 0; i < 6; i++)
            {
                // 判断该轴是否存在（机械坐标不为0或坐标不为0通常表示已配置）
                if (pos.machine[i] == 0 && pos.absolute[i] == 0 && pos.relative[i] == 0)
                    continue;

                Console.WriteLine($"{AxisNames[i]}\t{pos.absolute[i]}\t\t{pos.relative[i]}\t\t{pos.machine[i]}");
            }
        }
        finally
        {
            cnc_freelibhndl(handle);
        }
    }
}

编译与运行

将上述代码保存为 PositionReader.cs。
将 Fwlib32.dll 放置于程序输出目录（或系统 PATH）。
编译：csc PositionReader.cs（.NET Framework）或 dotnet build（.NET 6+）。
运行：PositionReader.exe 192.168.1.50（替换为实际机床 IP）。

验证方法

连接成功：程序无报错，输出表头及至少一个轴的坐标数据。
数据正确性：手动操作机床移动 X 轴 10mm（假设脉冲当量 1μm），再次运行程序，X 轴坐标脉冲值应变化约 10000。
坐标类型区分：在机床面板上切换相对坐标清零，程序输出的相对坐标脉冲值应归零，而坐标和机械坐标不变。

常见问题

错误码 -17：IP 地址无法访问，检查网络及机床端 FOCAS 服务是否启用。
错误码 -8：连接超时，确认端口号（默认 8193）及机床防火墙设置。
输出全为 0：可能轴未配置或处于未回零状态，机械坐标在未回零前可能显示 0。