新代系统数控铣加工中心。新代系统龙门加工中心故障与报警
时间：2022-10-13 14:30:00
21A系列总线应用手册及故障报警
1摘要... 3
2 硬件规格... 4
2.1 框架图...4
2.2 硬件明细...4
2.3 驱动和电机选型...5
2.4 规格简介...6
2.4.1 引脚定义...7
3 配线... 8
3.1 配线图...8
3.2 驱动重电配线说明...9
3.2.1 急停不控制驱动器重电...9
3.2.2 急停控制驱动重电...10
1 摘要
新代科技 安川20系列控制器Mechatrolink-II总线（串行）通信控制模式改善了传统脉波泛用控制器的布线和扩展，使系统更简化、更扩展、更容易组装。20系列最多可控16轴伺服电机同动。I/O除了控制器本身提供的32组点外Direct Input及Output外，也可以通过RIO串行接口连接外部I/O模块。依IO点需求决定是否增配RIO选择更有弹性的模块。
除总线通信外，20系列控制器还可以控制一组与P型兼容的传统脉波泛用主轴V除了总线主轴，还可以选择更经济的主轴方案 总线 泛用 硬件配线
简单复杂
单位时间数据传输量 多(1Mb/sec以上)少(500 Kb/sec)
各单位之间的通信 Yes No
伺服分辨率 高 低
DDA指令超过警报 不用考虑 避免需要计算评估
显示驱动器报警内容 有 无
显示主轴负载率 有 无
控制器设置驱动器参数 有 无
备份驱动参数 有 无
扭力回路 有 无
绝对值读取 有 无
2 硬件规格
2.1 框架图
2.2 硬件明细
新一代20系列控制器
n 安川SigmaV总线驱动器 电机
SGDV-□□□□11A型(M-II注：总线驱动器铭牌倒数第二
三位数值为 1。
n USB专用线
规格：5M、0.5M
n 130欧终端电阻
n RIO模块(选择)
n 总线伺服主轴(选择)
n P主轴(选择)
n V主轴(选择)
n 变频主轴(选择)
n 新一代防水电池盒(选择)
2.3 驱动和电机选型
驱动选型：
SGDV-□□□A11A三种类型，驱动电源AC220V。驱动与电机的匹配
指标如下表：
电机铭牌：
2.4 规格简介
新一代20系列控制系统采用先进的开放式架构，内置嵌入式工业计算
算机，预装 Windows CE6.0操作系统配置10.4寸(8寸)屏幕与总线伺服相结合
轴、脉冲轴、模拟量轴、手轮轴 PLC及USB、CF卡读取装置。
并具有价格低、性能高、使用方便、可靠性高的特点。
特色:
●Windows CE6.0操作系统，开放性强
●16轴线伺服定位控制
●一组脉冲主轴接口
●一组14BIT D/A输出
●可外接两个 RIO模块(输入/128输出点最多可扩展128点)
●USB接口、CF CARD卡片阅读机可以动态热插入
规格：
SP MPG RIO DA HK
Y1
Y2
X1
X2
MII
1. MII：连接MECHATROLINK II总线驱动器
2. SP：一般脉冲主轴接头、主轴回授输入、脉冲指令输出和报警接头
3. DA：14bit输出主轴电压指令
4. MPG：手轮接头
5. X1、X2：DI接点输入I0~I31
6. Y1、Y2：DO接点输出O0~O31
7. RIO：扩充串行I/O模块接口I128~I191 O128~O191(选配RIO模组)
8. HK：操作面板连接I64~I127 O64~O127
2.4.1 引脚定义
RIO 界面
pin Signal pin Signal
1 TX1 6 -
2 TX1- 7 --
3 RX1 8 --
4 RX1- 9 --
5 --
1. 适用新代RIO模块
2. 外部RIO模块可扩展到64 I/O
3. 差动信号输出
MPG界面
Pin Signal Pin Signal Pin Signal
1 A 6 11 XDI60
2 A- 7 XDI56 12 XDI61
3 B 8 XDI57 13 XDI62
4 B- 9 XDI58 14 GND
5 10 XDI59 15 5V
1. A/B Phase Input
2. 提供7点I点输入
3. 光耦合信号隔离
SPINDLE 界面
Pin Signal Pin Signal Pin Signal
1 A 6 C- &nsp;11 CW+
2 A- 7 ALM+ 12 CW-
3 B+ 8 ALM- 13 CCW+
4 B- 9 SERVO_ON 14 CCW-
5 C+ 10 SERVO_CLR 15 OUT_COM
当主轴设定为变频主轴或 v主轴时pr1621(第一主轴对应 的伺服轴)应
设为19或20
Mechatrolink 界面
Pin Signal
各轴驱动器以USB线串连，A进B出，最后一颗动B口接130欧终端电阻平衡电阻
USB线USB线
YASKAWA
SERVOPACK
YASKAWA
SERVOPACK
YASKAWA
SERVOPACK
20控制器
USB线
MII
3.2 驱动器重电配线说明
驱动器的重电一般有两种控制方式：一、电柜总开关控制器驱动器重电
二、急停控制驱动器的重电。两种配线方式需搭配合适的 PLC。本节针对两
种控制方式规格分别讲解。
(推荐使用方法一、电柜总开关控制器驱动器重电，安全可靠。)
3.2.1 急停不控制驱动器重电
急停、控制器 C36、驱动器得重电完成、刹车(驱动器控制)状态时序图
如下
E-stop
控制器C36
驱动器得重电完成
急停拍下
急停松开
急停拍下
S33状态
刹车状态 刹车抱闸
刹车松开
刹车抱闸
驱动器重电部分配线：
-QS1
L1
L2
L3
380V-460V
220V
主变压器
L1C L2C L3C
PE
PE
6mm
2
SERVO AMPLIFIER
伺服放大器
1 3 5
2 4 6
1 3 5
2 4 6
-QF1
L1C L2C
SERVO AMP.ASSISTANT POW.
伺服放大器辅助电源
控制器急停 PLC写法：
3.2.2 急停控制驱动器重电
急停、控制器 C36、驱动器得重电完成、刹车(驱动器控制)状态时序图
如下
E-stop
控制器C36
驱动器得重电完成
急停拍下
急停松开
急停拍下
刹车状态 刹车抱闸
刹车松开
刹车抱闸
S33状态
驱动器重电部分配线：
-QS1
L1
L2
L3
380V-460V
220V
主变压器
L11
L12
L13
L1C L2C L3C
PE
PE
6mm2
L22
-MCC
1 3 5
2 4 6
A1
A2
SERVO AMPLIFIER
伺服放大器
1 3 5
2 4 6
KA1
18
-MCC
KA1 11
E-STOP
1 3
4 2
L1C L2C
SERVO AMP.ASSISTANT POW.
伺服放大器辅助电
控制器急停 PLC写法：
4 参数设定
20系列控制器(总线)参数大部分与泛用相同，少数参数设置与10、EZ
系列(泛用)有差异，本章将设置不同之参数列出，以供使用者参考。基本
参数设定请参考新代参数手册。
4.1 控制器参数设定
控制器参数
参数内容 范围 设定值
5 *I/O 板组态[0~20] 11=Std+ I/O;
7=Std+RIO
9 *轴板型态[0,9] 102: EMB-20D
10 *Servo6 伺服警报接点
型态
0：脉冲主轴警报为常开接
点(A接点)；
1：脉冲主轴警报为常闭接
点(B接点)。
21~40 *对应的机械轴[0,20]依各轴驱动器指拨开关设
定 (详见 4.3章节驱动器通讯地
址设定)
61~76 各轴感应器分辨率[0,2500000] 262144(编码器为20位)
81~100 轴卡回授倍频[1~4] 4
0：一般编码器
1：光学尺
2：无回授
3：绝对式编码器。
381~400 位置伺服控制模式[0,2]接收总线命令的轴不必设
定该参数
非接收总线命令的辅助轴
按实际情况设置
0：CW/CCW
1：电压
2：AB Phase
901~902 各轴零速检查窗口[3,10000] 300
设置过低会误发警报：
“M0T-020，不能在移动中切回
位置控制模式”
“MOT-30，寻原点零速检查失
败”
1621 第一主轴对应的伺服
轴或轴向轴
[0,20] 变频主轴或v主轴时，设为
辅助轴口 19
脉冲主轴，设定为对应的轴
向轴，轴向轴对应的机械轴设
19，如第四轴为脉冲主轴，
1621=4,24=19
总线主轴，根据驱动器地址
设定
1791 *第一主轴马达型态(0:
变频;1:P伺服;2:V伺
服)
[0,3] 根据主轴实际情况设定
2021 一号手轮对应的伺服
轴或暂存器
伺服主轴相关参数设定范例
No Value Title
24 19 *设定第四轴对应的伺服轴
64 1024 第四轴感应器分辨率(编:次/转;光:次/mm)
104 1200 第四轴马达的增益(RPM/V)
127 1 第四轴螺杆侧齿数
128 1 第四轴马达侧齿数
164 360000 设定第四轴的PITCH(BLU)
184 60 设定第四轴伺服系统的回路增益(1/sec)
324 600 *第四轴轴名称
384 2 *第四轴伺服控制方式(0:CW/CCW;1:电压2:A/B
Phase)
464 3600000 设定第四轴快速移动最高速度(deg/min)
544 600 第四轴加减速时间
624 3600000 第四轴切削时的最高速度(mm/min)
644 20 第四轴加加速度时间
1621 4 *第一主轴所对应的伺服轴或轴向轴
1651 1024 第一主轴马达编码器一转的Pulse数
1671 1200 第一主轴马达的增益(RPM/V)
1681 1 第一主轴第一档螺杆侧齿数
1682 1 第一主轴第一档马达侧齿数
1711 1 *第一主轴是否安装编码器(0:否;1:是)
1791 1 *第一主轴马达型态(0:变频;1:P伺服;2:V伺服)
1801 12000 第一主轴最高转速(RPM)
1811 1 第一主轴编码器安装位置(0：主轴侧；1：马
达侧)
1831 1800 第一主轴加减速时间
1841 1500 第一主轴额定转速
1851 30 第一主轴加加速度加速到1000RPM/S时间
注意：
1) 参数64与参数1651需设置相同，依马达编码器解析度设置。
2) 参数1801依马达最高转速设置，参数104与参数1671设置为参数
1801设置值之十分之一。
3) 参数184与变频器设置增益相同。
4) 参数1841依马达额定转速设置。
4.2 驱动器参数设定
驱动器参数 含义 初始值 设定值 备注
Pn002 功能选择开关2 0000 0000 0100绝对值编码器做增量
值编码器使用
需要使用绝对值编码器设
为X0XX
Pn00b 电源设定0000 0000 0100→单相电源
0101→伺服选择单相电
源，而且可显示所有参数。
Pn100 速度环增益40 01000根据机台实际情况设定
Pn101 速度环积分时间2000 200
Pn102 位置环增益40 01000
Pn109 前馈0 0设为0，用以保证PN102
设置之KP精准有效。
Pn170 免调谐开关1400自动调谐前设为1401，调
谐完成后设为 1400
Pn20E 电子齿轮比(分子)4 1此三项参数按照设定值设
定。搭配控制器 P61~76为
262144，P81~100为4使用。
Pn210 电子齿轮比(分母)1 1
Pn212 编码器分频脉冲数2048 2048
Pn216 预设参数0 0设为0，用以保证PN102
设置之KP精准有效。
Pn217 预设参数0 0设为0，用以保证PN102
设置之KP精准有效。
Pn401 转矩指今滤波时间
参数
100 在很广的频率范围内都有
效，但设定值较大(低频率)
时，伺服系统会不稳定，可能
引起振动。
Pn408 共震率波功能0000使第1段陷波滤波器有效
Pn409 共震率波频率5000第一段陷波滤波器第一段
频率，Pn408，Pn409~Pn40E主
要对500~5000HZ频率范围内
的振动有效，但如果设定不当
将会不稳定
Pn506 刹车指指令伺服0 0030延迟伺服OFF动作，通过
设
Pn50A 输入信号选择1 1881 8881
Pn50B 输入信号选择2 8882 8888
Pn507 制动器信号分配0100 0100:制动器接线引脚
CN1-1/CN1-2
0200:制动器接线引脚
CN1-23/CN1-24
0300:制动器接线引脚
CN1-25/CN1-26
注：引脚定义与泛用驱动
器不同
Pn600 再生电阻容量0驱动器接电阻时，需设定
此参数。
自冷方式(自然对流冷却)
时∶设定为再生电阻容量(W)
的20％以下。
强制风冷方式时∶设定为
再生电阻容量(W)的50％以
下。
(例)自冷式外置再生电
阻器的容量为 100W时，设定
值为100W×20% =20W，因此
应设为Pn600=2
(设定单位∶ 10W)
4.3 驱动器通讯地址设定
驱动器的通讯规格通过指拨开关(SW2)来设定。
通讯地址通过指拨开关(SW1)和(SW2)组合来决定。
1) 指拨开关(SW2)的设定
指拨开关(SW2)的设定如下图所示：
开关编号 功能 设定 设定值 出厂设定
1 通讯速度设定
OFF
4Mbps
(MECHATROLINK-I) 10Mbps
(MECHATROLINK-II)
2 传输指节数设定
OFF 17字节
ON
ON 32字节
3 站地址设定
OFF 站地址=40H+SW1
OFF
ON 站地址=50H+SW1
4 系统预约(不可变更)OFF OFF
注：搭配新代 20系列控制器设定：1=ON/2=ON/3=依下表4=OFF
2) 通讯地址设定
SW2的3号SW1站地址 新代轴口地址
OFF 0 无效
OFF 1 41H 1
OFF 2 42H 2
OFF 3 43H 3
OFF 4 44H 4
OFF 5 45H 5
OFF 6 46H 6
OFF 7 47H 7
OFF 8 48H 8
OFF 9 49H 9
OFF A 4AH 10
OFF B 4BH 11
OFF C 4CH 12
OFF D 4DH 13
OFF E 4EH 14
OFF F 4FH 15
ON 0 50H 16
5 功能介绍
5.1 串列参数设置
串列参数界面支持控制器修改驱动器参数，可以实现对驱动器参数的上传和
下载。
机台调试完成后，可将驱动器参数下载至控制器储存，假使驱动器故障，更
换驱动器后，只需上传储存参数，机台即可正常运行。
【F6参数设定】=>【PgDn】=>【F5串列参数】=>输入密码“550”，即可
进入驱动器参数设定画面。
设置步骤：
Step1：将光标移至画面左上角，选择需要设置的参数属性为轴向参数或主
轴参数。
Step2：通过“分类”和“项目”组合为需要设置的参数号码。
Step3：修改参数值为需要设置的值。
Step4：部分驱动器参数修改后，需要断电重新启动才生效。请断电重现启
动驱动器与控制器。
功能条介绍：
F1新增列：增加一行参数显示；
F2删除列：删除一行参数显示；
可选择轴向或主轴
参数号码
F3备份参数：将调试好的驱动器参数备份到指定的地址。若后续更换驱动
器，可通过F4回复参数，将备份参数上传至驱动器；
使用方法：
Step1：按F3【备份参数】，跳出选择备份路径对话框，通过【F2移动选项】
选择备份路径。
Step2：路径选择完成后，按【F1确定】，开始执行参数备份动作
Step3：备份完成，进度条会自动消失。驱动器参数备份档为
“TuningParam.zip”。
参数备份会记录各轴驱动器参数。单一驱动器故障，更换驱动器后，可通过
【F4回复参数】，将备份之参数灌入驱动器。
F4回复参数：将指定的参数文件上传至驱动器；
使用方法：
Step1：拍下急停，将控制器切换为“未就绪”模式。
Step2：按F4【回复参数】，跳出选择备份档对话框，通过【F2移动选项】
选择备份原档。
Step3：按【F1确定】，开始执行驱动器参数回复动作
Step4：驱动器参数完成，进度条会自动消失。
F5载入初始选单：清除画面参数显示。当增加参数列较多，查找指定参数
较麻烦，且会拉慢画面切换的速度。可以通过该功能键初始化串列参数画面。
5.2 自动调机
自动调机步骤：
Step1：【F6参数设定】=>【PgDn】=>【F5串列参数】=>输入密码“550”
=>【F8串列参数】，即可进入自动调机画面。
Step2：将光标移至下拉菜单“调机轴”，选择需要自动调机的轴向。按【F1
下一步】，进入设定调机行程极限界面。
Step3：以手轮将调机轴移动至第一安全位置，通过功能键【F3设置第一极
限】，写入调机轴机第一极限坐标。
Step4：第一极限设置完成后，以手轮将调机轴移动至另一安全位置，通过
功能键【F4设置第二极限】，写入调机轴机第二极限坐标。如下图：
Step4：极限坐标设置完成后，按【F1下一步】，进入设定功能选项画面;
Step5：功能选项设定完成后，按【F1下一步】，会跳对话框提示调机是否
安全。
Step6： 确认机台运行正常，自动调机不会危害到人员安全后。按 【F1确定】 ，
开始自动调机。
Step6：调机完成后会显示惯量比例，以及KP/KV/Kvi的值。
Step7：调机完成，可选择【F8结束】离开调机画面；或【F1再次调机】对
选定轴向再次抓取惯量等相关资讯；或按【F2调整其他轴向】，对其他轴向进
行自动调机。
以上为自动调机之惯量估测调试步骤，多数机台只需抓取各轴惯量即可实现
很好的线性控制。
惯量估测后，如果抖动较大，可通过自动调机功能抓取共振抑制点。调机步
骤:在自动调机执行到“设定功能选项”时，选择调机流程为“增益与共振值”，
之下步骤同惯量估测。
5.3 绝对值读取
20系列总线搭配安川绝对式电机，可实现编码器绝对式读取功能。机台安
装完成，只需做一次基准原点设定，即可实现控制器对电机位置的实时读取。
基准原点的设定分为两部分：1、绝对值编码器复位；2、绝对式原点设定。
5.3.1 绝对值编码器复位
SigmaV驱动器第一次搭配绝对式电机使用，会触发警报“编码器备份警报
(A.810)”或“编码器和数校验警报(A.820)”。此警报必须通过绝对值编码器
复位来解除。
绝对值编码器复位有两种方式：方法一、新代控制器复位(114.38D之后版
本有效)；方法二、PC软体复位。
5.3.1.1 绝对值编码器复位方法一
当绝对式编码器出现异常并触发安川警报 “A.810”，20系列控制器画面
上将示警 “810h”，见下图：
等待控制器跳出警报后，驱动器和控制器断电 5秒重新开机。警报 “810h”
将自动被清除。但 Motion 34警报会因为尚未设定绝对式原点而发警，设定绝
对式原点即可清除该异警。
5.3.1.2 绝对值编码器复位方法二
PC 机与驱动器连线成功后，点击PC软件画面最上面的选单“安装”Setup(S)
=>点下去后会有一个“绝对式编码器设定”Set Absolute Encoder(A) =>鼠标移过
去后会点击“绝对式编码器复位” Reset Absolute Encoder(A)。如下图：
5.3.2 绝对式原点设定
绝对式原点设置有两种方法：方法一、人机画面设定绝对式原点(114.48之
后版本提供)；方法二、PLC设置绝对式原点。
5.3.2.1 人机画面设定绝对式原点
Step1：控制器参数Pr201~Pr220设定相对应轴向之绝对式编码器型；
Step2：将机台移至欲指定的绝对式原点处；
Step3：将控制器切换为原点模式；
Step4： 将画面切换至绝对式原点设置画面，【F6参数设定】=>【PgDn】
=>【F5串列参数】=>输入密码“550”=>【F7绝对式原点设定】。
Step5：以方向键将光标移至需要设置绝对式原点的轴向，按下功能键【F7
绝对式原点设定】，状态栏显示会从“未设定”变为“设定中”
Step6：断电重新开机，状态栏显示为“已设定”，表示绝对式原点设定成
功。
注意：
1 电池规格为：3.6 V,2000 mAh。
2 新代总线包套提供防水电池盒，可使用三节1.5V一号电池串联，给编
码器供电 (编码器供电范围为“2.8V~4.5V”,故4.5V电压可直接使用) 。
3 电池电压不足，请在驱动器上电的环境下更换电池。
4 若驱动器断电后更换电池。驱动器重新上电会发出警报“编码器备份警
报(A.810)”或“编码器和数校验警报(A.820)”。此时基准原点位置
已丢失。请按本章“ 5.3.1编码器位置初始化”和“5.3.2绝对式原点
设定”重新设定绝对式原点。
5.3.2.2 PLC设定绝对式原点
Step1：控制器参数Pr201~Pr220设定相对应轴向之绝对式编码器型
Step2：将机台移至欲指定的绝对式原点处。
Step3：触发C25~(将R38数值填为X轴机械坐标)后，控制器自动将此时
从驱动器端，所收到的编码器初始值 A记录下来。
Step4：日后于任意位置重开机，并且在控制器与驱动器通讯成功后，将此
时所得马达编码器位置，与纪录 A相比较，即可推得正确的马达位置。
Step5：再将此信息更新于『机械坐标』、『伺服命令』与『马达回授』(若
使用双回授控制，则『光学尺回授』也会一并被更新)后，即算完成寻原点动作。
PLC 范例说明
l 利用参数 Pr.3401将欲设定的绝对式原点数值填入R81(一般预设为零)，
再将R81设定之值填入R38。
l 将模式切换至寻原点模式(比较R13之值是否为7)，利用S429和S424
触发C31让原点设定轴向SERVO OFF。
l 将C31触发C25前使用一timer(建议0.5~1秒左右)来避免过快的SERVO
ON/OFF切换造成驱动器跳警报。
绝对式原点设定完毕。
5.4 驱动器警报内容显示
控制器警报可显示驱动器具体警报内容，方便诊断驱动器之异常。如 X
轴驱动器有警报“A.810”，控制器警报显示“X轴绝对值编码器电池异常”。可
根据警报内容，直接判断引发警报的原因所在。节省了查阅驱动器手册的时
间，简单、方便。
注意：如果主轴为非总线主轴(变频主轴或 P主轴或V主轴)，无法显示
主轴负载率。
5.5 扭力控制(暂无此功能)
扭力控制用于螺杆或传动机件，以消除背隙。
如两颗马达同时控制一个轴向，此时使用扭力控制可以将命令量直接下到控
制回路的扭力环，以保证两颗马达加速度相等，从而让两颗马达的同步性更好，
消除了传动背隙。
使用方法：以PLC静态切换各轴控制模式。
如R627=10，换算为二进制为1010，表示第一轴和第二轴进入扭力控制。
Q1:20系列安川总线，拍下急停控制器开机，开机完成后松开急停，驱动器
警报A.95A，怎么处理？
A1: 原因为配电设计不合理，拍下急停断开了伺服的电源，当松开急停时，
驱动器上电，同时控制器对驱动器下达就绪指令，驱动器上电未完成，无法接受
控制器的就绪指令故发此警报。
对策：1、更换配线规格为急停不断开伺服电源。
2、急停解除后延时0.5才让控制器就绪。PLC范例如下：
Q2：驱动器参数电子齿轮比，编码器分频解析度以及控制器各轴解析度设
置与泛用公式不一致，为什么？
A2：PN212(编码器分频脉冲数)设置脉冲数为马达旋转一圈，驱动器CN1
口输出的脉冲数。对于 20系列总线而言，马达转一圈，编码器反馈给控制器的
脉冲是通过USB口以协议形式传送，并没有使用CN1口。故此时PN212参数设
置量对编码器反馈脉冲数没有意义。
20系列所接电机编码器解析度为20位，马达每转一圈输出的脉冲数为
262144，故控制器参数PR61~设置为262144，驱动器参数电子齿轮比设为1:1。
Q3：20系列控制器，搭配的驱动器增益设置正常，急停信号也正常，经常
会偶发警报“M0T-020，不能在移动中切回位置控制模式”“MOT-30，寻原点
零速检查失败”，为什么？
A3：系统参数PR901~PR920零速检查视窗，单位为脉冲数。
寻原点结束时，编码器的回馈大于参数设置的值时，系统会发出警报
“MOT-30，寻原点零速检查失败”
急停或监看模式切为就绪模式时，编码器的回馈大于参数设置的值时，系统
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会发出警报“M0T-020，不能在移动中切回位置控制模式”
参数PR901~初始设置为3，而20系列控制器解析度(PR61~)统一设为
262144，马达只有一点抖动，编码器换算为脉冲量就大于3，所以很容易误发以
上两个警报，需要将 PR901~设大，建议设为200~300.
Q4：114.50B以上版本，功能键【F7绝对式原点设定】为灰色，无法使用，怎么办？
A4：
1、未在寻原点模式时，【F7绝对式原点设定】为不可用；
2、未在就绪状态时，【F7绝对式原点设定】为不可用；
3、轴向编码器形态均未使用绝对值编码器，【F7绝对式原点设定】为不可
用；
针对以上3点做相应的处理后，【F7绝对式原点设定】会变为黑色，可以
正常使用。
