數(shù)控機(jī)床回參考零點(diǎn)故障分析

　　數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)時(shí)根據(jù)檢測元件的不同分絕對(duì)脈沖編碼器方式和增量脈沖編碼器方式兩種，使用絕對(duì)脈沖編碼器作為反饋元件的系統(tǒng)，在機(jī)床安裝調(diào)試后，正常使用過程中，只要絕對(duì)脈沖編碼器的后備電池有效，此后的每次開機(jī)，都不必再進(jìn)行回參考點(diǎn)操作。而使用增量脈沖編碼器的系統(tǒng)中，機(jī)床每次開機(jī)后都必須首先進(jìn)行回參考點(diǎn)操作，以確定機(jī)床的坐標(biāo)原點(diǎn)，尋找參考點(diǎn)主要與零點(diǎn)開關(guān)、編碼器或光柵尺的零點(diǎn)脈沖有關(guān)，一般有兩種方式。

　　1，軸向預(yù)定點(diǎn)方向快速運(yùn)動(dòng)，擋塊壓下零點(diǎn)開關(guān)后減速向前繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，直到擋塊脫離零點(diǎn)開關(guān)后，數(shù)控系統(tǒng)開始尋找零點(diǎn)，當(dāng)接收到第一個(gè)零點(diǎn)脈沖時(shí)，便以確定參考點(diǎn)位置。配ＦＡＮＵＣ系統(tǒng)和北京ＫＮＤ系統(tǒng)的機(jī)床目前一般采用此種回零方式。

　　2，軸快速按預(yù)定方向運(yùn)動(dòng)，擋塊壓向零點(diǎn)開關(guān)后，反向減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)又脫離零點(diǎn)開關(guān)時(shí)，軸再改變方向，向參考點(diǎn)方向移動(dòng)，當(dāng)擋塊再次壓下零點(diǎn)開關(guān)時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)開始尋找零點(diǎn)，當(dāng)接收到第一個(gè)零點(diǎn)脈沖，便以確定參考點(diǎn)位置。配ＳＩＥＭＥＮＳ、美國ＡＢ系統(tǒng)及華中系統(tǒng)的機(jī)床一般采用這種回零方式。

　　3，采用何種方式或如何運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)都是通過ＰＬＣ的程序編制和數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床參數(shù)設(shè)定決定的，軸的運(yùn)動(dòng)速度也是在機(jī)床參數(shù)中設(shè)定的，數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)的過程是ＰＬＣ系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)配合完成的，由數(shù)控系統(tǒng)給出回零命令，然后軸按預(yù)定方向運(yùn)動(dòng)，壓向零點(diǎn)開關(guān)（或脫離零點(diǎn)開關(guān)）后，ＰＬＣ向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出減速信號(hào)，數(shù)控系統(tǒng)按預(yù)定方向減速運(yùn)動(dòng)，由測量系統(tǒng)接收零點(diǎn)脈沖，收到第一個(gè)脈沖后，設(shè)計(jì)坐標(biāo)值。所有的軸都找到參考點(diǎn)后，回參考點(diǎn)的過程結(jié)束。

　　數(shù)控機(jī)床回不了參考點(diǎn)的故障常見一般有以下幾種情況：一是零點(diǎn)開關(guān)出現(xiàn)問題；二是編碼器出現(xiàn)問題；三是系統(tǒng)測量板出現(xiàn)問題；四是零點(diǎn)開關(guān)與硬（軟）限位置太近；五是系統(tǒng)參數(shù)丟失等等。下面以在工作中遇到的幾個(gè)實(shí)例介紹維修的過程。

　　例1，ＸＨ７１４加工中心開機(jī)回參考點(diǎn)，Ｘ軸向回參考的相反方向移動(dòng)。該機(jī)配SIEMENS８１０Ｄ數(shù)控系統(tǒng)，采用半閉環(huán)控制方式，使用增量脈沖編碼器作為檢測反饋元件。

　　分析：機(jī)床開機(jī)Ｘ軸回參考點(diǎn)的動(dòng)作過程為：回參考點(diǎn)軸先以快速移動(dòng)，當(dāng)零點(diǎn)開關(guān)被擋塊壓下時(shí)，ＰＬＣ輸入點(diǎn)Ｉ32.2信號(hào)由１變?yōu)椋埃�ＣＮＣ接收到該跳變信�?hào)后輸出減速指令，使Ｘ軸制動(dòng)后并以低速向反方向移動(dòng)，當(dāng)擋塊釋放零點(diǎn)開關(guān)時(shí)，Ｉ32.2信號(hào)由０跳變?yōu)椋�，Ｘ軸制動(dòng)后改變方向，以回參考點(diǎn)速度向參考點(diǎn)移動(dòng)，當(dāng)零點(diǎn)開關(guān)再次被擋塊壓下時(shí)，Ｉ32.2信號(hào)由１變?yōu)椋�，此時(shí)起，ＣＮＣ接受到的增量脈沖編碼器發(fā)出的零位標(biāo)志脈沖Ｉ０時(shí)，Ｘ軸再繼續(xù)運(yùn)行到參數(shù)設(shè)定的距離后停止，參考點(diǎn)確立，回參考點(diǎn)的過程結(jié)束。　

[$page]　　這種回參考點(diǎn)方式可以避免在參考點(diǎn)位置回參考點(diǎn)這種不正常操作對(duì)加工中心造成的危害。當(dāng)加工中心Ｘ軸本已在參考點(diǎn)位置，而進(jìn)行回參考點(diǎn)操作時(shí)，這時(shí)Ｉ32.2初始信號(hào)是零，ＣＮＣ檢測到這種狀態(tài)后，發(fā)出向回參考點(diǎn)方向相反的方向運(yùn)動(dòng)指令，在零點(diǎn)開關(guān)被釋放，即Ｉ32.2為１后，Ｘ軸制動(dòng)后改變方向，以回參考點(diǎn)速度向參考點(diǎn)移動(dòng)，進(jìn)行上述回參考點(diǎn)的過程�！�

　　根據(jù)故障現(xiàn)象，懷疑零點(diǎn)開關(guān)被壓下后，雖然Ｘ軸已經(jīng)離開參考點(diǎn)，但開關(guān)不?能復(fù)位。用ＰＬＣ診斷檢查確認(rèn)判斷正確�！�

　　 詢問操作人員，機(jī)床開機(jī)時(shí)各軸都在中間位置，排除了因在參考點(diǎn)位置停機(jī)減速，擋塊持續(xù)壓著零點(diǎn)開關(guān)，導(dǎo)致開關(guān)彈簧疲勞失效的故障原因。也說明該減速開關(guān)在關(guān)機(jī)前已經(jīng)失效了。

　　 仔細(xì)觀察加工過程，發(fā)現(xiàn)每一加工循環(huán)結(jié)束后，加工中心都停止在參考點(diǎn)位置上。這大大增加了零點(diǎn)開關(guān)失效的可能性，增加了故障幾率。這可能是本次故障的真正原因�！�

　　由于采用ＣＡＭ軟件編程生成的ＮＣ代碼，在程序的結(jié)束（Ｍ３０）前，大多為Ｇ２８回參考點(diǎn)格式，故建議數(shù)控編程人員在編制零件加工程序時(shí)，在程序結(jié)束（Ｍ３０）前，加入回各軸中間點(diǎn)的Ｇ代碼指令，并去掉Ｇ２８指令，以減少該類故障的發(fā)生。

　　 例２，ＸＨ７１３／４加工中心回參考點(diǎn)出現(xiàn)超程報(bào)警。該加工中心配用ＦＡＮＵＣ－ＯＭＤ控制系統(tǒng)，采用半閉環(huán)控制方式，使用增量脈沖編碼器作為檢測反饋元件，回參考點(diǎn)采用擋塊壓零點(diǎn)開關(guān)，減速前行，脫離零點(diǎn)開關(guān)，開始尋找零點(diǎn)的方式。因ＣＮＣ的后備電池失效，造成參數(shù)丟失。用計(jì)算機(jī)將備份參數(shù)重新裝入后，再回參考點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)各軸在行程范圍中間位置處發(fā)生軟限位超程報(bào)警，此時(shí)用手動(dòng)方式移動(dòng)各軸，既使其機(jī)械位置在行程范圍中間，ＣＲＴ也顯示各軸位置坐標(biāo)軟限位超程報(bào)警�！　�

　　這是因?yàn)楹髠潆姵厥�效后，重裝電池開機(jī)時(shí)ＣＮＣ把此時(shí)的機(jī)械位置認(rèn)作回參考點(diǎn)位置。

[$page]　　解決的辦法是應(yīng)先將各個(gè)軸正向軟限位值設(shè)成最大值，再作三軸回參考點(diǎn)，建立正確的機(jī)床零點(diǎn)，再將三軸軟限位改為原值。

　　具體步驟如下：1，在ＯＦＦＳＥＴ菜單下，設(shè)置ＰＷＥ＝１。2，將ＣＮＣ參數(shù)ＮＯ．７００、７０２、７０４（Ｘ、Ｙ、Ｚ）三軸分別設(shè)為最大值。3，將ＸＹＺ手動(dòng)移開機(jī)械原點(diǎn)一定距離。4，在參考點(diǎn)回零模式，各軸手動(dòng)回參考點(diǎn)。5，仔細(xì)觀察各軸是否在回參考點(diǎn)位置上，特別是與ＡＴＣ有關(guān)的Ｚ軸。若位置不準(zhǔn)確，重復(fù)3至4步直至準(zhǔn)確。6，將第二步中改過的參數(shù)重新再改回來。7，將ＰＷＥ重新設(shè)置為零。這樣，回參考點(diǎn)出現(xiàn)超程報(bào)警的問題就解決了。

　　例３，Ｖ５６０加工中心在使用過程中Ｚ軸回參考點(diǎn)出現(xiàn)軟限位超程報(bào)警。該加工中心配用ＦＡＮＵＣ－ＯＩＭＡ控制系統(tǒng)，，采用半閉環(huán)控制方式，回參考點(diǎn)采用擋塊壓零點(diǎn)開關(guān)，減速前行，脫離零點(diǎn)開關(guān)，開始尋找零點(diǎn)的方式。

　　觀察ＣＲＴ上Ｚ軸顯示６．０１，系軟限位超程．經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn)，該報(bào)警出現(xiàn)時(shí)，手動(dòng)回參考點(diǎn)的過程還未完成．??? 在手動(dòng)回參考點(diǎn)時(shí)觀察減速開關(guān)輸入ＰＭＣ信號(hào)ＤＧＮＸ９．３變化正常，說明減