【編者按】隨著數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用以及其所顯示出的高效率高效益,使得它已成為機(jī)械制造行業(yè)技術(shù)進(jìn)步與技術(shù)革新的主力軍括蝠。但是, 由于數(shù)控設(shè)備是技術(shù)密集型和知識(shí)密集型機(jī)電一體化產(chǎn)品, 因此故障種類多且維修難度大来候。其中, 對(duì)于數(shù)控機(jī)床是否回參考點(diǎn)及其故障的診斷, 將會(huì)直接影響機(jī)床的正常工作及零件的加工質(zhì)量缸托。因此, 有必要對(duì)數(shù)控機(jī)床有關(guān)回參考點(diǎn)的問(wèn)題進(jìn)行研究與總結(jié), 從而實(shí)現(xiàn)快速有效的排除此故障左敌。

　　回參考點(diǎn)作為數(shù)控機(jī)床的主要功能之一, 又名原點(diǎn)或零點(diǎn), 是機(jī)床的機(jī)械原點(diǎn)和電氣原點(diǎn)相重合的點(diǎn), 是原點(diǎn)復(fù)歸后機(jī)械上固定的點(diǎn)。參考點(diǎn)作為工件坐標(biāo)系的原始參照系, 機(jī)床參考點(diǎn)確定后, 各工件坐標(biāo)系隨之建立俐镐。所謂機(jī)械原點(diǎn), 是基本機(jī)械坐標(biāo)的基準(zhǔn)點(diǎn), 機(jī)械零部件一旦裝夾完畢, 機(jī)械原點(diǎn)隨即確立母谎。所謂電氣原點(diǎn), 是由機(jī)床所使用的檢測(cè)反饋元件所發(fā)出的柵點(diǎn)形式零標(biāo)志信號(hào)確立的參考點(diǎn)。為了使電氣原點(diǎn)和機(jī)械原點(diǎn)重合, 必須將電氣原點(diǎn)到機(jī)械原點(diǎn)的距離用一個(gè)設(shè)置原點(diǎn)偏移量的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置, 這個(gè)重合點(diǎn)就是機(jī)床原點(diǎn), 它是由機(jī)械進(jìn)行粗定位和電氣進(jìn)行精定位來(lái)完成的京革。在使用數(shù)控加工中心的過(guò)程中,機(jī)床手動(dòng)或者說(shuō)自動(dòng)回參考點(diǎn)的操作是經(jīng)常進(jìn)行的動(dòng)作奇唤。不管機(jī)床檢測(cè)反饋元件是配用增量式脈沖編碼器還是絕對(duì)式脈沖編碼器, 在某些情況下, 如進(jìn)行ATC 或APC過(guò)程中, 機(jī)床某一軸或部分軸都要先回參考原點(diǎn)。（參閱數(shù)控機(jī)床加工的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)解讀 ）

　　回參考點(diǎn)的方式因數(shù)控系統(tǒng)類型和機(jī)床廠家而異贪挽。按檢測(cè)元件檢測(cè)原點(diǎn)信號(hào)方式的不同, 返回機(jī)床參考點(diǎn)的方法一般有兩種场陪。一種為柵格法, 另一種為磁開(kāi)關(guān)法。采用柵格法返回參考點(diǎn)時(shí), 可通過(guò)移動(dòng)?xùn)鸥駚?lái)調(diào)整參考點(diǎn)位置泵易。位置檢測(cè)裝置隨伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生柵格信號(hào), 當(dāng)減速撞塊壓下減速開(kāi)關(guān), 伺服電機(jī)減速并以一恒速繼續(xù)運(yùn)行, 當(dāng)減速開(kāi)關(guān)釋放,數(shù)控系統(tǒng)檢測(cè)到的第一個(gè)柵點(diǎn)或零標(biāo)志位信號(hào)即為原點(diǎn), 伺服電機(jī)停轉(zhuǎn)干蒸。該方法的特點(diǎn)是機(jī)床如果接近原點(diǎn)的速度小于某一固定值， 則數(shù)控機(jī)床總是停止于同一點(diǎn),即機(jī)床原點(diǎn)的保持性好碴厂。當(dāng)采用磁性開(kāi)關(guān)方式時(shí), 可通過(guò)移動(dòng)接近開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)整其參考點(diǎn)位置讥蚯。當(dāng)磁感應(yīng)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)或接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到原點(diǎn)信號(hào)后, 伺服電機(jī)立即停止, 該停止點(diǎn)被作原點(diǎn)。該方法的特點(diǎn)是軟件及硬件簡(jiǎn)單, 但原點(diǎn)位置隨著伺服電機(jī)速度的變化而成比例地漂移即原點(diǎn)不確定」蔚粒現(xiàn)在幾乎大多數(shù)的機(jī)床都采用柵格法犬耀。

　　當(dāng)前大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床普遍采用的是半閉環(huán)系統(tǒng), 也就是采用光電編碼器檢測(cè)轉(zhuǎn)的角度來(lái)決定進(jìn)給軸的距離, 而這種光電編碼器, 多半是采用增量式光電編碼器。這種編碼器只能測(cè)出增量值, 也就是每次啟動(dòng)要回到基準(zhǔn)點(diǎn), 然后從這里算起, 來(lái)記錄增量值书县，而絕對(duì)編碼器就不用每次啟動(dòng)必須回基準(zhǔn)點(diǎn),它在什么位置, 就可以通過(guò)它的脈沖編碼器讀出來(lái)把鹊。

　　采用增量式檢測(cè)裝置的數(shù)控機(jī)床開(kāi)機(jī)后手動(dòng)回零點(diǎn)的動(dòng)作過(guò)程一般有以下四種方式：

　　方式一, 回參考點(diǎn)前, 先用手動(dòng)方式快速移到參考點(diǎn)附近, 然后啟動(dòng)回參考點(diǎn)操作, 軸便以一定速度慢速向參考點(diǎn)移動(dòng)。碰到參考點(diǎn)開(kāi)關(guān)后, 系統(tǒng)開(kāi)始尋找位置檢測(cè)裝置上的零標(biāo)志叉屠。當(dāng)?shù)竭_(dá)零標(biāo)志時(shí), 發(fā)出與零標(biāo)志脈沖相對(duì)應(yīng)的柵格信號(hào), 軸即在此信號(hào)作用下速度制動(dòng)到零伏尼，然后再前移參考點(diǎn)偏移量而停止,所停位置即為參考點(diǎn)。

　　方式二, 回參考點(diǎn)時(shí), 軸快速向參考點(diǎn)移動(dòng), 碰到參考點(diǎn)開(kāi)關(guān)后, 在減速信號(hào)的控制下, 減速恒速并繼續(xù)移動(dòng), 脫開(kāi)擋塊后, 再找零標(biāo)志尉尾。當(dāng)軸到達(dá)測(cè)量系統(tǒng)零標(biāo)志發(fā)出柵格信號(hào)時(shí), 軸即制動(dòng)到速度為零, 然后再向前移動(dòng)參考點(diǎn)偏移量而停止于參考點(diǎn)爆阶。

　　方式三, 回參考點(diǎn)時(shí), 軸快速向參考點(diǎn)移動(dòng), 碰到參考點(diǎn)開(kāi)關(guān)后速度制動(dòng)到零, 然后反向慢速移動(dòng), 到達(dá)測(cè)量系統(tǒng)零標(biāo)志產(chǎn)生柵格信號(hào)時(shí), 軸即制動(dòng)到速度為零, 再向前移參考點(diǎn)偏移量而停止于參考點(diǎn)。

　　方式四, 回參考點(diǎn)時(shí), 軸先向參考點(diǎn)快速移動(dòng), 碰到參考點(diǎn)開(kāi)關(guān)后制動(dòng)到速度為零, 再反向微動(dòng)直至脫離參考點(diǎn)開(kāi)關(guān), 然后又沿原方向微動(dòng)撞上參考點(diǎn)開(kāi)關(guān), 并且以慢速前移, 到達(dá)測(cè)量系統(tǒng)零標(biāo)志產(chǎn)生柵格信號(hào)時(shí), 軸即制動(dòng)到速度為零, 再前移參考點(diǎn)偏移量而停止于參考點(diǎn)沙咏。

　　回參考點(diǎn)操作產(chǎn)生故障時(shí), 出現(xiàn)找不到參考點(diǎn)或找不準(zhǔn)參考點(diǎn)即不執(zhí)行回參考點(diǎn)操作的問(wèn)題辨图。當(dāng)數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí), 先要弄清機(jī)床回參考點(diǎn)的方式, 再對(duì)照故障現(xiàn)象來(lái)分析, 可由簡(jiǎn)單到復(fù)雜, 由外到內(nèi)的檢查。先檢查原點(diǎn)減速撞塊是否松動(dòng), 減速開(kāi)關(guān)固定是否牢固, 開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)是否損壞, 是否有互鎖點(diǎn)不到位可用系統(tǒng)?1) 接口珊狀態(tài)指示直接觀察開(kāi)關(guān)信號(hào)的有無(wú)2 其次檢測(cè)機(jī)械相對(duì)位置的漂移量, 檢查有關(guān)回零的參數(shù)設(shè)置是否合適, 最后檢測(cè)編碼器零標(biāo)志脈沖信號(hào)及編碼器連接線芭碍。

　　下面根據(jù)幾例有關(guān)回參考點(diǎn)的故障實(shí)例來(lái)具體分析回參考點(diǎn)的診斷方法：

　　實(shí)例一, 臺(tái)灣V85A立式加工中心5 軸回參考點(diǎn)操作后, 所停位置比參考點(diǎn)位置超前約一個(gè)絲杠螺距, 且換刀時(shí)出現(xiàn)撞刀無(wú)報(bào)警徒役。根據(jù)現(xiàn)象分析, 回參考點(diǎn)的動(dòng)作過(guò)程是正常的, 但換刀時(shí)主軸撞刀干涉說(shuō)明主軸換刀點(diǎn)不對(duì), 機(jī)床換刀點(diǎn)由機(jī)床的第二參考點(diǎn)設(shè)定,而第二參考點(diǎn)是由機(jī)床第一參考點(diǎn)原點(diǎn)確定的孽尽。判斷參考原點(diǎn)的位置有誤, 檢測(cè)發(fā)現(xiàn)Z軸回零擋塊松動(dòng)下移, 調(diào)整并固定擋塊后故障排除。原因分析, 由于擋塊下移距參考點(diǎn)太近, 使得軸碰上該擋塊時(shí), 剛錯(cuò)過(guò)脈沖編碼器上的零標(biāo)志, 只能等待脈沖編碼器再轉(zhuǎn)過(guò)近一周后, 測(cè)量系統(tǒng)才能找到零標(biāo)志, 故參考點(diǎn)位置相差約一個(gè)絲杠螺距, 換刀點(diǎn)隨之改變?cè)斐勺驳丁?/p>

　　實(shí)例二, 臺(tái)灣V-16 數(shù)控車(chē)床5 軸不執(zhí)行回參考點(diǎn)忧勿。檢查開(kāi)關(guān)杉女、按鈕及擋塊都完好,參數(shù)設(shè)置都正確。調(diào)出CNC系統(tǒng)PLC梯形邏輯圖分析發(fā)現(xiàn)回零操作只有在X20.1常開(kāi)點(diǎn)閉合時(shí)才執(zhí)行, 查電路圖X20.1為尾座帶動(dòng)銷(xiāo)回退位檢測(cè)開(kāi)關(guān)鸳吸。檢查發(fā)現(xiàn)檢測(cè)開(kāi)關(guān)松動(dòng)觸動(dòng)點(diǎn)不動(dòng)作, 調(diào)整恢復(fù)后故障消除熏挎。原因分析, 該車(chē)床尾座本體移動(dòng)依靠刀塔下方的凹槽與尾座上帶動(dòng)銷(xiāo)伸出配合后以5 軸伺服電機(jī)帶動(dòng), 當(dāng)帶動(dòng)銷(xiāo)回退位檢測(cè)開(kāi)關(guān)失靈后機(jī)床一直檢測(cè)帶動(dòng)銷(xiāo)伸出帶尾座本身, 出于對(duì)機(jī)床的保護(hù)在這種狀態(tài)下互鎖不執(zhí)行Z軸回零操作。

　　實(shí)例三, 一臺(tái)CK7832數(shù)控車(chē)床Z軸加工尺寸不穩(wěn)定晌砾。使用百分表在Z軸上檢查, 發(fā)現(xiàn)Z軸反向時(shí)誤差偏移2mm左右, 始終朝一方向移動(dòng)時(shí)正常障昆。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)Z 軸外置編碼器與絲杠聯(lián)接器彈片松動(dòng), 調(diào)整、緊固后故障排除(像這種故障現(xiàn)象也有可能是伺服電機(jī)與絲杠聯(lián)軸器松動(dòng)或絲杠支撐端鎖母松動(dòng)引起)

　　實(shí)例四, 一臺(tái)日本wt-250車(chē)削中心, 配FANUC18I系統(tǒng), 使用絕對(duì)編碼器衫荒。長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)后開(kāi)機(jī)X軸參考點(diǎn)丟失, 需重新設(shè)定參考點(diǎn), 查手冊(cè)X軸的參考點(diǎn)位置在刀塔裝刀主端面距主軸中心線427.3mm的位置盲陨。將刀塔移動(dòng)427.3mm位置, 重新設(shè)置參考點(diǎn)記憶參數(shù)NO.1815.4調(diào)整參考點(diǎn)偏移參數(shù)NO.1850恢復(fù)正常, 當(dāng)使用絕對(duì)碼器的數(shù)控機(jī)床的記憶電池失效或需要重新調(diào)整設(shè)置參考點(diǎn)時(shí), 有的機(jī)床廠家(如日本西鐵城)設(shè)置專門(mén)的恢復(fù)參考點(diǎn)操作界面, 按步驟操作就能恢復(fù)。有的機(jī)床無(wú)此功能需要重新設(shè)定調(diào)整參考點(diǎn)液啃。當(dāng)遇到此情況時(shí)首先要弄清兩基準(zhǔn)面, 再測(cè)量調(diào)整設(shè)定有關(guān)系統(tǒng)參數(shù)岂便。有的機(jī)床刀塔刀位也用絕對(duì)編碼器定位, 也可通過(guò)設(shè)置相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整刀塔刀位偏差。

　　綜上所述, 只要弄清回參考點(diǎn)的原理墨仰、方式及檢測(cè)方式再結(jié)合具體故障現(xiàn)象, 仔細(xì)分析, 沿用上述思路, 將能較快地診斷及排除回參考點(diǎn)故障, 保障設(shè)備的正常工作深刁。

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