数控机床返回参考点的控制方式及常见故障检修

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1、数控机床返回参考点的控制方式及常见故障检修曲海波(威海职业技术学院，264210）摘要：数控机床每次启动后要进行返回参考点的操作，机床能否准确回归参考点,将影响机床的加工精度,本文阐述了当前数控机床常见返回参考点的控制方式并结合维修实例对机床回参考点过程中的常见故障进行了分析、总结。关键词：参考点；回零；控制方式；故障检修中图分类号：TG659文献标识码：B文章编号：1004-0420(2009)03-0021-040引言数控机床的原点是数控机床厂家设定在机床上的一个固定点，作为机床调整的基准点。数控机床参考点也是数控厂家设定的(一般是机床各坐标轴的正极限位置)，通过机

2、床正确返回参考点，CNC系统才能确定机床的原点位置。数控机床位置检测装置如果采用绝对编码器时，由于系统断电后位置检测装置靠电池来维持坐标值实际位置的记忆，所以机床开机时，不需要进行返回参考点操作。目前，大多数数控机床采用增量编码器作为位置检测装置，系统断电后，工件坐标系的坐标值就失去记忆，机械坐标值尽管靠电池维持坐标值的记忆，但只是记忆机床断电前的坐标值而不是机床的实际位置，所以机床每次起动后要进行返回参考点操作，也称回零操作。这样可使系统通过参考点来确定机床的原点位置，以正确建立机床坐标系。同时可以消除丝杠间隙的累计误差及丝杠螺距误差补偿对加工的影响。另外机床在按下急

3、停开关后以及机床出现故障并修复后都需要进行一次返回参考点的操作。回零操作是数控机床的重要工作方式之一，但由于操作频繁,通常在这个过程中常会遇到各种问题,从而影响机床的正常使用及零件加工精度。因此,弄清数控机床返回参考点的控制方式及工作原理，掌握常见故障的分析与诊断方法是非常必要的。1数控机床返回参考点的控制方式回参考点的方式因数控系统类型和机床生产厂家而异，目前，采用脉冲编码器或光栅尺作为位置检测的数控机床多采用栅格法来确定机床的参考点。脉冲编码器或光栅尺均会产生零标志信号，脉冲编码器的零标志信号又称一转信号。每产生一个零标志信号相对于坐标轴移动一个螺距，将该距离按一定

4、等分数分割得到的数据即为栅格间距，其大小由参数确定。当伺服电动机(带脉冲编码器)与滚珠丝杠采用1∶1直联时，一般设定栅格间距为丝杠螺距，光栅尺的栅格间距为光栅尺上两个零标志之间的距离。采用这种增量式检测装置的数控机床常有以下几种回参考点的控制方式。1.1回参考点的Z脉冲控制方式回参考点时，轴先以速度V1向参考点快速移动，碰到参考点开关后，在减速信号的控制下，减速到速度V2并继续前移，脱开挡块后，再找零标志。当轴到达测量系统零标志发出栅格信号时，轴即制动到速度为零，然后再以V2速度前移参考点偏移量而停止于参考点。(见图1)图1Z脉冲控制方式运行图1.2回参考点的“+-”控

5、制方式回参考点时，轴先以速度V1快速向参考点移动，碰到参考点开关后速度制动到零，然后反向以速度V2慢速移动，到达测量系统零标志产生栅格信号时，轴即制动到速度为零，再前移参考点偏移量而停止于参考点(见图2)。图2“+-”控制方式运行图1.3回参考点的“+-+”控制方式回参考点时，轴先以速度V1向参考点快速移动，碰到参考点开关后制动到速度为零，再反向微动直至脱离参考点开关，然后又沿原方向微动撞上参考点开关，并且以速度V2慢速前移，到达测量系统零标志产生栅格信号时，轴即制动到速度为零，再前移参考点偏移量而停止于参考点(见图3)。图3“+-+”控制方式运行图2数控机床返回参考点

6、的控制原理及调整方法下面以SSCK-20数控车床(系统为FANUC-OTD)为例，说明数控机床返回参考点的控制原理及调整方法。2.1返回参考点建立机床坐标系的过程该过程如图4所示。系统在返回参考点状态(REF)下，按下各轴点动按钮(+J)，机床以快移速度向机床参考点方向移动，当减速开关(*DEC)碰到减速挡块时，系统开始减速，以低速向参考点方向移动。当减速开关离开减速挡块时，系统开始找栅格信号(编码器一转信号)，系统接收到一转信号后，以低速移动一个栅格偏移量(如果系统参数设定栅格偏移量)，准确停在机床的参考点上。V1速度由系统参数518(X轴)、519(Z轴)决定，设定

7、范围为30～24000mm/min，本机床分别设定为4000mm/min和6000ram/rain。V2速度由系统参数534(所有轴)决定，设定范围为6～15000ram/rain，本机床设定为200mm/min。栅格偏移量根据机床实际调整由系统参数508(X轴)、509(Z轴)确定。图4SSCK-20数控车床返回参考点控制原理图2.2数控机床返回参考点的PMC控制PMC控制图如图5所示。X轴外部减速开关地址为X16．5，Z轴外部减速开关地址为X17．5(FANUC．OTD系统专用输入地址)。图中，X20．6、X20．7、X21．0、X2