数控机床回参考点的故障分析与排除

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1、数控机床回参考点的故障分析与排除1、概述数控机床回参考点时根据检测元件的不同分绝对脉冲编码器方式和增量脉冲编码器方式两种，使用绝对脉冲编码器作为反馈元件的系统，在机床安装调试后，正常使用过程中，只要绝对脉冲编码器的后备电池有效，此后的每次开机，都不必再进行回参考点操作。而使用增量脉冲编码器的系统中，机床每次开机后都必须首先进行回参考点操作，以确定机床的坐标原点，寻找参考点主要与零点开关、编码器或光栅尺的零点脉冲有关，一般有两种方式。1）轴向预定点方向快速运动，挡块压下零点开关后减速向前继续运动，直到挡块脱离零点开关后，数控系统开始寻找零点，当接收到第一个零点脉冲时，便以确

2、定参考点位置。配FANUC系统和北京KND系统的机床目前一般采用此种回零方式。2）轴快速按预定方向运动，挡块压向零点开关后，反向减速运动，当又脱离零点开关时，轴再改变方向，向参考点方向移动，当挡块再次压下零点开关时，数控系统开始寻找零点，当接收到第一个零点脉冲，便以确定参考点位置。配SIEMENS、美国AB系统及华中系统的机床一般采用这种回零方式。采用何种方式或如何运动，系统都是通过PLC的程序编制和数控系统的机床参数设定决定的，轴的运动速度也是在机床参数中设定的，数控机床回参考点的过程是PLC系统与数控系统配合完成的，由数控系统给出回零命令，然后轴按预定方向运动，压向零

3、点开关（或脱离零点开关）后，PLC向数控系统发出减速信号，数控系统按预定方向减速运动，由测量系统接收零点脉冲，收到第一个脉冲后，设计坐标值。所有的轴都找到参考点后，回参考点的过程结束。数控机床回不了参考点的故障常见一般有以下几种情况：一是零点开关出现问题；二是编码器出现问题；三是系统测量板出现问题；四是零点开关与硬（软）限位置太近；五是系统参数丢失等等。下面以本人在工作中遇到的几个实例介绍维修的过程。2、维修实例例1）XH714加工中心开机回参考点，X轴向回参考的相反方向移动。该机配SIEMENS810D数控系统，采用半闭环控制方式，使用增量脉冲编码器作为检测反馈元件。分

4、析：机床开机X轴回参考点的动作过程为：回参考点轴先以快速移动，当零点开关被挡块压下时，PLC输入点I32.2信号由1变为0，CNC接收到该跳变信号后输出减速指令，使X轴制动后并以低速向反方向移动，当挡块释放零点开关时，I32.2信号由0跳变为1，X轴制动后改变方向，以回参考点速度向参考点移动，当零点开关再次被挡块压下时，I32.2信号由1变为0，此时起，CNC接受到的增量脉冲编码器发出的零位标志脉冲I0时，X轴再继续运行到参数设定的距离后停止，参考点确立，回参考点的过程结束。这种回参考点方式可以避免在参考点位置回参考点这种不正常操作对加工中心造成的危害。当加工中心X轴本已

5、在参考点位置，而进行回参考点操作时，这时I32.2初始信号是零，CNC检测到这种状态后，发出向回参考点方向相反的方向运动指令，在零点开关被释放，即I32.2为1后，X轴制动后改变方向，以回参考点速度向参考点移动，进行上述回参考点的过程。根据故障现象，怀疑零点开关被压下后，虽然X轴已经离开参考点，但开关不能复位。用PLC诊断检查确认判断正确。询问操作人员，机床开机时各轴都在中间位置，排除了因在参考点位置停机减速，挡块持续压着零点开关，导致开关弹簧疲劳失效的故障原因。也说明该减速开关在关机前已经失效了。仔细观察加工过程，发现每一加工循环结束后，加工中心都停止在参考点位置上。这

6、大大增加了零点开关失效的可能性，增加了故障几率。这可能是本次故障的真正原因。由于采用CAM软件编程生成的NC代码，在程序的结束（M30）前，大多为G28回参考点格式，故建议数控编程人员在编制零件加工程序时，在程序结束（M30）前，加入回各轴中间点的G代码指令，并去掉G28指令，以减少该类故障的发生。例2）XH713/4加工中心回参考点出现超程报警。该加工中心配用FANUC-OMD控制系统，采用半闭环控制方式，使用增量脉冲编码器作为检测反馈元件，回参考点采用挡块压零点开关，减速前行，脱离零点开关，开始寻找零点的方式。因CNC的后备电池失效，造成参数丢失。用计算机将备份参数重

7、新装入后，再回参考点时出现各轴在行程范围中间位置处发生软限位超程报警，此时用手动方式移动各轴，既使其机械位置在行程范围中间，CRT也显示各轴位置坐标软限位超程报警。这是因为后备电池失效后，重装电池开机时CNC把此时的机械位置认作回参考点位置。解决的办法是应先将各个轴正向软限位值设成最大值，再作三轴回参考点，建立正确的机床零点，仍后再将三轴软限位改为原值。具体步骤如下：1）在OFFSET菜单下，设置PWE=1。2）将CNC参数NO.700、702、704（X、Y、Z）三轴分别设为最大值。3）将XYZ手动移开机械原点一定距离。4）