淺談數(shù)控機(jī)床返回參考點(diǎn)故障診斷

朱道景

摘要：數(shù)控機(jī)床已廣泛應(yīng)用于制造領(lǐng)域，而在使用的過程中，維修就不可避免了。我們在對設(shè)備進(jìn)行使用和維修的過程中，返回參考點(diǎn)（通常所說的“回零”）的故障是經(jīng)常出現(xiàn)的故障之一。返回參考點(diǎn)的作用是消除數(shù)控系統(tǒng)（CNC）的軟件記憶位置與設(shè)備的機(jī)械位置不一致（類似標(biāo)定），所以數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行前必須進(jìn)行返回參考點(diǎn)。在調(diào)試時(shí)，要初次設(shè)置參考點(diǎn)，文章主要介紹數(shù)控機(jī)床返回參考點(diǎn)的原理，簡單地編制了數(shù)控機(jī)床返回參考點(diǎn)的故障分析與診斷過程和故障實(shí)例。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；參考點(diǎn)；故障診斷；數(shù)控系統(tǒng)；指令倍率比；檢測倍率比

中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）33-0175-02

1 為什么要返回參考點(diǎn)

在數(shù)控機(jī)床上，各坐標(biāo)軸的方向是定義好的，所以一旦機(jī)床原點(diǎn)（又叫機(jī)械原點(diǎn)）確定，機(jī)床坐標(biāo)系也就確定了。機(jī)床原點(diǎn)往往是由機(jī)床廠家在設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)就確定了，用戶一般不得隨意更改，但這只是相對機(jī)械意義上而言的，計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)并不能識別，也就是說數(shù)控系統(tǒng)并不知道以哪一點(diǎn)作為基準(zhǔn)對機(jī)床工作臺的位置進(jìn)行跟蹤、顯示等。為了讓系統(tǒng)識別機(jī)床原點(diǎn)，以建立機(jī)床坐標(biāo)系，就需要執(zhí)行返回參考點(diǎn)的操作。如圖1所示機(jī)械原點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)之間的關(guān)系。

2 返回參考點(diǎn)方法的原理

返回參考點(diǎn)的方法一般有四種：柵格法、手動輸入法、雙MARK法、扭矩法。其中柵格法適用范圍最廣，既適用于半閉環(huán)系統(tǒng)，也適用于全閉環(huán)系統(tǒng)；既適用于增量型位置反饋元件，也適用于絕對型位置反饋元件。

3 返回參考點(diǎn)的故障分析與診斷

當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)返回參考點(diǎn)故障時(shí)，應(yīng)先由簡單再到復(fù)雜，進(jìn)行全面檢查，綜合分析。先檢查原點(diǎn)減速擋塊是否松動、減速開關(guān)固定是否牢固、開關(guān)是否損壞，若無問題，應(yīng)檢查機(jī)械相對位置的漂移量、檢查減速開關(guān)位置與原點(diǎn)之間的位置關(guān)系，然后檢查伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)的運(yùn)動量、指令倍率比（CMR）及檢測倍乘比（DMR），再檢查返回原點(diǎn)快速進(jìn)給速度的參數(shù)設(shè)置及接近原點(diǎn)的減速速度的參數(shù)設(shè)置。數(shù)控機(jī)床返回參考點(diǎn)不穩(wěn)定，不但會直接影響零件加工精度，對于加工中心機(jī)床，還會影響到自動換刀。

數(shù)控機(jī)床返回參考點(diǎn)出現(xiàn)的故障大多出現(xiàn)在機(jī)床側(cè)，以硬件故障居多，但隨著機(jī)床元器件的老化，軟故障也時(shí)而發(fā)生，筆者介紹幾種曾經(jīng)遇到過的數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)故障及其對策。如圖3所示。

4 故障排除實(shí)例

【實(shí)例1】一臺數(shù)控銑床X軸返回參考點(diǎn)時(shí)報(bào)警X軸正向硬件超程。

故障現(xiàn)象：X軸返參時(shí)以返回參考點(diǎn)速度向參考點(diǎn)接近，但找不到參考點(diǎn)，而是一直以這一速度向前移動，直到碰到正向行程限位開關(guān)后緊急停止。故障檢查與分析：從故障現(xiàn)象可得知，返參時(shí)有快速移動的V1速度，沒有尋找參考點(diǎn)零標(biāo)志的慢速V2，參考點(diǎn)減速開關(guān)沒發(fā)出減速信號，檢查發(fā)現(xiàn)參考點(diǎn)減速開關(guān)失效，觸點(diǎn)銹蝕粘連。

故障處理：更換新的參考點(diǎn)減速開關(guān)后故障

排除。

【實(shí)例2】某機(jī)床在回零時(shí)，Y軸回零不成功，報(bào)超程錯(cuò)誤。

故障分析：首先觀察軸回零的狀態(tài)，選擇回零方式，讓X軸先回零，結(jié)果能夠正確回零，再選擇Y軸回零，觀察到Y(jié)軸在回零的時(shí)候，壓到減速開關(guān)后Y軸并不進(jìn)行減速動作，而是越過減速開關(guān)，直至壓到限位開關(guān)機(jī)床超程，直接將限位開關(guān)按下后，觀察機(jī)床PLC的輸入狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)Y軸的減速信號并沒有到達(dá)系統(tǒng)，可以初步判斷有可能是機(jī)床的減速開關(guān)或者是時(shí)Y軸的回零輸入線路出現(xiàn)了問題，然后用萬用表進(jìn)行逐步測量，最終確定為減速開關(guān)的焊接點(diǎn)出現(xiàn)了脫落。

解決辦法：用烙鐵將脫落的線頭焊接好，故障即可以排除。

5 結(jié)語

數(shù)控機(jī)床不能正確返回參考點(diǎn)是數(shù)控機(jī)床常見的故障之一，本文介紹了數(shù)控機(jī)床返回參考點(diǎn)原理，根據(jù)數(shù)控機(jī)床返回參考點(diǎn)常見故障，系統(tǒng)性地編制了返回參考點(diǎn)的故障分析與診斷流程圖，并舉例說明，對數(shù)控機(jī)床故障維修初學(xué)者具有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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[J] 裝備制造技術(shù)，2007，（4）.

（責(zé)任編輯：葉小堅(jiān)）