淺析數控設備回參考點過程及常見故障

陳天昱（齊齊哈爾醫學院教學實驗設備管理中心，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

淺析數控設備回參考點過程及常見故障

陳天昱
（齊齊哈爾醫學院教學實驗設備管理中心，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

摘 要：回參考點操作是數控設備在加工之前需要執行的一種特殊操作。本文以西門子數控系統為例，闡述了數控設備回參考點的過程，并結合工作中的幾個維修實例分析了故障的原因及處理方法。

關鍵詞：數控設備；回參考點；過程；常見故障

一、為什么要回參考點

數控設備一般分為三大模塊，一是數控系統（軟件），二是機身本體（硬件），三是被加工目標（浮動件）。它們分別有三個坐標系，即程序坐標系、機械坐標系和工件坐標系。三者需要結合起來才能進行正確的加工。其中機械坐標系是由設備本身來建立的。建立的方法需要借助參考點與機械坐標的關系，因此找參考點的過程就是建立機械坐標系的過程，找到了參考點就相當于把機身本體和數控系統聯系到了一起。之后再通過對刀和加零偏等過程又把機械坐標系和工件坐標系聯系在一起，這時設備就可以正確的運行了。

二、回參考點原理及過程

1 回參考點的原理

由于位置檢測系統種類的不同，回參考點的方式也不相同。常見的檢測系統有相對位置檢測系統和絕對位置檢測系統。

相對位置檢測系統由于在關機后位置數據丟失，所以在設備每次開機后都要先回零點，對坐標進行校準才可以投入運行，一般使用擋塊式回零。帶距離碼的相對位置檢測系統也可不用擋塊式的回歸方式，因此不必返回一個固定的參考點。

絕對位置檢測系統在電源切斷時也能檢測機械的移動量并進行數據核對，所以每次開機后不需要進行原點回歸。當更換絕對位置檢測器或絕對位置丟失時，應重新設定參考點，絕對位置檢測系統一般使用無擋塊式零點回歸。

2 回參考點過程

2.1 增量式

以西門子系統802D、810D、840D為例：

（1）運行過程。操作面板選擇回參考點方式并按下設定好的回歸參考點方向鍵

回歸軸以Vc速度快速向參考點檔塊位置移動

當回零開關撞上擋塊后，開始按照MD34050設定方向并以Vm速度移動，

尋找到第一個零脈沖時，再以Vp速度移動Rv參考點偏移距離后停止，就把這個點作為參考點。

（2）相關參數：使用參考點減速開關34000=1；返回參考點方向MD34010；尋找參考點開關速度（Vc）MD34020；尋找零脈沖速度（Vm）MD34040；尋找零脈沖方向MD34050；定位速度（Vp） MD34070；參考點偏移（Rv）MD34080；參考點設定位置（Rk）MD34100。

帶距離編碼參考點標志的線性測量系統，回參考點時不必返回一個固定的機械參考點，且正負方向均可實現手動回零操作。只要機械軸移動超過兩個參考點距離就能得到該軸的絕對位置。相關參數：

34000=0（不用返回參考點減速開關信號）；34060設為返回參考點最大移動距離=兩倍直線光柵尺標準參考點標志柵格間距；34090返回參考點偏移值；34200=3（選擇距離編碼光柵尺）；34300直線光柵尺標準參考點標志柵格間距；34310光柵尺信號節距。

如海德漢LB382C光柵尺參數：34300= 40mm；34060=80mm。

2.2 絕對式

以西門子系統802D、810D、840D為例：

（1）調試過程。（a）設置參數：MD34200=0 絕對編碼器位置設定； MD34210=0 絕對編碼器初始狀態； （b）選擇“手動”模式，將控制軸移動到參考點附近；（c）輸入參數：MD34100，機械坐標位置；（d）激活絕對編碼器的調整功能：MD34210＝1.絕對編碼器調整狀態；（e）按復位鍵，使參數生效；（f）回歸參考點；（g）機身不移動，系統自動設置參數：34090 參考點偏移量；34210=2絕對編碼器設定完畢狀態，屏幕上顯示位置是MD34100設定位置。

（2）相關參數。參考點偏移量34090；機械坐標位置34100；絕對編碼器位置設定34200；絕對編碼器初始狀態34210 0.初始 1.調整 2.設定完成

三、故障分析

1 某數控定梁龍門銑，工作臺找不到參考點。此機床采用的是帶距離碼的光柵尺，所以先換了幾個位置找參考點，但都找不到。交換X軸Y軸控制模塊，故障仍存在，說明控制模塊沒問題，打開護板對光柵尺讀數頭反饋電纜兩邊插頭進行校線，都通，確定反饋電纜沒有問題，此時問題就集中在光柵尺和讀數頭上了，將讀數頭卸下，觀察讀數頭的玻璃光柵，發現上面有一層油污，用酒精浸泡的脫脂棉對其進行清潔， 并對光柵尺也同樣進行清潔。清潔完畢后，將機床復原，送電回參考點，參考點順利找到，故障排除。

2 某數控車床，Z軸找不到參考點。回參考點時，Z軸到減速限位后開始回退，但一直后退卻找不到參考點。此機床采用的是不帶距離碼的光柵尺，回參考點時減速回退后一直走說明系統沒有檢測到零脈沖。在排除控制模塊故障的前提下，校讀數頭反饋線，發現反饋線沒有問題。將讀數頭拆下沒有發現外觀上明顯的問題，用酒精棉擦尺，恢復讀數頭，開機，故障依舊。遂懷疑讀數頭有問題，更換新讀數頭，故障消失。

3 某數控立車左刀架找不到參考點，按常規排查法，對調控制模塊、校反饋線、擦讀數頭光柵尺問題都沒有解決，遂懷疑光柵尺中的參考點磁片有可能出現錯位，此刀架用的是海德漢LB302光柵尺，每隔50mm有一個零脈沖，用專用卡片將參考點磁片向右試探性移動25mm，再找參考點，順利找到，說明磁片確實錯位或參考點限位錯位。

4 某數控立式加工中心，A軸為可拆卸式的旋轉卡盤。一次操作者反映A軸無法反相進給。到現場后發現機床手動可以旋轉，只是在執行程序時給反相進給程序仍向正向旋轉。在排除了電機和線路的故障后，懷疑機床數據出現了篡改。核對數據將30310（回轉軸取模轉換）改為0之后機床恢復正常，但重新上電又出現了A軸找不到參考點的問題，于是還是懷疑數據出現了篡改，繼續核對與回參考點相關參數將34000（是否使用回參考點減速開關）改為0，機床恢復正常。

結合上述實例和工作經驗可以大致得出找參考點出現故障時的故障點主要集中在：（1）控制模塊；（2）反饋電纜；（3）讀數頭；（4）光柵尺/編碼器；（5）參數設置等幾個方面。在實際工作中應按照由簡入繁的順序進行排查，最終將故障排除。

結語

數控設備回參考點是一個比較復雜的過程，以上是本人結合實際工作和平時學習積累對回參考點原理的一些比較淺顯的分析，希望對需要的人有所幫助。

參考文獻

[1] 牛瑞利. 數控機床回參考點的故障分析與排除過程[J]. 中小企業管理與科技，2010 （33）.

中圖分類號：TG502

文獻標識碼：A