數控車床找不到參考點故障的診斷與維修

申東東 孟亞峰

摘 要：本文闡述了數控車床返回參考點的過程，指出了數控車床完成回參考點的必要條件。分析了數控車床找不到參考點故障產生的原因。結合實例提出了相應的診斷方法。

關鍵詞：數控車床；參考點；故障診斷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.008

數控機床參考點是對機床運動進行檢測和控制的固定位置點。每一數控臺機床參考點的位置是由機床制造廠家在每個進給軸上用限位開關精確調整好的，坐標值已輸入數控系統中。因此參考點對機床原點的坐標是一個已知數。數控車床上的參考點是離機床原點最遠的極限點[1]。

數控車床主要采用光電編碼器通過檢測絲杠旋轉角度的方式間接測量工作臺的位置[2]，開機后即進行刀架返回參考點的操作來確認機床參考點。只有機床參考點被確認后，刀具移動才有基準。不同的數控系統中，返回參考點的方法都不盡相同，主要采用的是用“減速擋塊”與“減速開關”配合產生的柵格信號返回參考點[3]。

1 數控車床返回參考點動作過程

（1）在JOG模式下選擇“返回參考點”操作；

（2）分別按下“X+”和“Z+”方向選擇鍵；

（3）坐標軸按照操作以“快速進給”速度，向參考點移動；

（4）機床上的“減速擋塊”壓下“減速開關”后，“減速信號”生效，坐標軸以“慢速進給速度”繼續移動；

（5）“減速擋塊”越過“減速開關”后，“減速開關”復位；

（6）當“減速開關”復位后，位置檢測裝置檢測到第一個“PCZ信號”（又稱一轉信號）后開始檢測位移，當到達機床設置的參考點“格柵偏移量”后，坐標軸停止運動，停止位置即為機床參考點。

由返回參考點過程分析可知，正常返回參考點需要四個條件：

（1）機床必須在“返回參考點”方式下動作。

（2）“減速開關”必須正常。

（3）機床必須可以檢測到第一個“PCZ信號”。

（4）數控系統相關參數必須正確[4]。

2 數控車床找不到參考點故障的原因分析

根據經驗可知數控車床找不到參考點主要有以下2種情況：

（1）返回參考點過程中工作臺無減速動作，一直正向運動出現超程報警。這是因為返回參考點“減速開關”失靈，沒有發出減速信號，工作臺持續運行引起超程報警。遇到此類情況應先解除超程報警，檢查“減速開關”是否可以正常動作及減速信號線路是否出現斷路現象。

（2）返回參考點過程中工作臺有減速動作但沒能找到參考點，最后出現超程報警。原因可能有有以下可能：光電編碼器沒有發出“PCZ信號”；“PCZ信號”在傳輸或處理時出現丟失現象；位置檢測裝置硬件故障，對“PCZ信號”不能正常識別，可用元器件代換法結合信號跟蹤法判斷故障。

3 維修實例

（1）故障現象：某配套“GSK廣州數控”的6136數控車床，在X軸回參考點過程中，沒有減速動作，發生超程報警。

分析及處理：經觀察機床在返回參考點的過程中，通過“減速開關”時工作臺無減速動作，由此判斷故障與減速信號有關。經過數控車床PLC診斷顯示，X軸“減速信號”在“減速擋塊”壓上/松開后，均無變化。初步判斷可能是機床的減速開關觸點故障或減速信號線斷路。

使用萬用表測量，發現是減速開關信號線斷路，重新連接后，故障消失。

（2）故障現象：某配套“HNC21T”華中世紀星數控系統的CAK6136數控車床，Z軸伺服電機檢修后首次開機，Z軸返回參考點的過程中出現超程報警。

分析及處理：經故障重現，機床返回參考點時經過“減速開關”后有減速動作但找不到參考點，工作臺繼續運行，壓到限位開關后出現超程報警。應是光電編碼器沒有發出“PCZ信號”或“PCZ信號”在傳輸或處理時出現丟失。檢查發現，機床Z軸編碼器反饋線在重新與伺服驅動器連接時接口處接觸不良，導致信號傳遞時丟失。重新連接編碼器與伺服驅動器的信號線后故障消失。

4 結束語

數控機床的維修人員應熟練操作機床，理解回參考點的原理，熟悉數控系統回參考點的方式，熟練使用萬用表、示波器等工具，并善于觀察故障現象，依據故障的表現“據理析象”快速確定故障原因，迅速排除故障恢復生產。

參考文獻：

[1]韓京海，郭燕.數控機床回參考點常見故障分析與診斷方法[J].制造技術與機床，2010（05）：114-116.

[2]宋建武.數控機床回參考點故障分析與排除[J].組合機床與自動化加工技術，2008（10）：60-63.

[3]閆存富，胡瑞華.數控機床回參考點故障分析[J].煤礦機械，第32卷，2011（11）：267-269.

[4]侯曉方.數控機床返回參考點故障診斷與維修[J].制造業自動化，第32卷，2010（07）：129-131.

作者簡介：申東東（1980-），男，河南鶴壁人，研究生，講師，研究方向：數控技術。