數(shù)控機床返回參考點控制及常見故障診斷

1、長沙航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文設(shè)計題冃: 所在系別: 專業(yè)名稱: 所在班級: 學半姓名: 指導教師:數(shù)控機床返回參考點的控制及常見故障診斷航空機械制造工程系數(shù)控設(shè)備應用與維護數(shù)控設(shè)備應用與維護0901班陳豪黃登紅日期：2012年5月20日空軍航空維修技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書數(shù)控設(shè)備應用與維護專業(yè)0901班姓名陳豪學號29指導老師：黃登紅設(shè)計題目：數(shù)控機床返冋參考點的控制及常見故障診斷設(shè)計題號：17設(shè)計內(nèi)容及要求：1.繪制并打印數(shù)控機床的擋塊式和無擋塊式回零控制原理圖各 一張（2號圖紙）；2完成設(shè)計說明書編制（不小于4000字）；設(shè)計說明書內(nèi)容應包括：分析數(shù)控機床返回參考點的必要性；闡 述數(shù)

2、控機床返回參考點的原理和常見方式；完成返回參考點plc控制 程序編寫（使用梯形圖）和說明；與返冋參考點相關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)及其 功能說明；返回參考點的常見故障及解決措施。聯(lián)系方式：手機話：0731 -85473641郵箱：hdhl974106126. com數(shù)控教研室2011年10月目錄摘要緒論 第一章 數(shù)控機床返回參考點的必要性第二章 數(shù)控機床返回參考點的原理及常見方式82.1增量柵格法（擋塊式）回參考點原理92.2絕對柵格法（無擋塊式）回參考點原理9第三章 數(shù)控機床返回參考點的相關(guān)參數(shù)及設(shè)定16第四章 數(shù)控機床返回參考點的pmc控制204.1可編程控制器（pmc）簡介2

3、04. 2數(shù)控機床返回參考點的pmc控制21第五章 數(shù)控機床返回參考點的常見故障分析及診斷205.1數(shù)控機床不能返回參考點的原因205.2數(shù)控機床回參考點故障的主要類型錯誤！未定義書簽。5.3數(shù)控機床回參考點常見故障分析與診斷錯誤！未定義書簽。5.3.1增量式（擋塊式）回零過程中的常見故障 分析及診斷 錯誤！未定義書簽。5.3.2絕對式（無擋塊式）回零過程中的常見故障分析及診斷 總結(jié)錯誤！未定義書簽。30致謝30參考文獻30摘要本課題主要研究的內(nèi)容是數(shù)控機床返回參考點的控制及常見故 障診斷。根據(jù)數(shù)控機床返回參考點的常見方式及其原理，并以fanuc- oi系統(tǒng)為數(shù)控機床的控制模塊，通過對與返冋參

4、考點相關(guān)的系統(tǒng)參 數(shù)，pmc程序(梯形圖)，常見故障形式及解決方法等方面，進行數(shù)控 機床返回參考點的控制及常見故障的研究分析。在第五章節(jié)里，通過列舉一些數(shù)控機床返回參考點常見的故障， 如零點漂移，機床找不到參考點，回參考點超程等來加強和鞏固之 前的一些理論知識，通過理論聯(lián)系實際，更深一步的對該課題進 行了解。關(guān)鍵詞：數(shù)控機床，fanuc,返回參考點，常見方式，系統(tǒng)參 數(shù)，常見故障及診斷。summarythe main research topic is the content of the reference point of the cnc machine control and commo

5、n troubleshooting. cnc machine tool according to a common reference point approach and its principlcs, and fanuc-0i systom control module for cnc machine tools, through the reference point associated with the system parameters, pmc program (ladder), the form of common faults and solutions etc., for

6、cnc machine control reference point and common fault of research and analysis.in the fifth chapter, by listing a number of cnc machine tools common reference point of failure, such as zero drift, the machine can not find the reference point, reference point overshoot， etc. to strengthen and consolid

7、atc a number of thcorctical knowledge before, by intcgrating thcory with practice, deeper understanding of the topics.keywords: cnc, fanuc, return to the reference point, common, system parameters, and diagnosing common fauits.緒論機床參考點也稱基準點，為了正確地在機床工作時建立機床坐標 系，通常在每個坐標軸的移動范圍內(nèi)設(shè)置一個機床參考點，是大多數(shù) 具有增量位置測量系統(tǒng)的

8、數(shù)控機床所必須具有的。參考點在機床坐標 系中，以硬件方式用固定擋塊或限位開關(guān)，限制各坐標軸的位置來實 現(xiàn)。并通過精確測量來指定參考點到機床原點的距離。因此這樣的參 考點也稱硬參考點。參考點的位置也可以通過調(diào)整固定擋塊或限位開 關(guān)的位置來改變，改變后必須重新精確測量并修改機床參數(shù)。但也有 些數(shù)控機床的參考點不用固定擋塊或限位開關(guān)來設(shè)定，它是通過刀具 在機床坐標系屮的位置設(shè)定的，這樣的參考點又稱為軟參考點。機床參考點有兩個主要作用：一個事建立機床坐標系；另一個是消 除由于漂移、變形等造成的誤差。機床參考點既有這么多功能和作 用，那對數(shù)控機床返回參考點控制及常見故障分析就顯得十分重要。本篇論文就是著

9、重以fanuc-01系統(tǒng)的數(shù)控機床為例分析數(shù)控機床 返冋參考點控制及常見故障分析。第一章數(shù)控機床返回參考點的必要性數(shù)控機床位置檢測裝置如果采用絕對編碼器時，系統(tǒng)斷電后位置檢 測裝置靠電池來維持坐標值實際位置的記憶，所以機床開機時，不需 要進行返回參考點操作。目前，大多數(shù)數(shù)控機床采用增量編碼器作為 位置檢測裝置，系統(tǒng)斷電后，工件坐標系的坐標值就失去記憶，機械 坐標值盡管靠電池維持坐標值的記憶，但只是記憶機床斷電前的坐標 値而不是機床的實際位置，因此開機后，必須讓機床各坐標軸冋到一 個固定位置點上，既是回到機床的坐標系零點，也稱坐標系的原點或 參考點，這一過程就稱為機床回零或回參考點操作。數(shù)控機床

10、的各種 刀具補償、間隙補償、軸向補償以及其它精度補償措施能否發(fā)揮正確 作用將完全取決于數(shù)控機床能否回到正確的零點位置。所以機床首次 開機后要進行返冋參考點操作。數(shù)控機床的原點是數(shù)控機床廠家設(shè)定在機床上的一個固定點，作為 機床調(diào)整的基準點。數(shù)控機床參考點也是數(shù)控廠家設(shè)定的（一般是機 床各坐標軸的止極限位置），通過機床止確返回參考點，cnc系統(tǒng)才能 確定機床的原點位置。機床參考點是用于對機床運動進行檢測和控制的固定位置點。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(guān)精確調(diào)整 好的，坐標值已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。因此參考點對機床原點的處標是一 個已知數(shù)。通常在數(shù)控銃床上機床原點和機床參考點是

11、重合的；而在 數(shù)控車床上機床參考點是離機床原點最遠的極限點。數(shù)控機床開機時，必須先確定機床原點，而確定機床原點的運動就是刀架返回參考 點的操作，這樣通過確認參考點，就確定了機床原點。只有機床參考 點被確認后，刀具（或工作臺）移動才有基準。第二章數(shù)控機床返回參考點的原理及常見方式返回參考點的原理 數(shù)控機床按照控制理論可分為閉環(huán)、半閉環(huán)、 開環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)裝有檢測最終直線位移的反饋裝置，半閉環(huán) 數(shù)控系統(tǒng)的位置測量裝置安裝在伺服電動機轉(zhuǎn)動軸上或絲桿的端部也 就是說反饋信號取自角位移，而開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)不帶位置檢測反饋裝 置。對于閉環(huán)半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，通常利用位移檢測反饋裝置脈沖編碼 器或光柵尺進行冋

12、參考點定位，即柵格法冋參考點。而開環(huán)系統(tǒng)則需 另外加裝檢 測元件，通常利用磁感應開關(guān)回參考點定位，即磁開關(guān)法 回參考點。無論采用哪種回參考點操作，為保證準確定位，在到達參 考點之前必須使數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)自動減速，因此在多數(shù)數(shù)控機床 上安裝減速擋塊及相應的檢測元件。柵格法根據(jù)檢測反饋元件計量方 法的不同又可分為絕對柵格法和增量柵格法。釆用絕對脈沖編碼器 或 光柵尺冋參考點的稱為絕對柵格法，在機床調(diào)試時，通過參數(shù)設(shè)置和 機床回零操作確定參考點，只要檢測反饋元件的后備電池有效，此 后每次開機，均記錄有參考點位置信息，因而不必再進行回參考點操 作。采用增量式編碼器或光柵尺回參考點的稱為增量柵格法，在

13、每次 開機時都需要回參考點。不同數(shù)控系統(tǒng)返回參考點的動作、細節(jié)有所 不同。不過回參考點大體可歸納為以下兩種方式：1、開機后在參考點回零模式下各軸手動回原點；2、在使用過程中，在存儲器模式下用g代碼回原點。下面我將以fanuc-oi系統(tǒng)的數(shù)控機床為例，通過回零的兩種常見方式來說明數(shù)控機床返回參考點的原理。2.1增量柵格法（擋塊式）回參考點原理采用增量式編碼器或光柵尺回參考點的方法稱為增量柵格法。擋 塊式回零通常應用于機床采用增量式位置檢測裝置的情況，由于增量 式位置檢測裝置在斷電狀態(tài)時會失去對機床坐標值的記憶，每次機床 通電時都要進行返回參考點的操作。由于目前大多數(shù)數(shù)控機床均采用 增量式位置檢測

14、裝置，擋塊式回零方式比無擋塊式更為普遍。下面，我將以fanuc-oi系統(tǒng)的數(shù)控機床為例，來簡要敘述下增量 柵格法（擋塊式）回參考點的原理和過程（如圖21所示）。<30<3>4ls(*decn)一方 cprmioo6#5)回寥7.各柚屈動,decobt:回蓉威建-offip i i辭|午1禪躺瑋冋耕制犀稗圖i i 1 從碼為一轉(zhuǎn)佶號.i&rid!| | | | | | | | | | | | | | | | | | | |j播楮j_i擴箱&金呈 (prm1850 )圖2-1扌'勺塊式冋零控制原理圖快速進給速度參數(shù)、慢速進給速度參數(shù)、加減速時間常數(shù)、柵格

15、偏移量等參數(shù)分別由數(shù)控系統(tǒng)的相應參數(shù)設(shè)定。機床返回參考點的操 作步驟為：a. 將方式開關(guān)撥到“回零工作方式”檔，選擇返冋參考點的軸，按下 該軸正向點動按鈕（+j），該軸以快速移動速度（vi）移向參考點； （圖2-1中一的過程）b. 當與工作臺一起運動的減速擋塊壓下減速開關(guān)觸點時（圖2-1中 一的過程，減速信號（*dec）由通（1）轉(zhuǎn)為斷（0）狀態(tài)，工作臺進 給會減速，按參數(shù)設(shè)定的慢速進給速度（v2）繼續(xù)移動（減速可削弱 運動部件的移動慣量，使零點停留位置準確）；c. 柵格法是采用脈沖編碼器上每轉(zhuǎn)出現(xiàn)-次的柵格信號（乂稱一轉(zhuǎn)信 號pcz）來確定參考點，當減速擋塊釋放減速開關(guān)（圖2-1中f的 過程

16、），減速信號由斷（0）轉(zhuǎn)為通（1）后，數(shù)控系統(tǒng)將等待編碼器 上的第一個柵格信號的出現(xiàn)。該信號一出現(xiàn)，工作臺運動就立即停 止，以此位置作為機床零點，同時數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出參考點返回完成信 號，參考點燈亮，表明機床該軸回參考點成功。-轉(zhuǎn)信號是編碼器產(chǎn)生的信號，編碼器除產(chǎn)生反饋位移和速度的脈沖 信號外，還每轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個基準信號即一轉(zhuǎn)信號。需要注意的是，柵格 信號（grtd）并不是編碼器直接發(fā)出的信號，而是數(shù)控系統(tǒng)在一轉(zhuǎn)信 號和軟件共同作用下產(chǎn)生的信號。fanuc公司使用柵格信號的目的，就 是可以通過調(diào)整柵格偏移量（fanuc 0i屮由1850號系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定）， 在一定范圍內(nèi)靈活調(diào)整機床零點位置。機床使用中，

17、只要不改變脈沖 編碼器與絲杠間的相對位置或不移動參考點撞塊調(diào)定的位置，柵格信 號就會以很高的重復精度出現(xiàn)。2.2絕對柵格法(無擋塊式)回參考點原理無描塊式冋零不需要扌當塊和減速開關(guān)，位置檢測裝置通常采用絕 對位置編碼器或距離編碼光柵尺，無須每次開機都回零操作(使用絕 對位置編碼器時)或者回零距離短，方便快捷(使用距離編碼光柵尺 時)，因此目前釆用無擋塊回零方式的數(shù)控機床越來越普遍。采用無描塊式冋零的機床，如果位置檢測裝置為絕對編碼器，則 通常在絕對編碼器電池電壓不足、伺服電機或伺服放大器拆下修復、 系統(tǒng)參數(shù)初始化操作等情況下，零點位置會丟失，需要重新設(shè)定和調(diào) 整；如果位置檢測裝置為距離編碼的光

18、柵尺，機床零點的位置也需要 根據(jù)實際情況進行調(diào)整，以便更好滿足加工需要。下面以fanuc oi系 統(tǒng)為例，結(jié)合機床采用絕對編碼器和采用距離編碼的光柵尺這兩種典 型情況說明無扌當塊式冋零的調(diào)整原理和過程。一、采用絕對編碼器時無擋塊式回零的設(shè)定和調(diào)整當機床采用絕對編碼器吋，在后備存儲器電池支持下，只需在機床第 一次開機調(diào)試時進行回零點操作調(diào)整，此后每次開機均記錄有零點位 置信息，因而不必再進行回零操作。但是更換伺服電機或伺服放大器 后，由于反饋線與電機航空插頭脫開或電機反饋線與伺服放大器脫 開，必將導致編碼器電路與電池脫開，儲存在s-ram中的位置信息即 刻丟失。再開機后機床會出現(xiàn)300#報警，需

19、要重新建立零點?；亓阆?關(guān)參數(shù)設(shè)定及建立過程如下所示。1. 回零方式和編碼器類型參數(shù)設(shè)定機床是擋塊式回零還是無擋塊式回零由系統(tǒng)參數(shù)1002. 1 (dlz)、 1005. 1 (dlzx)設(shè)定。1002.1 (dlz)設(shè)定所有軸，1005.1 (dlzx)設(shè) 定各軸。如果機床所有進給軸冋零都為無扌當塊式，則將1002. 1設(shè)定為1即可。如果機床并不是所有軸回零都為無擋塊式，則應將1002. 1設(shè) 定為0,同時在1005. 1 (dlzx)中將無擋塊回零的軸設(shè)為1,將擋塊式 回零的軸設(shè)為0。如果機床所有軸回零都為擋塊方式，則將1002. 1(dlz)、1005. 1 (dlzx)全部設(shè)為 0 即

20、可。2. 絕對位置編碼器建立零點過程絕對位置編碼器建立零點過程如圖2-2.1所示。jog+jnzrn/卄手動進鐮度停止狀態(tài)yab 減證度pl (pri1425)1 .時間joff1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1尹計數(shù)器容量(im18212pcz 編碼器一轉(zhuǎn)信號grid柵格柵格偏移量(pri1850)圖2-2. 1無描塊式建立零點時序圖1、首先將系統(tǒng)參數(shù)1815#5 (apcx)設(shè)為1 (絕對位置編碼器)，然 后再將系統(tǒng)參數(shù)1815#4 (apzx)置為0。當1815#4 (apzx)為0時，表 示機床零點需要重新建立；而當1815#4 (apzx)為1,表示機床零點已 經(jīng)建立。完成

21、此操作后，系統(tǒng)斷電重啟。2、將方式開關(guān)打到手動(jog)方式狀態(tài)下，手動使軸移動電動 機轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)以上的距離，移動速度不得低于300mm/mino只有這樣，才能 在脈沖編碼器內(nèi)檢測到一個以上的一轉(zhuǎn)信號。3、在手動方式下將軸移動到靠近機床零點(約數(shù)毫米)的位置。4、然后選擇回零(zrn)方式。當zrn信號由0變成1時，系統(tǒng)開 始尋找柵格信號。5、按進給軸方向選擇信號“ + ”或“一”按鈕后，機床移動到下一 個柵格位置后停止，該點即為機床零點。機床零點建立后1815#4(apzx)自動置為lo若機床零點位置并不要求與原來位置一致，則可通過設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)1815#4 (apzx)和1815#5 (apcx

22、)在行程內(nèi)任意位置設(shè)置新的機床 零點。具體操作如下：1、首先將系統(tǒng)參數(shù)1815#4 (apzx)和1815#5 (apcx)均設(shè)置為0,即系統(tǒng)零點需要設(shè)置，冃編碼器為增量式。2、系統(tǒng)斷電重啟后，手動移動各軸到新的機床零點位置。3、然后再將系統(tǒng)參數(shù)1815.4 (apzx)、1815.5 (apcx)均設(shè)定為lo4、系統(tǒng)再次斷電重啟后設(shè)置成功。二、采用距離編碼式光柵尺的零點設(shè)定和調(diào)整傳統(tǒng)的光柵尺有a相、b相以及標志信號，a相、b相作為基本脈沖根 據(jù)光柵尺分辨精度產(chǎn)生步距脈沖，而標志信號是相隔t古i定距離產(chǎn)半 一個脈沖，所謂固定距離是根據(jù)光柵尺規(guī)格或訂貨要求而確定的，如10mm> 15 mm

23、> 20 mm、25 mm、30 mm、50 mm等。標志信號的作用相當 于編碼器的一轉(zhuǎn)信號，用于返回零點的基準信號。距離編碼的光柵尺，其標志距離不像傳統(tǒng)光柵尺是固定的，它是按照 一定比例系數(shù)變化的，如圖2-2. 2所示。當機床沿著某個軸返冋零點時，數(shù)控系統(tǒng)讀到幾個不等距離的標 志信號后，會自動計算岀當前的位置，不必像傳統(tǒng)的光柵尺那樣每次 斷電后都要返回到固定機床零點(參考點)，它僅需在機床的任意位 置移動一個相對小的距離就能夠找到零點。距離編碼光柵尺的零點設(shè) 定和調(diào)整步驟如下1. 將系統(tǒng)參數(shù)1815. 1 (optx) > 1815.2 (dclx)均設(shè)為1,即告訴數(shù) 控系統(tǒng)當前

24、軸使用了距離編碼的直線光柵尺。2. 設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)1802. 1 (dc4) o當1802. 1 (dc4)二0,系統(tǒng)檢測3 個標志后確定零點位置；當1802. 1 (dc4) =1,系統(tǒng)檢測4個標志后確 定零點位置。3. 設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)1821、1882。參數(shù)1821設(shè)置各軸參考計數(shù)器容量， 對于使用距離編碼光柵尺的軸，該參數(shù)則設(shè)定標志1的間隔。參數(shù) 1882設(shè)置標志2的間隔。數(shù)據(jù)設(shè)置需要根據(jù)光柵尺規(guī)格確定，單位均 為檢測單位(通常為微米)。例如一機床某軸采用距離編碼的海德漢 lb302c光柵尺，該尺相鄰兩個標志1的距離為80mm,相鄰兩個標志2 的距離為80. 04mmo則將參數(shù)1821值設(shè)定

25、為80000,參數(shù)1882值設(shè)立 為 80040o4設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)1883,即設(shè)置光柵尺起始點與機床零點(參考點) 的距離。如圖2所示，光柵尺起始點是指標志1和標志2的重合點， 通常此點僅是一個假象點，在光柵尺上并不存在。光柵尺起始點與機 床零點的距離可按以下步驟得出。(1)完成前面1、2、3步各參數(shù)的設(shè)定后，將參數(shù)1240 (機械 坐標系中各軸第1參考點的坐標值)和參數(shù)1883設(shè)定為0,即先設(shè)定 機床零點和光柵尺起始點重合。(2) 斷電再上電，進行回零操作，建立機床零點。此過程結(jié)束后， 顯示機床坐標值為光柵尺起始點到當前位置的距離。(3) 執(zhí)行手動進給或手輪進給，將機床定位到期望的機床零點處。

26、(4) 在參數(shù)1883屮設(shè)定轉(zhuǎn)換為檢測單位的此位置的機床坐標值。機床零點位置需要調(diào)整吋，修改參數(shù)1883值即可，非常方便。三、磁開關(guān)法回參考點原理開環(huán)系統(tǒng)沒有位移檢測反饋裝置脈沖編碼器或光柵尺，所以不會產(chǎn) 生柵格信號，通常利用磁感應開關(guān)回參考點定位。下面以某數(shù)控車床 為例簡要敘述磁開關(guān)法返回參考點的原理和過程。圖2-2.3中，快速 進給速度參數(shù)、慢速進給速度參數(shù)、加減速時間常數(shù)、偏移量等參數(shù)分別由數(shù)控系統(tǒng)的相應參數(shù)設(shè)定。返回參考點的操作步驟為：前兩步同擋塊式返回參考點的操作步驟，第三步為減速擋塊釋放減速開關(guān)，觸點狀態(tài)由斷轉(zhuǎn)為通后，數(shù)控系統(tǒng)將等待感應開關(guān)信號的岀 現(xiàn)。該信號一出現(xiàn)，工作臺運動就立

27、即停止，同時數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出參考 點返冋完成信號，參考點燈亮，表明機床冋該軸參考點成功。n讒笥圖2-2. 3磁開關(guān)法回參考點原理第三章數(shù)控機床返回參考點的相關(guān)參數(shù)及設(shè)定當數(shù)控機床齊軸傳動機械拆裝后，進給伺服電動機更換后以及位 置檢測裝置修復后將會導致機床參考點位置不準確，所以有時需對機 床的返回參考點進行必要的調(diào)整。在通常情況下，機床參考點的位置會設(shè)計在機床刀架x軸和z軸 的止方向上。如果機床的刀架在機床回零的操作中要求設(shè)定固定的位 置，只用調(diào)整回零擋塊的方法是不能實現(xiàn)的，必須要調(diào)整數(shù)控機床返 回參考點的相關(guān)參數(shù)。同時，如果這些參數(shù)設(shè)置不合理或者錯誤的 話，也會導致機床返回參考點的不正確。所以，了

28、解并掌握這些參數(shù) 的功能及設(shè)定是很有必要的。下面，我將以fanuc-0i系統(tǒng)的數(shù)控機床為例，簡述其返凹參考點的相關(guān)參數(shù)及其設(shè)定。1、位置檢測設(shè)定參數(shù)#7#6#5#4#3#2#1#0參數(shù) |1815apckiopt1815#! (opt)決定位置檢測裝置。當1815#! (opt)設(shè)為0時表示機床采用電動機內(nèi)置脈沖編碼器進行位置檢測。設(shè)為1吋表示使用 分離型脈沖編碼器或直線尺。1815#4 (apz)確立絕對脈沖編碼器的原點位置。當1815#4設(shè)為1 時表示已確立絕對脈沖編碼器的原點位置。當參考點確立時，顯示當 前的機床坐標值為oo1815#5 (apc)決定是否使用絕對位置編碼器。當1815#

29、5 (apc)設(shè)為 0時表示機床采用增量位置編碼器，設(shè)為1時表示使用絕對脈沖編碼 器。2、冋零方式設(shè)定參數(shù)系統(tǒng)參數(shù)1002#1 (dlz)和1005#1 (dlz)決定回零方式。設(shè)定這兩個參數(shù)吋，返回參考點就不使用減速信號。#7#6#5#4#3#2#1#0參數(shù)dlz1002#1 (dlz)決定回零方式，適用于機床的所有進給軸回零為無擋塊方式。當1002#1 (dlz)設(shè)為0時表示返回參考點使用擋塊方式,當1002#1 (dlz)設(shè)為1時表示所有進給軸均使用無擋塊方式回零。#7#6#5#4#3#2#1#0dlz參數(shù) |1005| |1005#1 (dlz)決定回零方式，適用于機床的特定進給軸回零

30、為無擋塊方式。當1005#! (dlz)設(shè)為0時表示某一特定軸返回參考點使用擋塊方式，當1005#1 (dlz)設(shè)為1時表示某一特定軸使用無擋塊方式冋零。值得注意的是，當1002#1 (dlz)設(shè)定為0吋，1005#1 (dlz)的設(shè)定才有意義。3、回零方向參數(shù)設(shè)定#7#6#5#4#3#2 #1#0參數(shù) jiooej zmi1006#5 (zmi)決定各軸返回參考的方向。當1006#5 (zmi)設(shè)為 0時表示返回參考點方向為正方向，1006#5 (zmt )設(shè)為1時表示返回 參考點方向為負方向。若采取正方向返冋參考點，則機床首次從零點向負方向移動時， 系統(tǒng)會自動進行反向間隙補償。若采取負方向

31、返回參考點，則無會補 償。4、回零速度參數(shù)設(shè)定參數(shù)每軸的快速進給速度nm/ min系統(tǒng)參數(shù)1420設(shè)定各軸返冋參考點的快速進給速度。它受參數(shù)設(shè)定的最大值、進給電動機的最高轉(zhuǎn)速、機械性等因索的限制。參數(shù)|1425 |參考點的fl速度nn/min系統(tǒng)參數(shù)1425設(shè)定當冋參考點減速信號cdec)輸入后，返回參考點的低速進給速度(fl) o而系統(tǒng)參數(shù)3003#5 (dec)設(shè)定減速信號(dec)的匸/負邏輯性。通常減速速度設(shè)置不宜低于300mm/min,以 免造成零點位置偏差。5、零點位置參數(shù)設(shè)定參數(shù)11821 | |各軸的參考計數(shù)器容量系統(tǒng)參數(shù)1821設(shè)定各軸的參考計數(shù)器容量。參考計數(shù)器容量指定柵格

32、方式返冋參考點的柵格間隔。通常情況下，它被設(shè)定為進給電動 機轉(zhuǎn)動1轉(zhuǎn)吋所需的位置反饋脈沖數(shù)(或其整數(shù)分之一)。設(shè)定此參 數(shù)后，需切斷一次電源。具體計算公式如下：參考計數(shù)器容量二柵格間隔/檢測單位柵格間隔二脈沖編碼器一轉(zhuǎn)的移動量例如，fanuc-oi系統(tǒng)的某數(shù)控機床，某軸電動機每轉(zhuǎn)移動12mm, 檢測單位為1/looomm時，參考計數(shù)器容量可以設(shè)定為12000o當采用光柵尺進行半閉環(huán)控制吋，參考計數(shù)器容量設(shè)定為參考標 記間隔的整數(shù)分之一的值。參數(shù)|850| |每軸的柵格移動量檢測單位 系統(tǒng)參數(shù)1850設(shè)定各軸的柵格移動量。通常情況下，柵格移動量 的設(shè)定值的絕對值需小于參考計數(shù)器容量。對于車床用直

33、徑指定的 軸，需注意在畫面上顯示的是實際移動量2倍的值。當設(shè)定的值使參 考點位置錯開1個柵格以上時，可改變擋塊的安裝位置（擋塊式）或修 改參考點設(shè)定（無擋塊式）。第四章 數(shù)控機床返回參考點的pmc控制4. 1可編程控制器(pmc)簡介plc是可編程序控制器(programmable controller)的英文縮寫。pmc 是可編程序機床控制器(programmable machine controller) 的英文縮寫。可編程控制器(plc)其實就是plc,在fanuc里把它叫pmc。因為 pmc專用于機床，所以稱為可編程機床控制器。它是一種新型的通用自 動化控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技

34、術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)融 為一體，具有控制功能強，可靠性高，使用靈活方便，易于擴展等優(yōu)點 而應用越來越廣泛。但在使用時由于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的工作環(huán)境惡劣，干 擾源眾多，如大功率用電設(shè)備的起動或停止引起電網(wǎng)電壓的波動形成低 頻干擾，電焊機、電火花加工機床、電機的電刷等通過電磁耦合產(chǎn)生的 工頻干擾等，都會影響plc的正常工作。盡管plc是專門在現(xiàn)場使用的控制裝置，在設(shè)計制造時已采取了很多措施，使它對工業(yè)環(huán)境比較適 應，但是為了確保整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，還是應當盡量使plc有良好的工 作環(huán)境條件，并采取必要的抗干擾措施。下圖簡要介紹了 pmc,系統(tǒng)和 cnc之間的關(guān)系cnc系統(tǒng)、系統(tǒng)pmc及機床的信號關(guān)系

35、:cnc信號y機誇)x4. 2數(shù)控機床返回參考點的pmc控制下面以fanuc oi系統(tǒng)的數(shù)控車床為例，來簡述數(shù)控機床返冋參考 點的pmc控制（如圖42所示）。x0012.2foool.ig0100.0tin-ho-g0043.7 goioo.o f0094.0f0004.5tiii14if1x0012.3g0102.011ox0012.4f0001.1g0100.111r wog0043.7 goloo.l f0094.1f0004.5ti11h111+x0012.5g0102.1iio-圖4-2數(shù)控機床返回參考點的pmc控制f94.0、f94. 1分別為x、z軸返冋參考點結(jié)束信號。f4. 5

36、為手動選擇返冋參考點確認信號x0012.2 為+x, x0012. 4 為+z, x0012. 3 為-x, x0012. 5 為-z。x0012. 2控制g0100. 0控制cnc向伺服驅(qū)動器發(fā)出x軸止向移動指令。 x0012. 4控制g0100. 1控制cnc向伺服驅(qū)動器發(fā)出z軸正向移動指令。 x0012. 3控制g0102. 0控制cnc向伺服驅(qū)動器發(fā)岀x軸負向移動指令。 x0012. 5控制g0102. 1控制cnc向伺服驅(qū)動器發(fā)岀z軸負向移動指令。 當手動冋參考點時，g0043.7=l,按下+x和+z時機床開始冋參考點， 移動速度以快速倍率波段開關(guān)的速度為準。此時 x0012. 2=

37、1x0012. 4=1, g0100. 0 和 g0100. 1 發(fā)出信號,x, z 軸開始 正向移動回參考點。當x, z軸回參減速行程開關(guān)碰到工作臺的擋塊吋 （x9. 0和x9. 2直接和cnc連接）動作時伺服電機等待相對編碼器的一轉(zhuǎn) 脈沖信號，兩軸開始減速移動以精確定位。x, z軸回參減速行程開關(guān) 復位時，g0100. 0=0, g0100l=0,當找到一轉(zhuǎn)脈沖信號后f94.0和 f94.1常閉點斷開，回參考點結(jié)朿如果用戶面板發(fā)出rst信號，使 f0001.1=l,則切斷x, z軸輸出信號中斷回參考點或停止x, z軸正向 移動?；貐⒖键c過程結(jié)朿第五章 數(shù)控機床返回參考點的常見故障分析及診斷

38、當數(shù)控機床回參考點出現(xiàn)故障時，首先應由簡單到復雜，進行全 面檢查。先檢查原點減速擋塊是否松動、減速開關(guān)固定是否牢固、開 關(guān)是否損壞，若無問題，應進一步用千分表或激光測量儀檢查機械和 對位置的漂移量、檢查減速開關(guān)位置與原點z間的位置關(guān)系，然后檢 查伺服電機每轉(zhuǎn)的運動量、指令倍率比(cmr)及檢測倍乘比(dmr),再 檢查回原點快速進給速度的參數(shù)設(shè)置及接近原點的減速速度的參數(shù)設(shè) 置。數(shù)控機床回參考點不穩(wěn)定，不但會直接影響零件加工精度，對于 加工屮心機床，還會影響到自動換刀。根據(jù)經(jīng)驗，數(shù)控機床冋參考點 出現(xiàn)的故障大多出現(xiàn)在機床側(cè)，以硬件故障居多，但隨著機床元器件 的老化，軟故障也吋有發(fā)生，介紹兒種常

39、見的數(shù)控機床回參考點故障 及其對策。機床能夠執(zhí)行返回參考點操作，回參考點綠燈亮，但返回 參考點時出現(xiàn)停止位置漂移，且沒有報警產(chǎn)生，該故障一般有兩種情 況：1.機床開機后首次手動冋參考點時，偏離參考點一個或幾個柵格 距離，以后每次進行冋參考點操作所偏離的距離是一定的。一般造成 這種故障的原因是減速擋塊位置不止確；減速擋塊的長度太短或參考 點用的接近開關(guān)的位置不當。該故障一般在機床首次安裝調(diào)試后或大 修后發(fā)生，可通過調(diào)整減速擋塊的位置或接近開關(guān)的位置來解決，或 者通過調(diào)整回參考點快速進給速度、快速進給時間常數(shù)來解決；2.偏離參考點任意位置，即偏離一個隨機值或出現(xiàn)微小偏移，且 每次進行回參考點操作所

40、偏離的距離不等。這種故障可考慮下列因素 并實施相應對策：外界干擾，如電纜屏蔽層接地不良，脈沖編碼器的信號線與強電電纜靠得太近；脈沖編碼器或光柵尺用的電源電壓太低 （低于4. 75 v）或有故障；速度控制單元控制板不良；進給軸與伺服電 機之間的聯(lián)軸器松動；電纜接器接觸不良或電纜損壞?？上攵瑪?shù) 控機床發(fā)生這類故障對用戶來說是最可怕的，因為對于進行批量加工 生產(chǎn)的數(shù)控機床，若機床每天所進行的回參考點操作所定位的位置不 穩(wěn)定，機床加t吋的工件坐標系會隨每次進行回參考點操作參考點的 漂移而產(chǎn)生漂移，機床所加工的批量零部件尺寸精度會出現(xiàn)不一致現(xiàn) 象，而且極易造成批量廢品。 下血以這兩種不同的回零方式，

41、分別 討論不能正常返回了零點的影響因素及解決方法。（1）不能正常返回參考點（增量方式）其故障表現(xiàn)形式為：情況1:手動回零時不減速，并伴隨超程報警情況2：手動回零有減速動作，但減速后軸運動不停止直至90# 報警伺服軸找不到零點情況3：手動回零方式下根本沒有軸移動那么耍以分析整個返回參考點的工作過程和工作原理入手，其原 理及過程如下：1 ）回參考點方式有效（zrn） （md1/md4） 一對應pmc地址 g43. 7=1, g43. 0二 1/g43. 2二 12）軸選擇（+/-jx）有效一對應pmc地址g100g102=l3）減速開關(guān)讀入信號（*decx）對應pmc地址x9.0x9.3或 g19

42、6. 03二 1, 0, 14）電氣柵格被讀入，找到參考點。這里需要詳細說明的是“電 氣柵格” o fanuc數(shù)控系統(tǒng)除了與一般數(shù)控系統(tǒng)一樣，在返凹參考點 時需要尋找真止的物理柵格一一編碼器的一轉(zhuǎn)信號，或光柵尺的柵格 信號。并且還要在物理柵格的基礎(chǔ)上再加上一定的偏移量一一柵格偏 移量（1850#參數(shù)中設(shè)定的量），形成最終的參考點。也即“grtd” 信號，“grid”信號可以理解為是在所找到的物理柵格基礎(chǔ)上再加上 “柵格偏移量”后生成的點。fanuc公司使用電氣柵格“grid”的目 的，就是可以通過1850#參數(shù)的調(diào)整，在一定量的范圍內(nèi)（小于參考 計數(shù)器容量設(shè)置范圍）靈活的微調(diào)參考點的精確位置，

43、這一點與西門 子數(shù)控系統(tǒng)返回參考點方式有所不同。而這一 “柵格偏移量”參數(shù)恰 恰是我們維修工程師維修、調(diào)整時應該用到的參數(shù)。故障原因分析對于情況1:手動冋零時不減速，并伴隨超程報警 減速開關(guān)進油或進 水，信號失效，1/0單元之前就沒有信號。減速開關(guān)正常，但pmc診 斷畫面沒有反應，雖然信號已經(jīng)輸入到系統(tǒng)接口板，但由于i/o接口 板或輸入模塊己經(jīng)損壞。由于減速開關(guān)在工作臺下面，工作條件比較 惡略（油、水、鐵屑侵蝕），嚴重時引起24v短路，損傷接口板，從 而導致上述兩種情況時有發(fā)生。對于情況2：手動回零有減速動作，但減速后軸運動不停止直至90# 報警一一伺服軸找不到零點，fanuc數(shù)控系統(tǒng)尋找參考

44、點一般是在減 速開關(guān)抬起后尋找第一個一轉(zhuǎn)信號或物理柵格，此時如果一轉(zhuǎn)信號或 物理柵格信號缺失，則就會出現(xiàn)90#報警一一找不到參考點。下述幾種情況均容易引起柵格信號缺失：1）編碼器或光柵尺被污染，如進水進油。2）反饋信號線或光柵適配器受外部信號干擾3）反饋電纜信號衰減4）編碼器或光柵尺接口電路故障、器件老化。5）伺服放大器接口電路故障（2）絕對零點丟失（絕對坐標方式）由于絕對位置信息是依靠伺服放大器中的電池保護數(shù)據(jù)，所以當 下而幾種情況發(fā)生時，零點會丟失，并出現(xiàn)300#報警。1）更換了編碼器或伺服電機2）更換了伺服放大器3）反饋電纜脫離伺服放大器或伺服電機故障原因分析絕對零點丟失的原因，也即30

45、0#報警的原因：1）絕對位置編碼器后備電池掉電2）更換了編碼器或伺服電機3）更換了伺服放大器4）反饋電纜脫離伺服放大器或伺服電機解決方案確認絕對位置編碼器后備電池良好，參照下面的方法，進行絕對 零點重新設(shè)置，即可恢復參考點。注意：絕對位置編碼器通常采用無 檔塊、無標志的機床結(jié)構(gòu)，重新恢復參考點很難精確地回到原來的那 個點上。所以新的參考點建立后，一定要對機械坐標零點、工件零 點、第二參考點進行校準（通過參數(shù)修正）。z軸原點丟失，機床出 現(xiàn)“#300 z軸原點復歸要求”報警無法解除；此時查看參數(shù)no. 1815 屮z軸#4為0,將z軸移動到理論原點處，切斷電源后重新開機，查 看參數(shù)no. 181

46、5中z軸#4為1,此吋原點已設(shè)定好了，如果發(fā)現(xiàn)回零 后不在理論原點，可重復以下動作，將z軸移動到理論原點，將參數(shù) no. 1815中z軸#4改為0,機床出現(xiàn)“#300 z軸原點復歸要求”“請切斷電源”，切斷電源后，再開機，可以看到當前z軸位置已被設(shè)定 為零點，而查看參數(shù)no. 1815中z軸#4已自動更改為1 了。此時z軸 原點已設(shè)定完畢。經(jīng)歸納總結(jié)，得出回參考點常見故障及如何排除的一些方法，詳見表5-1故障現(xiàn)彖故障原因排除方法回原點后， 原點、漂移或 參考點發(fā)牛 整螺距參考點發(fā) 生單個螺 距偏移減速開關(guān)與減速擋塊安 裝不合理，使減速信號與 零脈沖信號相隔距離過 近調(diào)整減速開關(guān)或者扌當塊的位

47、笠，使機床軸開始減速的位 置人概處在一個柵距或者一 個螺距的中間位貿(mào)機械安裝不到位調(diào)整機械部分參考點發(fā) 牛多個螺 距偏移參考點減速信號不良檢查減速信號，接觸是否口 好減速擋塊固定不良引起 尋找零脈沖的初始點珂 生了漂移重新同定減速擋塊零脈沖不良引起對碼盤進行清洗系統(tǒng)開機回 不了參考 點、回參考 點不到位系統(tǒng)參數(shù)設(shè)賈錯誤重新設(shè)胃系統(tǒng)參數(shù)零脈沖不良，冋零時找不到零脈沖淸洗或更換編碼器減速開關(guān)損壞或短路維修或者史換減速開關(guān)數(shù)控系統(tǒng)控制檢測放人的線路板出錯更換線路板導軌平等度、導軌與壓板面平行度、導 軌與絲桿的平等度超差重新調(diào)整平等度門采用全閉環(huán)控制時光柵尺沾了汕污清洗光柵尺找不到零點 或回參考點 時

48、超程冋參考點位置調(diào)整不當引起的故障，減 速擋塊距離限位開關(guān)過短調(diào)整減速擋塊位置零脈沖不良引起的故障,回零時找不到 零脈沖對編碼器進行清洗或更換減速開關(guān)損壞或短路維修或者更換減速開關(guān)數(shù)控系統(tǒng)控制檢測放人的線路板出錯更換線路板導軌平等度、導軌與壓板面平行度、導 軌與絲桿的平等度超差重新調(diào)整平等度當采用全閉環(huán)控制時光柵尺沾了油污清洗光柵尺回參考點的 位置隨機性 變化干擾消除干擾編碼器的供電電壓過低改善供電電壓電動機與絲桿的聯(lián)軸節(jié)松動堅固聯(lián)軸節(jié)扭矩過低或伺服調(diào)節(jié)不良,跟蹤誤差過 人調(diào)節(jié)伺服參數(shù)，改變其運動 特性零脈沖不良對編碼器進行清洗或更換滾珠絲桿間隙增人修滾珠絲桿螺母調(diào)整墊片表5-1數(shù)控機床返回參

49、考點的常見故障及處理方法回參考點故障案例例1機床在返回參考點時發(fā)出超程報警（over troverl+x或+y 或+z）,回參考點綠燈不亮，數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)“not ready"狀態(tài)，機床 回參考點失敗該故障由于存在報警，機床不會執(zhí)行任何程序，不會出 現(xiàn)加工件批量廢品現(xiàn)象。這種故障一般有以下四種情況：（1）機床回參考點時無減速動作，一直運動到觸及限位開關(guān)超程而 停機。這種情況是因為返回參考點減速開關(guān)失效，開關(guān)接觸壓下后不 能復位，或減速擋塊松動而移位，機床回參考點時零點脈沖不起作 用，致使減速信號沒有輸入到數(shù)控系統(tǒng)。解除機床的坐標超程應使用 “超程解除”功能按鈕，并將機床移回行程范圍以內(nèi)

50、，然后應檢查回 參考點減速開關(guān)是否松動及相應的行程開關(guān)減速信號線是否有短路或 斷路現(xiàn)象。數(shù)控銃床，在回參考點過程中，發(fā)生超程報警。分析與處理：經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)該機床在回參考點時，當壓下減速開關(guān) 后，坐標軸無減速動作，由此判斷故障原因應在減速檢測信號上。通 過系統(tǒng)的輸入狀態(tài)顯示，發(fā)現(xiàn)該信號在回參考點減速擋塊壓合與松開 情況下，狀態(tài)均無變化。對照原理圖檢查線路，確認該軸的冋參考點 減速開關(guān)由于切削液的侵入而損壞。更換開關(guān)后，機床恢復正常。（2）回歸參考點過程有減速，但直到觸及極限開關(guān)報警而停機， 沒有找到參考點，回歸參考點操作失敗。產(chǎn)生該故障可能是減速后參 考點的零標志位信號不出現(xiàn)。這有4種可能：1）

51、可能是編碼器（或光柵尺）在冋歸參考點操作屮沒有發(fā)出已經(jīng)冋歸參考點的零標志位信號;2）可能是回歸參考點零標記位置失效；3）可能是回歸參考點的零標志位信號在傳輸或處理過程中丟失；4）可能是測量系統(tǒng)硬件故障，對回歸參考點的零標志位信號不識 別。這可使用信號跟蹤法，用示波器檢查編碼器冋歸參考點的零標 志位信號，判斷故障。（3）回歸參考點過程有減速，且有回歸參考點的零標志位信號出 現(xiàn)，也有制動到零的過程，但參考點的位置不準確，即返回參考點操 作失敗。該故障可能有3種可能：1）可能是回歸參考點的零標志位信號已被錯過，只能等待脈沖編 碼器再轉(zhuǎn)1周后，測量系統(tǒng)才能找到該信號而停機，使工作臺停在距 參考點1個選

52、定間距的位置（相當編碼器1轉(zhuǎn)的機床的位移量）o2）可能是減速檔塊離參考點位置太近，坐標軸未移動到指定距 離，就接觸到極限開關(guān)而停機。3）可能是由于信號干擾、擋塊松動、回歸參考點零標志位信號電 壓過低等因素致使工作臺停止的位置不準確，且無規(guī)律性。（4）機床在返回基準點吋，發(fā)出“未返回參考點”報警，機床不 執(zhí)行返回參考點動作，其原因可能是因改變了設(shè)定參數(shù)所致。出現(xiàn)這 種情況應考慮檢查數(shù)控機床的如下參數(shù)：1）指令倍率比（cmr）是否設(shè)為零；2）檢測倍乘比（dmr）是否設(shè)為零；3）冋參考點快速進給速度是否設(shè)為零；4）接近原點的減速速度是否設(shè)為零等；5）機床操作面板快速倍率開關(guān)及進給倍率開關(guān)是否設(shè)置了 0%檔。綜上所述，數(shù)控機床回參考點故障歸結(jié)起來不外乎兩種情況:一是 機床回參考點時有報警發(fā)生，回參考點失?。欢菣C床回參考點時無 報警發(fā)生，但在每次回參考點時卻出現(xiàn)停