数控机床回参考点的故障分析及措施_百度文库
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数控机床回参考点的故障分析及措施|数​控​机​床​回​参​考​点​的​故​障​分​析​及​措​施
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加工中心回参考点及其故障诊断
&&&& 加工中心参考点(原点或零点)，是机床的机械原点和电气原点相重合的点。每台机床可以有一个参考原点，也可以按需要设置多个参考原点，如用于自动交换(ATC)或自动拖盘交换(APC)等。参考点作为工件坐标系的原始参照点，机床参考点确定后，各工件坐标系随之建立。机械原点是基本机械坐标系的基准点，机械部件一旦装配完毕，机械原点随即确立。电气原点是以机床检测反馈元件发出的栅点信号或零标志信号确立的参考点。为了使电气原点与机械原点重合，必须将电气原点到机械原点的距离用一个原点偏移量参数进行设置。这个重合的点就是机床原点。在加工中心使用过程中，机床手动或者自动回参考点操作是经常进行的动作。
　　一、加工中心回参考点的方法
　　按机床检测元件检测原点信号方式的不同，返回机床参考点的方法有两种，即栅点法和磁开关法。在栅点法中，检测器随着电机一转信号同时产生一个栅点或一个零位脉冲。在机械本体上安装一个减速撞块及一个减速开关，当减速撞块压下减速开关时，伺服电机减速至接近原点速度运行。当减速撞块离开减速开关即释放开关后，数控系统检测到的第一个栅点或零位信号即为原点。在磁开关法中，在机械本体上安装磁铁及磁感应原点开关或者接近开关，当磁感应原点开关或接近开关检测到原点信号后，伺服电机立即停止，该停止点被认作原点。
　　栅点法的特点是如果接近原点速度小于某一固定值，则伺服电机总是停止于同一点，也就是说，在进行回原点操作后，机床原点的保持性好。磁开关法的特点是软件及硬件简单，但原点位置随着伺服电机速度的变化而成比例地漂移，即原点不确定。目前，大多数机床采用栅点法。
　　栅点法中，按照检测元件测量方式的不同分为以绝对脉冲编码器方式归零和以增量脉冲编码器方式归零。在使用绝对脉冲编码器作为测量反馈元件的系统中，机床调试时第一次开机后，通过参数设置配合机床回零操作调整到合适的参考点后，只要绝对脉冲编码器的后备电池有效，此后每次开机，不必进行回参考点操作。在使用增量脉冲编码器的系统中，回参考点有两种模式，一种为开机后在参考点回零模式下各轴手动回原点。每一次开机后都要进行手动回原点操作。另一种在存储器模式下，第一次开机手动回原点，以后均可用G代码指令回原点。
　　二、加工中心开机手动回参考点的动作过程
　　使用增量式脉冲编码器作为测量反馈元件的机床，开机手动回原点的动作过程一般有以下三种：
　　1.手动回原点时，回原点轴先以参数设置的快速进给速度Fr向原点方向移动，当原点减速撞块压下原点减速开关时，伺服电机减速至由参数设置的接近原点速度Fl继续向前移动，当减速撞块释放减速开关后，数控系统检测到编码器发出的第一个栅点或零标志信号时，归零轴停止，此停止点即为机床参考点。
　　2.回原点轴先以快速进给速度Fl向原点方向移动，当原点减速开关被减速撞块压下时，回原点轴制动到速度为零，再以接近原点速度Fr向相反方向移动，当减速撞块释放原点接近开关后，数控系统检测到检测反馈元件发出的第一个栅点或零标志信号时，回零轴停止，该点即机床原点。
　　3.回原点时，回原点轴先以快速进给速度Fr向原点方向移动，当减速撞块压下减速开关时，回归原点轴制动到速度为零，再向相反方向以Fl速度微动，当减速撞块释放减速开关时，归零轴又反向以Fl速度沿原快速进给方向移动，当减速撞块再次压下减速开关时，归零轴仍以接近原点速度Fl前移，减速撞块释放减速开关后，数控系统检测到第一个栅点或零标志信号时，归零轴停止，机床原点随之确立。(参见图3)。
　　使用增量式检测反馈元件的机床，开机第一次各伺服轴手动回原点大多采用撞块式复归，其后各次的原点复归可以用G代码指令，以快速进给速度复归至开机第一次原点位置。
　　从数控系统控制过程来分析机床回原点：机床在回原点模式下，伺服电机以大于某一固定值的进给速度向原点方向旋转，当数控系统检测到电机一转信号时，数控系统内的参考计数器被清零。如果通过参数设置了栅点偏移量，则参考计数器内也自动被设定为和栅点偏移量相等的值。此后，参考计数器就成为一个环行计数器。当计数器对移动指令脉冲计数到设定的值时被复位，随着一转信号的出现产生一个栅点。当减速撞块压下原点减速开关时，电机减速到接近原点速度运行，撞块释放原点减速开关后，电机在下一个栅点停止，产生一个回原点完成标志信号，参考位置被复位。电源开启后第二次返回原点，由于参考计数器已设置，栅点已建立，因此可以直接返回原点位置。
　　使用绝对检测反馈元件的机床第一次回原点时，首先，数控系统与绝对式检测反馈元件进行数据通信以建立当前的位置，并计算当前位置到机床原点的距离及当前位置到最近栅点的距离，将计算值赋给计数器，栅点被确立。
　　三、回参考点故障诊断
　　当加工中心回参考点出现故障时，先检查原点减速撞块是否松动，减速开关固定是否牢固或是否损坏。若无问题，应进一步用百分表或测量仪检查机械相对位置的漂移量；检查减速撞块的长度；检查回原点起始位置、减速开关位置与原点位置的关系；检查回原点的模式；是否开机后的第一次回原点；是否采用绝对脉冲编码器；检查伺服电机每转的运动量、指令倍乘比(CMR)及检测倍乘比(DMR)的设置；检查回原点快速进给速度的参数设置、接近原点速度的参数设置及快速进给时间常数的参数设置是否合适；确认系统是全闭环还是半闭环；检查参考计数器设置是否适当等。　　回原点故障现象及诊断调整步骤如下：
　　1.机床回原点后原点漂移
　　如采用绝对脉冲编码器，诊断及调整步骤见&使用绝对脉冲编码器的机床回原点时的原点漂移&一节；若是采用增量脉冲编码器的机床，应确定系统是全闭环还是半闭环。若为全闭环系统，诊断调整步骤见&全闭环系统中的原点漂移&一节；若为半闭环系统，用百分表或激光测量仪检查机械相对位置是否漂移。若不漂移，只是位置显示有偏差，检查是否为工件坐标系偏置无效。在机床回原点后，机床CRT位置显示为一非零值，该值取决于某些诸如工件坐标系偏置一类的参数设置。若机械相对位置偏移，确定偏移量。若偏移量为一栅格，诊断方法见&原点漂移一栅点&一节的处理步骤。若漂移量为数个脉冲，见&原点漂移数个脉冲&一节的诊断步骤。否则检查脉冲数量和参考计数器的值是否匹配。如不匹配，修正参考计数器的值使之匹配；如果匹配，则脉冲编码器坏，需要更换。
　　2.使用绝对脉冲编码器的机床，回原点时的原点漂移
　　首先检查并重新设置与机床回原点有关的检测绝对位置的有关参数，重新再试一次回原点操作。若原点仍漂移，检查机械相对位置是否有变化。如无漂移，只是位置显示有偏差，则检查工件坐标偏置是否有效。若机械位置偏移，则绝对脉冲编码器故障。
　　3.全闭环系统中的原点漂移
　　先检查半闭环系统回原点的漂移情况，如果正常，应检查电机一转标志信号是否由半闭环系统提供。检查有关参数设置及信号电缆连接。如参数设置正常，则光栅尺等线性测量元件不良或其接口电路故障。如参数设置不正确，则修正设置重试。
　　4.原点漂移一个栅点
　　先减小由参数设置的接近原点速度，重试回原点操作。若原点不漂移，则为减速撞块太短或安装不良。可通过改变减速撞块或减速开关的位置来解决，也可通过设置栅点偏移量改变电气原点解决。当一个减速信号由硬件输出后，数字伺服软件识别这个信号需要一定时间。因此当减速撞块离原点太近时，软件有时捕捉不到原点信号，导致原点漂移。　　如果减小接近原点速度参数设置后，重试原点复归，若原点仍漂移，可减小快速进给速度或快速进给时间常数的参数设置，重回原点。若时间常数设置太大或减速撞块太短，在减速撞块范围内，进给速度不能到达接近原点速度，当接近开关被释放时，即使栅点信号出现，软件在检测进给速度未到达接近原点速度时，回原点操作不会停止，因而原点发生漂移。
　　若减小快进时间常数或快速进给速度的设置，重新回原点，原点仍有漂移，应检查参考计数器设置的值是否有效，修正参数设置。
　　5.原点漂移数个脉冲
　　若只是在开机后第一次回原点时原点漂移，则为零标志信号受干扰失效。为防止噪声干扰，应确保电缆屏蔽线接地良好，安装必要的火花抑制器，不要使检测反馈元件的通信电缆线与强电线缆靠得太近。若并非仅在开机首次回原点时原点变化，应修正参考计数器的设定值。
　　如果通过上述步骤检查仍不能排除故障，应检查编码器电源电压是否太低；编码器是否损坏；伺服电机与工作台的联轴器是否松动；系统主电路板是否正常；有关伺服轴电路板是否正常及伺服放大器板是否正常等。
Mail: Copyright by ；All rights reserved.数控机床回参考点故障排除方法 &&&& 手动回参考点操作是建立机床坐标系的前提,绝大多数数控机床开机后的第一动作一般都是手动操作回参考点。若回参考点出现故障将无法进行程序加工,回参考点的位置不准确将影响到加工精度,甚至出现撞车事故。分析和排除回参考点故障的问题是非常必要的。1.回参考点故障的主要类型某数控机床操作实训中心有20台数控机床,而且是分期分批购买的,系统种类较多,在学生实训操作过程中,曾多次出现过回参考点故障,通过分析研究及时得到了排除。根据工作经验,在不同型号不同系统的数控机床上,出现回参考点故障主要有以下五种类型:出现超程并报警;回不到参考点,参考点指示灯不亮;回参考点的位置不稳定;回参考点整螺距偏移;回参考点时报警,并有报警信息。2.回参考点故障排除方法对于出现超程并报警,分为两种情况。一种情况是回参考点前,坐标轴的位置离参考点距离过小造成的。解除超程保护后,并将坐标轴移动到行程范围内,重新回参考点操作,即可排除故障;另一种是“参考点减速”挡块松动或位置发生变化引起的故障,重新调整固定挡块就可以排除故障。回参考点欠量,参考点指示灯不亮。通过机床的诊断功能,在诊断页面下对应的“位置跟随误差”(DGN800～802)进行检查,若跟踪误差超出了定位精度的允许范围,可以调整伺服驱动器的“偏移”电位器,使“位置跟随误差”(DGN800802)的值接近“0”后,就可以排除故障。对于出现参考点的位置不稳定的故障,首先检查挡块的位置和接触情况,然后检查脉冲编码器“零脉冲”是否有问题,最后检查电动机与丝杠之间的间隙。如果不稳定的位移误差很小时,一般属于最后一种情况,应该消除间隙,消除连接松动。参考点整螺距偏移。在加工工件时,总是发生稳定的位移误差,而且正好等于丝杠的螺距,那么,问题就出在回参考点上。参考点一般都是设在“参考点减速”挡块放开后的第一个“零脉冲”上。若挡块放开时,编码器恰巧在“零脉冲”附近,就会出现整螺距偏移。需要重新调整减速挡块位置,最好是减速挡块放开位置与编码器“零脉冲”位置相差半个螺距。对于回参考点时报警,并有报警信息的故障。针对报警信息,查看机床说明书,作相应处理。信息提示可能属于:编码器“零脉冲”不良及系统光栅尺不良、屏蔽线不良、系统参数设置错误等故障。对于硬件不良,需要维修或更换;对于参数设置错误,需要按备份参数进行重新设置。3.结语数控机床操作过程中出现回参考点故障时,主要发生在上述几个方面,根据回参考点的原理,就可以按顺序分步骤地进行排查,找到关键所在,应用正确的方法排除故障。
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