陳天昱（齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理中心，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

淺析數(shù)控設(shè)備回參考點(diǎn)過程及常見故障

陳天昱
（齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理中心，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

摘 要：回參考點(diǎn)操作是數(shù)控設(shè)備在加工之前需要執(zhí)行的一種特殊操作。本文以西門子數(shù)控系統(tǒng)為例，闡述了數(shù)控設(shè)備回參考點(diǎn)的過程，并結(jié)合工作中的幾個(gè)維修實(shí)例分析了故障的原因及處理方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)控設(shè)備；回參考點(diǎn)；過程；常見故障

一、為什么要回參考點(diǎn)

數(shù)控設(shè)備一般分為三大模塊，一是數(shù)控系統(tǒng)（軟件），二是機(jī)身本體（硬件），三是被加工目標(biāo)（浮動(dòng)件）。它們分別有三個(gè)坐標(biāo)系，即程序坐標(biāo)系、機(jī)械坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系。三者需要結(jié)合起來才能進(jìn)行正確的加工。其中機(jī)械坐標(biāo)系是由設(shè)備本身來建立的。建立的方法需要借助參考點(diǎn)與機(jī)械坐標(biāo)的關(guān)系，因此找參考點(diǎn)的過程就是建立機(jī)械坐標(biāo)系的過程，找到了參考點(diǎn)就相當(dāng)于把機(jī)身本體和數(shù)控系統(tǒng)聯(lián)系到了一起。之后再通過對刀和加零偏等過程又把機(jī)械坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系聯(lián)系在一起，這時(shí)設(shè)備就可以正確的運(yùn)行了。

二、回參考點(diǎn)原理及過程

1 回參考點(diǎn)的原理

由于位置檢測系統(tǒng)種類的不同，回參考點(diǎn)的方式也不相同。常見的檢測系統(tǒng)有相對位置檢測系統(tǒng)和絕對位置檢測系統(tǒng)。

相對位置檢測系統(tǒng)由于在關(guān)機(jī)后位置數(shù)據(jù)丟失，所以在設(shè)備每次開機(jī)后都要先回零點(diǎn)，對坐標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)才可以投入運(yùn)行，一般使用擋塊式回零。帶距離碼的相對位置檢測系統(tǒng)也可不用擋塊式的回歸方式，因此不必返回一個(gè)固定的參考點(diǎn)。

絕對位置檢測系統(tǒng)在電源切斷時(shí)也能檢測機(jī)械的移動(dòng)量并進(jìn)行數(shù)據(jù)核對，所以每次開機(jī)后不需要進(jìn)行原點(diǎn)回歸。當(dāng)更換絕對位置檢測器或絕對位置丟失時(shí)，應(yīng)重新設(shè)定參考點(diǎn)，絕對位置檢測系統(tǒng)一般使用無擋塊式零點(diǎn)回歸。

2 回參考點(diǎn)過程

2.1 增量式

以西門子系統(tǒng)802D、810D、840D為例：

（1）運(yùn)行過程。操作面板選擇回參考點(diǎn)方式并按下設(shè)定好的回歸參考點(diǎn)方向鍵

回歸軸以Vc速度快速向參考點(diǎn)檔塊位置移動(dòng)

當(dāng)回零開關(guān)撞上擋塊后，開始按照MD34050設(shè)定方向并以Vm速度移動(dòng)，

尋找到第一個(gè)零脈沖時(shí)，再以Vp速度移動(dòng)Rv參考點(diǎn)偏移距離后停止，就把這個(gè)點(diǎn)作為參考點(diǎn)。

（2）相關(guān)參數(shù)：使用參考點(diǎn)減速開關(guān)34000=1；返回參考點(diǎn)方向MD34010；尋找參考點(diǎn)開關(guān)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(diǎn)偏移（Rv）MD34080；參考點(diǎn)設(shè)定位置（Rk）MD34100。

帶距離編碼參考點(diǎn)標(biāo)志的線性測量系統(tǒng)，回參考點(diǎn)時(shí)不必返回一個(gè)固定的機(jī)械參考點(diǎn)，且正負(fù)方向均可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)回零操作。只要機(jī)械軸移動(dòng)超過兩個(gè)參考點(diǎn)距離就能得到該軸的絕對位置。相關(guān)參數(shù)：

34000=0（不用返回參考點(diǎn)減速開關(guān)信號）；34060設(shè)為返回參考點(diǎn)最大移動(dòng)距離=兩倍直線光柵尺標(biāo)準(zhǔn)參考點(diǎn)標(biāo)志柵格間距；34090返回參考點(diǎn)偏移值；34200=3（選擇距離編碼光柵尺）；34300直線光柵尺標(biāo)準(zhǔn)參考點(diǎn)標(biāo)志柵格間距；34310光柵尺信號節(jié)距。

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

2.2 絕對式

以西門子系統(tǒng)802D、810D、840D為例：

（1）調(diào)試過程。（a）設(shè)置參數(shù)：MD34200=0 絕對編碼器位置設(shè)定； MD34210=0 絕對編碼器初始狀態(tài)； （b）選擇“手動(dòng)”模式，將控制軸移動(dòng)到參考點(diǎn)附近；（c）輸入?yún)?shù)：MD34100，機(jī)械坐標(biāo)位置；（d）激活絕對編碼器的調(diào)整功能：MD34210＝1.絕對編碼器調(diào)整狀態(tài)；（e）按復(fù)位鍵，使參數(shù)生效；（f）回歸參考點(diǎn)；（g）機(jī)身不移動(dòng)，系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置參數(shù)：34090 參考點(diǎn)偏移量；34210=2絕對編碼器設(shè)定完畢狀態(tài)，屏幕上顯示位置是MD34100設(shè)定位置。

（2）相關(guān)參數(shù)。參考點(diǎn)偏移量34090；機(jī)械坐標(biāo)位置34100；絕對編碼器位置設(shè)定34200；絕對編碼器初始狀態(tài)34210 0.初始 1.調(diào)整 2.設(shè)定完成

三、故障分析

1 某數(shù)控定梁龍門銑，工作臺(tái)找不到參考點(diǎn)。此機(jī)床采用的是帶距離碼的光柵尺，所以先換了幾個(gè)位置找參考點(diǎn)，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(hù)板對光柵尺讀數(shù)頭反饋電纜兩邊插頭進(jìn)行校線，都通，確定反饋電纜沒有問題，此時(shí)問題就集中在光柵尺和讀數(shù)頭上了，將讀數(shù)頭卸下，觀察讀數(shù)頭的玻璃光柵，發(fā)現(xiàn)上面有一層油污，用酒精浸泡的脫脂棉對其進(jìn)行清潔， 并對光柵尺也同樣進(jìn)行清潔。清潔完畢后，將機(jī)床復(fù)原，送電回參考點(diǎn)，參考點(diǎn)順利找到，故障排除。

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

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

4 某數(shù)控立式加工中心，A軸為可拆卸式的旋轉(zhuǎn)卡盤。一次操作者反映A軸無法反相進(jìn)給。到現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)機(jī)床手動(dòng)可以旋轉(zhuǎn)，只是在執(zhí)行程序時(shí)給反相進(jìn)給程序仍向正向旋轉(zhuǎn)。在排除了電機(jī)和線路的故障后，懷疑機(jī)床數(shù)據(jù)出現(xiàn)了篡改。核對數(shù)據(jù)將30310（回轉(zhuǎn)軸取模轉(zhuǎn)換）改為0之后機(jī)床恢復(fù)正常，但重新上電又出現(xiàn)了A軸找不到參考點(diǎn)的問題，于是還是懷疑數(shù)據(jù)出現(xiàn)了篡改，繼續(xù)核對與回參考點(diǎn)相關(guān)參數(shù)將34000（是否使用回參考點(diǎn)減速開關(guān)）改為0，機(jī)床恢復(fù)正常。

結(jié)合上述實(shí)例和工作經(jīng)驗(yàn)可以大致得出找參考點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)的故障點(diǎn)主要集中在：（1）控制模塊；（2）反饋電纜；（3）讀數(shù)頭；（4）光柵尺/編碼器；（5）參數(shù)設(shè)置等幾個(gè)方面。在實(shí)際工作中應(yīng)按照由簡入繁的順序進(jìn)行排查，最終將故障排除。

結(jié)語

數(shù)控設(shè)備回參考點(diǎn)是一個(gè)比較復(fù)雜的過程，以上是本人結(jié)合實(shí)際工作和平時(shí)學(xué)習(xí)積累對回參考點(diǎn)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(xiàn)

[1] 牛瑞利. 數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)的故障分析與排除過程[J]. 中小企業(yè)管理與科技，2010 （33）.

中圖分類號：TG502

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A