薛虎成　寧釗

【摘 要】數(shù)控機(jī)床的零點(diǎn)確定對于機(jī)床的意義非同一般，通過對FANUC系統(tǒng)常見的幾種回零方式原理，調(diào)整方式的闡述，和幾個典型的回零故障，使讀者對FANUC系統(tǒng)機(jī)床回零的原理有所認(rèn)識，回零故障的排除有一定的處理能力。

【關(guān)鍵詞】擋塊柵格零點(diǎn)減速

【作者簡介】薛虎成生于1985年，男，漢族，陜西咸陽人，大學(xué)本科，工程師，研究方向：數(shù)控設(shè)備管理與維修。

一、零點(diǎn)的定義以及回零的意義

本文所討論的零點(diǎn)，即機(jī)床參考點(diǎn)，是機(jī)床上的一個作為加工基準(zhǔn)的特定點(diǎn)。在數(shù)控機(jī)床上，各坐標(biāo)軸的正方向是定義好的，因此只要機(jī)床原點(diǎn)一旦確定，機(jī)床坐標(biāo)系也就確定了。機(jī)床原點(diǎn)往往是由機(jī)床廠家在設(shè)計機(jī)床時就確定了，但這僅僅是機(jī)械意義上的，數(shù)控系統(tǒng)還是不能識別，為了讓系統(tǒng)識別機(jī)床原點(diǎn)，以建立機(jī)床坐標(biāo)系，就需要執(zhí)行回參考點(diǎn)的操作。一旦回零找參考點(diǎn)不準(zhǔn)確的話，必然會影響我們的加工精度，所以回零的討論對于數(shù)控機(jī)床意義重大。

二、FANUC系統(tǒng)機(jī)床回零及原理

1.回零的類型

1. 柵格法回零。該方法使用范圍較廣，使用該方法回零的機(jī)床一般采用增量式測量元件，根據(jù)回零方式又可分為以下兩種：1.1有減速擋塊回零。1.2無減速擋塊回零。

1. 磁感應(yīng)開關(guān)法。該方法在使用過程中，存在零點(diǎn)定位漂移現(xiàn)象，因此使用較少，本文不予以討論。

1. 絕對值法。該方法適用于可以將機(jī)床零點(diǎn)設(shè)定好以后，不再需要重新回零，使用該方法回零的機(jī)床一般都采用絕對式位置測量元件。

2.有減速擋塊回零過程：（Z軸為例）

（1）選擇回零方式。

信號狀態(tài)：G43（0，1，2，7）=（1，0，1，1）.P1005（0）ZRN=1

（2）手動選擇Z軸回參考點(diǎn)的方向，并按下，此時Z軸朝回零方向移動。

信號狀態(tài)：G100（0）[+JZ]或G102（0）[-JX]置為“1”。

（3）壓減速開關(guān)前：Z軸快速移動：速度為P1424[z]設(shè)定的值。

（4）當(dāng)接近參考點(diǎn)時，安裝在機(jī)床上的減速開關(guān)會被按下使Z軸參考點(diǎn)減速信號（DEC3）變?yōu)榱?，Z軸移動速度減速為0，機(jī)床以固定的低速FL移動。

（5）脫開減速開關(guān)后，減速信號再次變?yōu)?，機(jī)床繼續(xù)以FL速度進(jìn)給，直到達(dá)第一個柵格點(diǎn)（電子?xùn)鸥顸c(diǎn)），再移動由P1850[Z]設(shè)定的柵格偏移量后，停止，此點(diǎn)就是參考點(diǎn)。

信號狀態(tài)：F094（3）[ZPZ]=1F120（3）[ZRFZ]=1

3.無擋塊回零過程（Z軸為例）：

（1）設(shè)置JOG方式，屏幕上顯示JOG方式。

信號狀態(tài)：G43（0，1，2，7）=（1，0，1，0），

（2）手動操作JOG方式，X軸移動一段距離，人工停止。

信號狀態(tài)：+JX[G100（0）]或-JX[G102（0）]

注意：運(yùn)動方向一定必須與回零方向一致;P1006（5）=0時，操作+JX;P1006（5）=1，操作-JX

（3）更換方式為回零方式，屏幕上顯示REF。

信號狀態(tài)：G43（0，1，2，7）=（1，0，1，1）

（4）再次操作z軸的JOG方向信號，機(jī)床便沿Z軸回零方向運(yùn)動[p1006（5）設(shè)定回零方向]，速度為回零低速[P1425設(shè)定值]。

1. 找到反饋元件上的第一個MARK（零信號）點(diǎn)后，再移動由P1850[z]設(shè)定的柵格偏移量后，停止，此點(diǎn)就是參考點(diǎn)。

信號狀態(tài)：F094（3）[ZPZ]=1F120（3）[ZRFZ]=1

三、機(jī)床零點(diǎn)的設(shè)定以及調(diào)整方法

1.絕對值法零點(diǎn)的設(shè)置方法：（以采用絕對編碼器為例）

（1）MDI方式下，OFFSETSETTING----SETTING光標(biāo)移至PWE---鍵入1-----input，參數(shù)保護(hù)開關(guān)打開。

（2）SYSTEM---PAPARMTER---輸入1815---SEARCH，然后將置P1815（4）APZ=0。系統(tǒng)會報警，要求關(guān)機(jī)。

（3）關(guān)機(jī)，間隔一分鐘開機(jī)。系統(tǒng)報警，Z軸需要返回參考點(diǎn)。

（4）選擇JOG或者HAND方式，移動Z軸，直到參考點(diǎn)位置。選擇MDI方式下，置P1815（4）APZ=1。系統(tǒng)報警，要求關(guān)機(jī)。

（5）MDI方式下，OFFSETSETTING----SETTING----PWE---鍵入0----input，參數(shù)保護(hù)開關(guān)關(guān)閉。

（6）關(guān)機(jī)，間隔一分鐘開機(jī)。通過LCD觀察發(fā)現(xiàn)機(jī)床機(jī)械絕對系跳變?yōu)镻1240設(shè)定的值。

（7）觀察參考點(diǎn)已經(jīng)建立信號F0120（0）ZRFX=1，系統(tǒng)再無報警，零點(diǎn)設(shè)定完成。

2.柵格法零點(diǎn)的設(shè)置

由于是非絕對式的零點(diǎn)，每次開機(jī)需要回零，所以只需要把相應(yīng)的參數(shù)按照實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定即可。

P1005（1）：將無擋塊的參考點(diǎn)設(shè)定功能設(shè)定為0：無效，1：有效;P1006（5）：手動返回參考點(diǎn)的方向?yàn)?：正方向，1：負(fù)方向;P1821：伺服軸的參考計數(shù)器容量;P1850：伺服軸的柵格偏移量;P1815（1）：是否使用外置位置測量元件。0：不使用，1：使用;P1815（4）：采用絕對式位置測量元件時，是否已完成設(shè)定。0：未完成1：完成P1815（5）：是否采用絕對式位置檢測器。0：否1：是P1240：各個軸第一參考點(diǎn)的坐標(biāo)值P1420：各個軸的快速速度P1425：所有軸回零低速速度P3003（5）：減速開關(guān)有效狀態(tài)0：0有效，1：1有效

四、回零故障實(shí)例分析

例1：設(shè)備名稱：數(shù)控銑床，VMC-800北京第一機(jī)床廠

故障現(xiàn)象：X軸在回零過程中，找不到參考點(diǎn)，機(jī)床報警。

故障分析：該設(shè)備的回零方式，屬于有擋塊式回零方法，位置測量元件采用的是，帶零點(diǎn)標(biāo)記的直線光柵尺。依靠擋塊式回零原理進(jìn)行分析。

1.觀察機(jī)床回零過程中，有無減速過程。發(fā)現(xiàn)有減速過程，故證明該設(shè)備的減速開關(guān)及其電氣線路均正常，機(jī)床找不到參考點(diǎn)，問題可能出在尋找零點(diǎn)標(biāo)記過程中。

2.打開護(hù)板，查看光柵尺接口及其線路未發(fā)現(xiàn)異常，但發(fā)現(xiàn)由于光柵尺所處位置環(huán)境惡劣，積累較多油污。拆下光柵尺，利用光柵尺檢測儀對光柵尺進(jìn)行檢測，未發(fā)現(xiàn)零點(diǎn)標(biāo)記信號。

3.打開光柵尺，利用酒精綢布對光柵尺本身進(jìn)行清理，重新利用光柵尺檢測儀進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)零點(diǎn)標(biāo)記信好。重新安裝光柵尺，進(jìn)行回參考點(diǎn)操作，恢復(fù)正常。

例2：設(shè)備名稱：加工中心，TH6350北京機(jī)床研究所

故障現(xiàn)象：機(jī)床回參考點(diǎn)動作正常，但每次確定的參考點(diǎn)位置偏差較大，

且差值無規(guī)律。

故障分析：該設(shè)備屬于擋塊式回零，位置測量元件采用的帶零脈沖的編碼器。依靠擋塊式原理進(jìn)行分析。

1.因?yàn)榛亓銊幼骺梢皂樌瓿桑C明參數(shù)設(shè)置正常，開關(guān)正常，正外圍線路無明顯故障，故障點(diǎn)應(yīng)該在伺服軸減速后的過程中。

2.檢查擋塊，發(fā)現(xiàn)擋塊無松動現(xiàn)象。由于該設(shè)備為半閉環(huán)設(shè)備，故可將電機(jī)與絲杠脫開，然后手動壓回零開關(guān)，經(jīng)多次測試發(fā)現(xiàn)，每次回參考點(diǎn)動作完成后，電機(jī)總是停在一固定位置。由此，可判斷編碼器的零脈沖無故障，問題應(yīng)該出在傳動鏈上。

3.檢查聯(lián)軸器，發(fā)現(xiàn)絲杠與聯(lián)軸器間的彈性膨脹套配合間隙過大，有松動現(xiàn)象，修復(fù)膨脹套，重新安裝，重新回零，機(jī)床恢復(fù)正常。

參考文獻(xiàn)：

1.BEIJING-FANUC0I-MC系統(tǒng)參數(shù)說明書

2.BEIJING-FANUC0I-MC系統(tǒng)維修說明書