数控机床回参考点故障及检修

数控机床回参考点的故障分析和排除数控机床参考点又名原点或零点，是机床的机械原点和电气原点相重合的点，是原点复归后机械上固定的点。

机床参考点确立后，各工件坐标系随之确立，即参考点为工件坐标系的原始参照系。

文章通过对数控机床回参考点的确立，并结合回参考点的故障维修实例，从而归纳总结出回参考的故障排除方法。

标签：数控机床；参考点；测量反馈元件1 参考点的确立数控系统按检测反馈元件测量方式的不同分为绝对脉冲编码器方式和增量脉冲编码器方式两种。

数控系统反馈元件采用绝对脉冲编码器，坐标值实际位置是靠位置检测装置的电池来维持，因此系统断电后，绝对脉冲编码器会记住当前位置。

在数控机床正常使用过程中，只要保证绝对脉冲编码器的后备电池有效，机床开机就不需要再进行回参考点操作。

而采用增量脉冲编码器的数控系统，系统断电后，工件坐标系的坐标值就会消失，因此机床每次开机后都必须先进行回参考点操作，通过参考点来确定机床的坐标原点，从而建立正确的机床坐标系。

除此之外，机床在按下急停开关及机床出现故障并修复后都需要进行一次手动回参考点的操作。

数控机床各轴回参考点的运动中，各轴的运动速度是在机床参数中设定的，并且数控系统是通过PLC的程序编制和数控系统的参数设定决定的，因此，数控机床各轴回参考点是通过PLC和数控系统配合完成的。

2 数控机床回参考点的故障维修实例下面介绍几个第一重型机械集团公司的数控机床回参考点的故障维修实例：例1军工分厂一台型号为TK6516数控铣镗床，数控系统为SIEMENS840D，Y轴出现回参考点位置的准确性差的故障，从而影响加工精度的故障。

维修人员首先检查该机床Y轴测量编码器的+5V电压是正常的，并且该轴在手动方式下能正常工作，回参考点的动作过程也正常，再检查参考点减速速度参数MD34040、位置环增益参数MD32200设置也都正确。

分析可能是由于编码器“零脉冲”受到干扰而引起的此故障，再经过仔细检查该故障轴后，发现该轴编码器的连接电缆的屏蔽线脱落，重新连接脱落的屏蔽线后，该故障轴回参考点位置准确，机床加工精度恢复。

数控机床回参考点故障及检修数控机床回参考点故障原因及检修十堰职业技术（集团）学校唐运福关键词：参考点；回零；故障检修数控机床的原点是数控机床厂家设定在机床上的一个固定点，作为机床调整的基准点。

机床开机、按下急停开关后以及机床出现故障并修复后都需要进行一次返回参考点的操作。

回参考点的方式因数控系统类型和机床生产厂家而异，目前，采用脉冲编码器或光栅尺作为位置检测的数控机床多采用栅格法来确定机床的参考点。

一、数控机床返回参考点的控制原理及调整方法现以SSCK-20数控车床(系统为FANUC-OTD)为例，说明数控机床返回参考点的控制原理及调整方法。

系统在返回参考点状态(REF)下，按下各轴点动按钮(+J)，机床以快移速度向机床参考点方向移动，当减速开关(*DEC)碰到减速挡块时，系统开始减速，以低速向参考点方向移动。

当减速开关离开减速挡块时，系统开始找栅格信号(编码器一转信号)，系统接收到一转信号后，以低速移动一个栅格偏移量(如果系统参数设定栅格偏移量)，准确停在机床的参考点上。

V1速度由系统参数518(X轴)、519(Z轴)决定，设定范围为30～24 000 mm/min，本机床分别设定为4 000 mm/min和6 000 ram/rain。

V2速度由系统参数534(所有轴)决定，设定范围为6～15 000 ram/rain，本机床设定为200 mm/min。

栅格偏移量根据机床实际调整由系统参数508(X轴)、509(Z轴)确定二、数控机床返回参考点的调整数控机床各轴传动机械拆装后、进给伺服电动机更换后、位置检测装置修复后都将导致机床参考点位置不准，需对机床的返回参考点进行调整。

通常机床参考点设计在机床刀架X轴、Z轴正方向上。

如果机床的刀架在机床回零操纵中要求设定固定的位置，只用调整回零开关撞块的方法是不能实现的，必须调整控制机床的相应参数。

机床相应参数调整步骤如下：1、预置参数0508项，X轴栅格调整的预置值。

长沙航空职业技术学院毕业论文设计题目：数控机床返回参考点的控制及常见故障诊断所在系别：航空机械制造工程系专业名称：数控设备应用与维护所在班级：数控设备应用与维护0901班学生姓名：**指导教师：***日期：2012年5月20日空军航空维修技术学院毕业设计（论文）任务书数控设备应用与维护专业 0901班姓名陈豪学号 29指导老师：黄登红设计题目：数控机床返回参考点的控制及常见故障诊断设计题号：17设计内容及要求：1.绘制并打印数控机床的挡块式和无挡块式回零控制原理图各一张（2号图纸）；2.完成设计说明书编制（不小于4000字）；设计说明书内容应包括：分析数控机床返回参考点的必要性；阐述数控机床返回参考点的原理和常见方式；完成返回参考点PLC控制程序编写（使用梯形图）和说明；与返回参考点相关的系统参数及其功能说明；返回参考点的常见故障及解决措施。

联系方式：手机：159****5961电话：*************邮箱：******************数控教研室2011年10月目录摘要 (4)绪论 (5)第一章数控机床返回参考点的必要性 (6)第二章数控机床返回参考点的原理及常见方式 (8)2.1 增量栅格法（挡块式）回参考点原理 (9)2.2 绝对栅格法（无挡块式）回参考点原理 (9)第三章数控机床返回参考点的相关参数及设定 (16)第四章数控机床返回参考点的PMC控制 (20)4.1 可编程控制器（PMC）简介 (20)4.2 数控机床返回参考点的PMC控制 (21)第五章数控机床返回参考点的常见故障分析及诊断.205.1 数控机床不能返回参考点的原因 (20)5.2 数控机床回参考点故障的主要类型错误!未定义书签。

5.3 数控机床回参考点常见故障分析与诊断错误!未定义书签。

5.3.1 增量式（挡块式）回零过程中的常见故障分析及诊断.............. 错误!未定义书签。

5.3.2 绝对式（无挡块式）回零过程中的常见故障分析及诊断............ 错误!未定义书签。

如上述测量的值在规定范围内，说明： 如上述测量的值在规定范围内，说明：
1）减速开关及接线不良，活更换减速开关 或重新接线 2）减速挡块位置不正确，重新调整减速挡块 3）进给伺服电动机内装编码器不良，拆开伺服电动机内 装编码器进行清洗，检查连接电缆及电缆的插座是否 良好 4）全闭环检测装置不良或有灰尘及油污，清洗光栅尺的 长光栅 5）如果只是每天早上首先开机出现，则更换系统的备份 电池 6）伺服放大器或者系统主板不良，则更换不良部件
2、机床能够正常执行返回参考点操作，但 参考点位置出现随机偏差
出现上述测速量超差的原因及处理方法： 1）伺服电动机与丝杠联结松动，紧固伺服电动 机与丝杠的联轴节。 2）丝杠螺母副间隙过大，调整丝杠螺母副的间 隙或者更换整套丝杠螺母副 3）丝杠两端固定或支撑的轴承间隙过大或不良， 调整丝杠两端的轴承间隙或更换轴承
数控机床返回参考点常见故障分析
主要内容： 1、数控执行返回参考点控制中
出现超程报警 2、机床能够正常执行返回参考 点操作，但参考点位置出现随 机偏差 3、机床参考点绝对位置丢失报 警（#300）
1、数控执行返回参考点控制中出现超程报 警
1、机床执行返回参考点控制中出现超程报警 （1）机床返回参考点过程中无减速动作或者一 直以减速移动故障原因 1）减速开关及接线不良 2）减速开关与挡块位置不当 3）减速开关信号系统的I/O接口故障 4）系统本身不良
故障的诊断： 通过系统PMC状态监控画面，检查机床在返回 参考点控制过程中信号是否正常，如果信号不 变化，则为减速开关不良。如果信号变化正常， 则为系统本身故障
（2）机床返回参考点过程中有减速动作 故障原因： 1）机床离参考点位置太近 2）减速挡块与机床超程保护开关太近 3）系统一转信号不良 故障的诊断与处理

总第 １ ７ ５ 期 ２ ０ １ ７年 第 １ １ 期
机 械管理开发
ＭＥ ＣＨＡＮＩ Ｃ ＡＬ ＭＡＮＡＧＥ ＭＥＮ Ｔ ＡＮＤ ＤＥ ＶＥＬ Ｏ ＰＭＥＮ Ｔ
Ｔ ｏ ｔ ａ ｌ １ ７ ５
Ｎｏ ． １ １ ， ２ ０ １ ７
峨蚋麟
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ６ ５ ２ ５ ０ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｎ ｌ ４ － １ １ ３ ４ ／ ｔ ｈ ． ２ ０ １ ７ ． １ １ ． １ ６
１ ． ２ ． ２ Ｆ Ａ Ｎ Ｕ Ｃ ０ － Ｔ系统 １ ） 选择 Ｈ Ａ Ｎ Ｄ Ｌ Ｅ方式 ， 用手轮将机床刀 台移到 靠 近参 考位 置处 。 ２ ） 选择 Ｍ Ｄ Ｉ 方式 ， 将参数 Ｐ ２ １ ＝ １ ０ ０ ０ ， Ｐ ２ ２ ＝ ０ ， 机 床关断 电源。
３ ） 开机， 参数 Ｐ ２ １ ＝ １ ０ １ １ ， 机床关断电源 。 ４ ） 开机 ， 参数 Ｐ ２ ２ ＝ ０ ０ １ １ ， 机床关断电源 。
的电动机每转的栅格信号使伺服电动机停止 ，将该 位置 定位 机床 的参 考 点 。 选择一个适合操作的位置 ，设置挡块和减速开 关， 把这个位置作为机床的零点。具体操作如下：
置， 从而建立一个正确的机床坐标系。 这就是数控机
床返 回机床参考点 的目的。 机床坐标轴移动到预先指定好 的准确位置 （ 即 参考点） ， 这个参考点到位后把该点的机床坐标值人
到一转信号后 ，按系统参数设定方向移动到栅格信 号位置停止 ， 该位置为机床的参考点位置 ， 回参考点
操作 完 成 ， 见图 １ 。
实际坐标记数器 出错（ 发生多记或少记现象） 的故障，
不管该轴进行多少次往复运动操作 ，机床控制系统
总能保持 以参考点为基准 ，保持实际位置与实际坐 标的一致 。 一旦机床在运动中出现坐标轴出错 ， 机床 出现报警 ， 且 自动要求执行重新返 回参考点的操作 ， 在重新返 回参考点之前 ， 报警无法消除 ， 也不能进行 自动循环 和 Ｍ Ｄ Ｉ 操作 。因此 ， 上述指定的参考点位

浅 谈 数 控 机 床 回 考 点 及故 障 分 新 处 理
摘 要： 机床 参考点是机床机械 原点与 电气原点 相重合的 点， 是建立工件 坐标 系的关
键， 本文主要介 绍 了机床 回参 考点 的几种 常见方 法及回参 考点 的动作过 程 ， 而形成数 从
控机床 回参考点故障分析 思路 ， 同时介 绍 了常见的机床 回参 考点故障原 因与处理方法 。
得准 确的位置值 。
关 ，采用何种 方式或如 何运行 ，系统都 是通 过 Ｐ Ｃ的程 序编制 和数控 系统 的机 床参数 设定来 Ｌ
决 定 ， 的运动速度 也是在机 床参数 中设定 的。 轴 数 控系统 回参考点 的过程是 Ｐ Ｃ系统与数控 系 Ｌ 统 配合完 成的 ，由数控 系统给 出 回参 考点 的命
速挡块 位置不 正确或松动 ；减 速挡块 的长度 太 短； 回参考点 用的减速 开关的位 置不 当或松 动 ， 该 故障一般在 机床大修 后或 长期使用 未保 养 时
发生 。
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 。每 台数 控机床 可以有一个 参考 原 点 ， 可以按需要设 置多个参考原 点。控制 系统 也 启动 后 ， 多数 机床要 自动返 回参考点 ， 并重新 获
关键 词 ： 参考点 ； 减速 开关 ； 故障 分析
黑龙江 李 战梅
数控 机床 是集 机械 制 造 、 计算 机 、 液压 、 气
即停 止 ， 该停止点被认 做参考点 。 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 回参 考 点操作后 ， 机床参 考点的保持性好 。磁 开关 法 的特点是软 件及硬件 简单 ，但参 考点位 置 随着 伺 服电机速 度的变化 而成 比例地漂移 ，即参 考 点 不确定 。 目前 ， 多数机床采 用栅点 法 。栅 点法 中 ， 大 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 回参考点 和 以增量 脉冲 编码 器方 式 回参考点 。在使用绝 对脉 冲编码器作 为测 量反 馈 元件 的系统 中， 床调试 时第 一次 开机后 ， 机 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

，
参 考 点 方 向移 动 当挡 块 再 次 压 下 零 点 开 关 时 数 控 系 统
，
，
的过 程 结 束
。
开 始 寻 找 零 点 当接 收 到 第
，
一
个零点脉 冲 便 已确定参考
，
这 种 回参 考 点 方 式 可 以 避 免 在 参 考 点 位 置 回参 考 点
这 种 不 正 常 操 作 对 加 工 中心 造 成 的 危 害
是
PLC
PLC
的程
13 2 2
．
初 始信 号 是 零
，
CNC
检测 到这种状态后
，
，
发 出向回
，
序 编 制 和 数 控 系统 的 机 床 参 数 设 定 决 定 的
，
轴 的运 动速
参 考 点 方 向相 反 的 方 向 运 动 指 令 在 零 点 开 关 被 释 放 即
13 2 2
．
数 控 机 床 回参 考 点 的过 程
，
维修 实 例
，
例
1
X H 7 14
加 工 中心 开 机 回 参 考 点
。
，
x
轴 向 回参
的每 次 开 机 都 不 必 再 进 行 回 参 考 点 操作 而 使 用 增 量 脉
，
。
考 点 的相 反 方 向 移 动 该机 配
，
冲编 码 器 的 系 统 中
，
，
机 床 每 次 开 机 后 都必 须 首 先 进 行 回
，
S IE M E N S 8 10 D
数控系统
，
采 用 半 闭环 控 制
。
参 考 点 操 作 以 确 定 机 床 的坐 标 原 点 寻 找 参 考 点 主 要 与

解决措施 ：将数控机床 回参考点的坐标轴先远
机床回参考点常见故障现象
故障现象 可能原因 参 考 点的 位 置与 实际 位置 减速撞块有松动 位置不正确 出现偏差 回不 到参 考 点 ，机床 回参 考 点轴 没有 减 速 ， 出现 未 准 信号线断线或减速开关坏 备好（ Ｎ ＯＴ Ｒ Ｅ ＡＤＹ）
码 器 和 机床 坐 标 轴 连 接处 进 行 查 看 ，最 后 确定 是 编
电，导致 电动机瞬时停止 ，带动 回参考点轴移动 ，
而Ｃ ＮＣ 没有 及 时地 得 到 信号 ，导 致开 机 实 际位 置 与 机 械坐 标 的 数 值不 一 致 。 解决 措 施 ：修 改Ｃ ＮＣ 参 数 ，把 参 数 １ ３ ０ ０ 的 ＃６
， ，
，
软 限位报警或９ ｏ 号报 警
Ｍｉ ｌ ｌ ／（ 收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ ０ ８ ０ ６ ）
磊
冷 加 工
７ ９
设 备 ｓ 维 修
上 ｑ ｕ ｉ ｐ 工中心回参考点故障分析与排除
河北省 机 电工程技 师学院 （ 张家 口 ０ ７ ５ ０ ２ ３ ） 张亚 力 刘 志 吴挣 杰
本 文 以Ｆ ＡＮＵＣ ￣ Ｎ 对 编 码 器 的 系 统 为 例 ，主 要
码器的联轴 器损坏。虽然机床坐标轴是可以动 的，
但 在 联 轴 器断 裂 处是 有 摩 擦 力 的 。
解决措施 ：更换编码器的联轴器。故障消失。
改为０ ，当向正方 回参考 点时修改参数 １ ３ ２ ０ 回参考
点轴的数值为最大 （ ９ ９ ９ ９ ９ ９ ９ ９ ９ ９ ）；当向负方 回
故 障 原 因 ：分 析 故 障 前 机 床状 态 ，机 床 由于 断

数控机床回参考点故障分析与排除-轻松数控网2012-11-08 | 阅：1 转：90| 分享修改数控机床回参考点摘要：本文分析了数控机床返回参考点的原理，结合具体数控机床事例，对故障各种形式进行分析、诊断及排除，并提出了对加工中心机床换刀点的改进意见。

关键词：数控机床；参考点；故障诊断；排除0前言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问题是非常必要的。

1 返回参考点的原理数控机床按照控制理论可分为闭环、半闭环、开环系统。

闭环数控系统装有检测最终直线位移的反馈装置，半闭环数控系统的位置测量装置安装在伺服电动机转动轴上或丝杆的端部，也就是说反馈信号取自角位移，而开环数控系统不带位置检测反馈装置。

对于闭环、半闭环数控系统，通常利用位移检测反馈装置脉冲编码器或光栅尺进行回参考点定位，即栅格法回参考点。

而开环系统则需另外加装检测元件，通常利用磁感应开关回参考点定位，即磁开关法回参考点。

无论采用哪种回参考点操作，为保证准确定位，在到达参考点之前必须使数控机床的伺服系统自动减速，因此在多数数控机床上安装减速挡块及相应的检测元件。

栅格法根据检测反馈元件计量方法的不同又可分为绝对栅格法和增量栅格法。

采用绝对脉冲编码器或光栅尺回参考点的称为绝对栅格法，在机床调试时，通过参数设置和机床回零操作确定参考点，只要检测反馈元件的后备电池有效，此后每次开机，均记录有参考点位置信息，因而不必再进行回参考点操作。

采用增量式编码器或光栅尺回参考点的称为增量栅格法，在每次开机时都需要回参考点。

不同数控系统返回参考点的动作、细节有所不同，图1中以某数控铣床(采用FANUC 0i 系统)为例，简要叙述增量栅格法返回零点的原理和过程。

在图1中，快速进给速度参数、慢速进给速度参数、加减速时间常数、栅格偏移量等参数分别由数控系统的相应参数设定。

中， 只要不 改变 脉 冲编 码器 与 丝 杠 间 的相对 位置 或 不 到零 的过程 ， 停止 位 置 常 常 与零 点 正 确 位 置 前移 或 但 后 移一 个 丝杠 螺 距 （ 即相 当 于编 码器 １转 的机 床位 移 量 的偏 差 ） 即返 回参 考点 操作 失败 。该故 障 可 能有 ３ ， 种 可能 ： 可能是 回归参 考 点 的零 标 志 位信 号 已被 错 ① 过， 只能 等待 脉 冲编码器 再 转 ｌ 后 ， 周 测量 系 统才 能 找
ｔ ｅ ＣＮＣ ｆｕ ｔｄ ａ ｎ ｓｓａ ｄ ｂ ｓｃ ｒ ｐ ｉ ｙ ． ｈ ａ ｌ ｉｇ ｏ ｉ ｎ ａ ｉ ｅ ａｒｗａ ｓ Ｋｅ ｗｏ ｄｓ： ｙ ｒ ＣＮＣ； ｔ ｒ ｍｅ； ｕ ｔＤｉｇ ｏ ｉ Ｒｅｕ ｎ Ｈｏ Ｆａ ｌ ａ ｎ ｓｓ
目前 数控 机床 回参 考 点 的方 式有 两 种 ： 用 脉 冲 使 编码器 或光栅 尺 的栅 格法 和使用磁 感应 开关 的磁开关
装置在 断 电状 态时会 失 去 对 机床 坐 标值 的记 忆 ， 次 每 机床通 电 时都 要进行 回零操 作 。 由于 目前 大 多数数 控 机床均采 用增 量式 位置 检 测 装置 ， 果 数 控机 床 回参 如 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 ， 至 出现撞 车 事 故 。因此 甚
规律 。 出了相应 的诊 断和维修 方法 。 提 关键 词 ： 数控 机床 回参 考点 故障诊 断
Ｄｉｇ ｏ ｉ ｔ ｏ ｏ ｍｍｏ ａ ｌ ｆＣＮＣ ｃ ｉｅ Ｔ ｏｓ Ｒｅ ｕ ｎ Ｈｏ ａ ｎ ｓｓ Ｍｅ ｈ ｄ ｆ ｒ Ｃｏ ｎ Ｆ ｕｔ ｏ ｓ Ｍａ ｈｎ ｏ ｌ ｔ ｒ ｍｅ
￣ Ｎ ｎｉ ｏｅｅ ｆ ｈｍｃｌ ｅｈｏ ｇ ，ａｊ ｇ １０８ Ｃ Ｎ） ）ａＪ ｇＣｌｇ ｅ ｉ ｃｎｌ Ｎ ｎ ｎ ０４ ，Ｈ ｎ ｌ ｏＣ ａＴ ｏ ｙ ｉ ２

床恢复正常。
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 ，在机床本体 上安装磁铁及磁感应原点开关或接 近开关 ， 当磁感应开关或接近开关检测到原点信号后 ， 伺服 电机 立即停止运行 ， 该停止点被认作原点 。目前 ， 多数控机床采用 大
栅点法。 ２常见 回参 考点故 障维修实例 ． 例 １ 一 台 Ｆ Ｎ Ｃ ０系统 的数控 机床 ，回参考点 动作正 Ａ Ｕ
Ｅ－ ｉ ｙ １ ７ ＠ １ ３ｃ ｒ ｍａｌ ｗｈ ９ ４ ６ ．ｏ ： ｎ
配双列 圆锥滚子轴承 内圈调整环 的厚度 ，实测调整后轴承轴 向
间隙为 ０３ ｒｍ。 ．３ ａ
（ ） 测新轴 承外径 Ｄ ３ ０ ００ ｒ 分 依据综 合 因素 ， ２实 ＝ ６￣ ． ａ ２ ｍ， 确
——鲤逸 盔 睦
例 ２ 某 配套 Ｆ Ｎ Ｃ Ｏ 的数控铣床 ，在批量加 工零件 Ａ Ｕ Ｍ 时， 某一加工 的零件产生批量报废 。 分析及处理 ： 经过对工件进行 测量 ， 发现零 件的全部尺寸相
对位置都正确 ， 但 轴 的全部坐标值都相 差整 １ ｒ 该轴螺距 ０ ｍ（ ａ 是 １ｒ 。 ０ ｍ） 导致 轴 尺寸整螺距偏移的原因是由于参考点位置 ａ
偏移引起的 。 对于大部分 系统 ，参考点一般设定于参考点减 速挡块放开 后第一个编程器的零 脉冲上 ， 若参考点减速挡块放开时刻 ， 编码
常， 但参考点位置随机性大 ， 定位都有不 同的值 。 每次
分析及处理 ： 参考点位置随机性变化 ， 大都 由于编码器零脉 冲不 良、 电机与丝杠 的联 轴节松动 、 滚珠丝杠 间隙增大 、 电机转 矩过低及伺服调节不 良而引起跟 随误差过大等原 因造成 。由于 机床 回参 考点动作正常 ，证 明机床 回参考点功能有效 。检查发

2、系统开关量输入电缆接错或短路。
3、PLC软件。
4、硬件板卡损坏。
故障排除
1、更换轴板电缆，需更换开关量输入电缆。
3、检查PLC程序。
4、需更换系统或送厂维修。
数控机床回参考点故障诊断与维修
故障一
机床类型
FANUC 0i-Mate数控铣床
故障现象
X轴回参考点时，动作正常，但最后出现超程报警
故障分析
1、因CNC的后备电池失效，造成参数丢失，用计算机将备份参数重新装入后，再回参考点时出现各轴在行程范围中间位置处发生软限位超程报警，此时用手动方式移动各轴，既使其机械位置在行程范围中间，CRT也显示各轴位置坐标软限位超程报警。
FANUC 0i-Mate数控铣床
故障现象
Y轴回参考点时，动作正常（先正方向快速移动，碰到减速开关后，能以慢速运动），但一直运动直到超程报警。其他轴回零正常。
故障分析
1、根据故障现象和返回参考点控制原理，可以判定减速信号正常，位置检测装置的零标志脉冲信号不正常。产生该故障的原因可能是来自x轴进给电动机的编码器故障(包括连接的电缆线)或系统轴板故障。因为此时Z轴回零动作正常，所以可以通过采取交换方法来判断故障部位。交换后，发现故障转移到Z轴上(X轴回零操作正常而Z轴回零出现报警)，则判定故障在系统轴板。
2、由于减速开关无问题，而回参考点的过程还未完成，且出现的是软限位超程。说明挡块没有松劲，有可能是减速开关的位置松劲了。
故障排除
1、先将各个轴正向软限位值设成最大值，再作三轴回参考点，建立正确的机床零点，仍后再将三轴软限位改为原值。
2、经重新调整减速开关的位置，并拧紧固定锣钉，问题解决。
故障二
机床类型

数控机床回参考点过程分析、典型模式和故障分析本文分七个小部分，分别介绍了机床原点、机床参考点、工件参考点、回参考点过程、几种典型的模式以及常见的故障分析做了深入的介绍。

一、机床坐标系原点：机床原点为机床上的一个固定点，也称机床零点或机床零位。

是机床制造厂家设置在机床上的一个物理位置，其作用是使机床与系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点。

并用M表示。

该点是确定机床参考点的基准。

二、机床参考点：机床参考点是机床制造厂在机床上用行程开关设置的一个物理位置，一般用R来表示。

参考点与机床原点的相对位置是固定的，机床出厂前由机床厂精密测量确定的。

机床原点和参考点的示意图如图1所示意。

图1 数控车床的参考点和机床原点一般来说，机床坐标系原点或机床零点是通过机床参考点间接确定的。

机床参考点是机床上的一个固定点，其与机床零点间有一确定的相对位置，一般设置在刀具运动的X、Z正向最大极限位置。

展开剩余85%在机床每次通电之后，工作之前，必须进行回机床零点操作，使刀具运动到机床参考点，其位置由机械档块确定。

这样，通过机床回零操作，确定了机床零点，从而准确地建立机床坐标系，即相当于数控系统内部建立一个以机床零点为坐标原点的机床坐标系。

机床坐标系是机床固有的坐标系，一般情况下，机床坐标系在机床出厂前已经调整好，不允许用户随意变动。

对于铣床来说，有的机床参考点就是原点，有的参考点在最大行程位置。

而对于车床来说，参考点和原点不是同一点，这在图1中显示得十分明显。

三、工件坐标系原点：工件坐标系是用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系，工件原点的位置是人为设定的，它是由编程人员在编制程序时根据工件的特点选定的，所以也称编程原点。

工件坐标系原点和机床原点是有偏移的，所有的编程都是以工件原点作为原点的，在通过G53，G59来指定偏移。

四、机床回参考点过程：机床回参考点过程在往期文章（《端午节，回家就向数控机床回参考点一样，不需要理由，只需要团聚》）中已经详细说明了，这里再简单回顾一下：1)设置回参考点工作方式；2)选择返回参考点的轴并操作该轴返回参考点，该轴以G00快速向参考点运动；3)当随滑板一起运动的撞块压下参考点开关触头，使其内断(ON)转通(OFF)状态后，机床滑板会减速并按参数设定的速度继续移动。

（3）换刀过程中停止并发出换刀超时故障报警处理 1) 根据换刀动作时序图,查明,换刀故障时执行到第几步 2) 借助系统梯形图的信号变化,查明故障发生时是前一 个动作没结束还是后一个动作没开始 3) 是机械故障还是电气故障的判别 4) 排除故障后,手动盘机械手电动机使机械手回到原位 位置
５.4 数控机床操作中常见故障及诊断方法
3) 熔断器F14熔断故障诊断
熔断器F14用来实现系统内部(各印刷电路板单元)、电源单元内部 +24E 电路及机床侧信号控制输入电路短路保护的 。当 F14 熔断 时 ,CRT 上将显示系统“ 950” 报警号 , 电源单元状态指示灯 PIL 亮 （故障状态指示灯 ALM 不亮） , 系统主板故障指示灯 L2 亮。产生故 障原因可能是: ① 系统内部+24E电路短路（包括电源单元内部电路）。 ② 机床侧+24E接线对地短路。 可以通过拔开系统 I/O 板的所有电缆接头后 , 测量系统 +24E 对地电 阻,当测量的电阻为 0 时,则故障在系统内部 +24E短路(需要更换相 应的印刷电路板)。如果测量的电阻为100Ω 左右时,则故障在机床 侧接线短路(详细检查机床侧所有的+24E接线)。 F14的规格为A60L-0001-0046(5A)。
熔断器F11 、F12用来实现电源单元输入侧电路短路保护的。 当F11、F12熔断时,CRT不亮,电源单元状态指示灯 PIL和故障 状态指示灯ALM不亮。产生故障原因可能是: ① 浪涌吸收器VS11故障。 ② 整流块DS11击穿短路或电容C12、C13严重漏电。 ③ 开关管Q14、Q15击穿短路或保护二极管D33、D34开路。
5.1 数控机床返回参考点控制及常见故障分析
1.数控机床返回参考点的必要性 (1) 系统通过参考点来确定机床的原点位置，以正确建立机 床坐标系。 (2)可以消除丝杠间隙的累计误差及丝杠螺距误差补偿对加 工的影响。

开关 ，触点状态 由断转为通后 ，数控 系统等到感 应开关 信
２０ 年ｌ 月 ｌ中国 ０８ １ 设备工程
５ ７
乡 翟
考点返回完成信号 ，参考点灯亮。
速度
． ．
ｇ
壤 ｇ 。
现 “Ｏ Ｅ Ｄ Ｎ Ｔ Ｒ Ａ Ｙ”状态 ，回参考 点失 败。这种故 障一般 有
四种情 况 。
Ｉ将方式开关拨 到 “ ． 回参 考点 ”挡 ，选择 返 回参 考点
所 以不会产 生栅格信号 ，通常利用 磁感应开关 回参考 点定
位 。如某 数控 车床 用 磁 开关法 返 回参 考 点 的原 理 和过 程
（ ） 图２ 。图中，快进速度 、慢进速度 、加减速 时间 、偏 移量
的轴 ，按下该轴正向点动按钮 ，该轴快速向参 考点移动 。
检 Ｐ 信 ．Ｌ 上 上 上 上 上 上＿— 测ｃ 号 － 上 上 上 上 上 ｜ ｚ ÷上 Ｌ
栅格 信 山 土 ＿ＪＬ －
图 １ 增量栅格法 回参考点原理 开环系统没 有位 移检 测反馈装 置脉 冲编码器或光栅尺 ，
偏移量 等参数分别 由数 控系统设定 。机床返 回参考点 的操 作步骤如下 。
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文章编 号 ：１７— ７ １ （０ ８ １－ ０７ ０ ６ １０ １ ２０ ） １０ ５— ３
数控机床 回参 考点故 障分析与排除
宋建武 ，杨
（ 张家 口职业技术学 院，河北
丽
张家 口 ０５０） ７０ ０
２ 当与工作 台一起运 动的减速挡 块压下减 速开关 触点 ．

数控机床回不了参考点的故障诊断及修理方法数控机床回不了参考点的故障常见一般有以下几种状况：一是零点开关消失问题；二是编码器消失问题；三是系统测量板消失问题；四是零点开关与硬（软）限位置太近；五是系统参数丢失等等。

1.找不到参考点（通常会导致机床超程报警）的故障诊断及修理方法表现形式一：是机床回零过程无减速动作。

缘由分析：通过数控机床返回参考点的原理分析，粗定位的减速行程开关没有动作，多数缘由为减速开关及接线故障。

这时需依据先机械后电气的修理原则，首先检查减速撞块是否松动，然后检查减速开关至系统的连接电路是否断路等。

表现形式二：工作台回参考点过程中观看到有减速，但以关断速度移动直到触及限位开关而停机，没有找到参考点，归参考点操作失败。

缘由分析：减速行程开关有动作，但测量系统在减速开关恢复接通到机床遇到限位开关期间，没有捕获到一转信号或基准信号。

详细讲，有两种可能：一种是检测元件在回参考点操作中没有发出一转信号，或该脉冲在传输或处理中丢失，或测量系统发生了硬件故障，对该脉冲信号无识别或处理力量，对第种状况可用跟踪法对该信号的传输通道进行分段检查，看检测元件是否有一转信号发出，或信号在哪个环节丢失，从而实行相应对策；另一種可能由于传动误差等缘由，使得一转信号刚错过，在等待下一个一转信号的过程中，坐标轴触及到限位开关，所以只好停机。

对第种状况，可能是零点开关与硬（软）限位置太近，可试着适当调整限位开关或减速开关与参考点位置标记间的距离，即可消退故障。

2.找不准参考点（即返回参考点有偏差）的故障诊断及修理方法表现形式是机床在返回参考点过程中有减速，也有制动到零的过程，但停止位置不精确且无规律，或与参考点正确位置前移或后移一个丝杠螺距（即相当编码器一转的机床位移量的偏差）。

缘由分析：对于前种状况，经常是由于减速开关（参考点开关）或压块松动、低速设置太低、信号干扰等因素造成的，消失后一种状况的缘由是零点开关与硬（软）限位置太近，对于这种故障可适当调整减速开关的位置或修改偏移量参数，使一转信号产生的时刻离减速信号从断到通时相距约半个一转信号产生的周期，即可消退故障。

XX职业技术学院毕业设计（论文）题目数控系统回参考点的故障诊断与维修系（分院）机械电子工程系学生XX学号专业名称数控设备应用与维护指导教师2009 年11月15日机械电子工程系（分院）毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）指导教师评阅意见表数控系统回参考点的故障诊断与维修摘要：数控机床的参考点又称机床原点或机床零点，是机床机械原点和电器原点相重合的点。

数控机床回参考点的准确性，不但影响机床的称定性，更影响加工精度及加工尺寸的德定性；是工件坐标系的原始参照系，参考点确定后，工件坐标系随之建立，因此，数控机床回参考点是数控技术的重要内容。

关键词：参考点回零数控机床精度诊断维修随着数控技术的迅速发展，数控系统的性能和品质有了极大的提高，数控机床的性能也有了保证。

但是，数控机床是高度复杂的机电一体化设备，机床回参考点是数控机床加工前所进行的必要操作，因此在使用过程中需要及时、正确地对其故障判断和排除。

一、回参考点的原理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，检测器随着电动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挡块及一个减速开关，当减速挡块压下减速开关时，伺服电动机减速到接近原点速度运行。

当减速挡块离开减速开关时，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，当磁感应开关或接近开关检测到原点信号后，伺服电动机立即停止运行，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特定值，则伺服电动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动机速度的变化而成比例的漂移，即原点不确定，目前，大多数机床采用栅点法。

栅点法中，按照检测元件的不同分为以绝对脉冲编程器方式归零和以增量脉冲编程器方式归零。