FANUC数控机床机械原点的设置及回零常见故障分析

数控机床参考点的回归及其常见故障诊断数控机床启动后通常需要进行返回参考点的操作，在这个过程中常会遇到各种问题，问题处理的正确与否在很大程度上会直接影响机床的使用及工件的加工精度。

一、为什么要返回参考点在数控机床上，各坐标轴的正方向是定义好的，因此只要机床原点一旦确定，机床坐标系也就确定了。

机床原点往往是由机床厂家在设计机床时就确定了，但这仅仅是机械意义上的，计算机数控系统还是不能识别，即数控系统并不知道以哪一点作为基准对机床工作台的位置进行跟踪、显示等。

为了让系统识别机床原点，以建立机床坐标系，就需要执行回参考点的操作。

如在CK0630型数控车床上，机床原点位于卡盘端面后20mm处，为让数控系统识别该点，需回零操作。

在CK0630型数控车床的操作面板上有一个回零按钮“ZERO”，当按下这个按钮时将会出现一个回零窗口菜单，显示操作步骤。

按照这个步骤，依此按下“X”按钮、“Z”按钮，则机床工作台将沿着X轴和Z轴的正方向快速运动，当工作台到达参考点的接近开关时，工作台减速停止。

回参考点的工作完成后，显示器即显示机床参考点在机床坐标系中的坐标值（X400，Z400），此时机床坐标系已经建立（如图1所示）。

目前，大多数数控机床均采用增量式位置检测装置来做位置环反馈元件，当机床在断电状态时NC系统会失去对机床坐标系值的记忆，因此每次机床重新通电之初，必须手动操作返回机床参考点一次，恢复记忆，以便进行自动加工。

对使用日本FUNAC系统的机床，除通电之初外，在机床工作过程中如出现断电、紧急停止或压下了机床行程限位开关时，也必须返回参考点。

机床返回参考点的方向、速度、参考点的坐标等均可由系统参数设定。

二、返回参考点的原理目前数控机床回参考点的方式有两种：使用脉冲编码器或光栅尺的栅格法和使用磁感应开关的磁开关法。

磁开关法由于存在定位漂移现象，因此较少使用。

大多数数控机床均采用栅格法回参考点。

栅格法根据检测元件计量方法的不同又可分为绝对栅格法和增量栅格法。

FANUC数控机床机械原点的设置及回零常见故障分析
俞彬;白洪金;丰崇友
【期刊名称】《中国科技信息》
【年(卷),期】2012(000)010
【摘要】当前大多数数控机床均采用通过减速档块的方式回零,但该方式在日常使用中故障率却很高,有时甚至出现机械原点的丢失.本文以FANUC系统的台中精机VCENTER-70加工中心为例浅析了数控机床机械原点的设置方法,并对该类数控机床常见回零故障的各种形式进行了分析与总结.
【总页数】2页(P140,148)
【作者】俞彬;白洪金;丰崇友
【作者单位】嘉兴学院机电工程学院,浙江嘉兴314001;嘉兴职业技术学院,浙江嘉兴314036;嘉兴职业技术学院,浙江嘉兴314036
【正文语种】中文
【相关文献】
1.数控机床挡块式回零的控制原理及常见故障分析 [J], 黄登红;熊轶娜
2.基于FANUC Oi系统外部坐标原点偏移功能的数控机床误差补偿研究 [J], 姜辉;孙翰英;范嘉桢;杨建国
3.FANUC 0i-MD系统的数控机床开机无法回零的故障诊断与修复 [J], 廉良冲
4.数控加工中心原点设置原理与常见故障分析 [J], 王艳凤
5.浅谈FANUC数控机床机械原点重置 [J], 朱道景
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数控机床回不了参考点故障的分析及排除1、概述数控机床回参考点时根据检测元件的不同分绝对脉冲编码器方式和增量脉冲编码器方式两种,使用绝对脉冲编码器作为反馈元件的系统,在机床安装调试后,正常使用过程中,只要绝对脉冲编码器的后备电池有效,此后的每次开机,都不必再进行回参考点操作。

而使用增量脉冲编码器的系统中,机床每次开机后都必须首先进行回参考点操作,以确定机床的坐标原点,寻找参考点主要与零点开关、编码器或光栅尺的零点脉冲有关,一般有两种方式。

1)轴向预定点方向快速运动,挡块压下零点开关后减速向前继续运动,直到挡块脱离零点开关后,数控系统开始寻找零点,当接收到第一个零点脉冲时,便以确定参考点位置。

配F ANUC系统和北京KND系统的机床目前一般采用此种回零方式。

2)轴快速按预定方向运动,挡块压向零点开关后,反向减速运动,当又脱离零点开关时,轴再改变方向,向参考点方向移动,当挡块再次压下零点开关时,数控系统开始寻找零点,当接收到第一个零点脉冲,便以确定参考点位置。

配SIEMENS、美国AB 系统及华中系统的机床一般采用这种回零方式。

采用何种方式或如何运动,系统都是通过PLC的程序编制和数控系统的机床参数设定决定的,轴的运动速度也是在机床参数中设定的,数控机床回参考点的过程是PLC系统与数控系统配合完成的,由数控系统给出回零命令,然后轴按预定方向运动,压向零点开关(或脱离零点开关)后,PLC向数控系统发出减速信号,数控系统按预定方向减速运动,由测量系统接收零点脉冲,收到第一个脉冲后,设计坐标值。

所有的轴都找到参考点后,回参考点的过程结束。

数控机床回不了参考点的故障常见一般有以下几种情况:一是零点开关出现问题;二是编码器出现问题;三是系统测量板出现问题;四是零点开关与硬(软)限位置太近;五是系统参数丢失等等。

下面以本人在工作中遇到的几个实例介绍维修的过程。

2、维修实例例1)XH714加工中心开机回参考点,X轴向回参考的相反方向移动。

FANUC数控机床机械原点的设置及回零常见故障分析当前大多数数控机床均采用通过减速档块的方式回零，但谊方式在日常使用中故障率却艰高，有时甚至出现机械原点的丢失。

本文以FANUC系统的台中精机VCENTER-70加工中心为例浅析了数控机床机械原点的设置方法，并对该类数控机床常见回零故障的各种形式式进行了分析与总结。

机械原点是机床生产厂家在生产机床时任机床上设置的一个物理位置，可以使控制系统和机床能够同步，从而建立起一个用于测量机床运动坐标的起始位置点，通常也是程序坐标的参考点。

大多数数控机床在开机后都需要回零即回机械原点的操作。

本文以FANUC系统的台中精机VCENTER-70加工中心为例浅析了数控机床机械原点的设置方法，并对此类数控机床常见回零故障的各种形武进行了分析与总结。

1 机械原点设置1.1 机械原点丢失的原因台中精机生产的VCENTER-70加工中心采用增量编码器作为机床位置的检测装置。

系统断电后，工件坐标系的坐标值就会失去记忆，尽管靠电池能够维持坐标值的记忆，但只是记忆机床断电前的坐标值而不是机床的实际位置，所以机床首次开机后要进行返回参考点操作。

而当系统断电遇到电池没电或特殊情况失电时，就会造成机械原点的丢失．从而使机床回参考点失败而无法正常工作。

此时机床会产生。

#306 n轴电池电压0#的报警信息，并且还会产生机械坐标丢失报警。

#300第n轴原点复位要求”(n代指X、Y、Z)。

1.2 机械原点的设置在通常情况下，设置数控机床机械原点的方法主要有以下两种：1)手动使X、Y、Z三轴超程印利用三轴的极限位置选择机械原点。

2)利用各坐标轴的伺服检溯反馈系统提供相应基准脉冲来选择机床参考点即机械原点。

由于第一种方法是机床厂家通常建议的也是较为简便和实用的方法．因此本文在此详细介绍第1种做法。

以X轴为例，设置步骤如下：(1)将机床操作面板上的方式选择开关设定为MDI方式。

(2)按下机床MDI面板上的功能键[OFS/SET]数次，进入设定画面。

FANUC数控机床板滞本面的树坐及回整罕睹障碍分解之阳早格格创做目前大普遍数控机床均采与通过减速档块的办法回整，但是谊办法正在凡是使用中障碍率却艰下，偶尔以至出现板滞本面的拾得.本文以FANUC系统的台中粗机VCENTER-70加工核心为例浅析了数控机床板滞本面的树坐要领，并对付该类数控机床罕睹回整障碍的百般形式式举止了分解与归纳.板滞本面是机床死产厂家正在死产机床时任机床上树坐的一个物理位子，不妨使统制系统战机床不妨共步，进而建坐起一个用于丈量机床疏通坐目标起初位子面，常常也是步调坐目标参照面.大普遍数控机床正在开机后皆需要回整即回板滞本面的支配.本文以FANUC系统的台中粗机VCENTER-70加工核心为例浅析了数控机床板滞本面的树坐要领，并对付此类数控机床罕睹回整障碍的百般形武举止了分解与归纳.1 板滞本面树坐1.1 板滞本面拾得的本果台中粗机死产的VCENTER-70加工核心采与删量编码器动做机床位子的检测拆置.系统断电后，工件坐标系的坐标值便会得去影象，纵然靠电池不妨保护坐标值的影象，但是不过影象机床断电前的坐标值而出有是机床的本质位子，所以机床尾次开机后要举止返回参照面支配.而当系统断电逢到电池出电或者特殊情况得电时，便会制成板滞本面的拾得．进而使机床回参照面波折而无法平常处事.此时机床会爆收.#306 n轴电池电压0#的报警疑息，而且还会爆收板滞坐标拾得报警.#300第n轴本面复位央供”(n代指X、Y、Z).1.2 板滞本面的树坐正在常常情况下，树坐数控机床板滞本面的要领主要有以下二种：1)脚动使X、Y、Z三轴超程印利用三轴的极限位子采用板滞本面.2)利用各坐标轴的伺服检溯反馈系统提供相映基准脉冲去采用机床参照面即板滞本面.由于第一种要领是机床厂家常常提议的也是较为烦琐战真用的要领．果此本文正在此小心介绍第1种搞法.以X轴为例，树坐步调如下：(1)将机床支配里板上的办法采用开关设定为MDI办法.(2)按下机床MDI里板上的功能键[OFS/SET]数次，加进设定绘里.(3)将写参数中的0改为1，由此，系统加进了参数可写状态.此时机床出现.SWO 100参数写进开关处于挨开”的报警疑息.忽略那条报警疑息，树坐完参数后改回为0即可.(4)按下功能键lsYSTEM】，加进系统参数键里.通过参数搜索找到参数1815(如表l所示)常常情况下，X轴的#4APZ或者#5 APC会隐现为0，若出有为0便将其设定为0.(5)找到参数1320，此参数为保存各轴正背路程的坐标值.将其X轴的正背路程设定为最大值999999.脚段是让X轴的正背硬限位位子值大于其正背硬限位的位子值.(6)将办法采用开关挨到脚轮办法，而后摇动脚轮使处事台碰及X轴的正背限位档块，此时机床会出现“#500+X过路程”报警.(7)按下MDI里板上的[POS]功能键．加进机床坐标隐现键里.挨开相对付坐标隐现键里，按下X+[起源]使X轴的相对付坐标值形成0.(8)按下机床支配里板上的【超程释搁】并摇动脚轮至X-6．5的位子.(9)再次找到参数1815，将X轴的#4APZ或者#5 APC皆设定为1.末尾沉开数控系统，完毕X轴的板滞本面树坐.Y轴战Z轴的板滞本面树坐要领与X轴相共，三轴的板滞本面皆设定佳后沉新挨开写参数设定键里，将其设定为0.此时机床的报警疑息局部消得，完毕了加工核心的板滞本面树坐.利用基准脉冲设定机床整面.正在常常情况下，关环系统曲线的光栅尺每隔50mm 便会爆收一个基准脉冲，但是也会有一些特殊的曲线光栅尺，它会每隔20mm便爆收一个基准脉冲.对付于关环系统中的转动编码器去道，爆收的基准脉冲距离要比曲线光栅尺小很多，比圆惟有6mm.由于那个基准脉冲正在机床上时常会被选定为致控系统计数的基准．果此通过建改机床里的参数便不妨将那个基准面的值设定为0，进而使那个面成为机床的参照面也便是机床的板滞本面.1.3 树坐板滞本面时的注意事项(1)树坐前要查看各坐标轴上要可拆置有机床回整的微动开关，且各微动开关的位子是可符合.(2)正在第一个基准脉冲验出之前，必逆包管该坐标轴到了需要落速的距离上了.而那个落速距离便是所选速度的滞后缺面值.(3)由于使用的是编码器．故二个基准脉冲之间的距离会很小，所以正在回机床整面时，速度要矮一些，进而使滞后缺面出有会下于那个值的500.(4)由于各坐标轴回机床板滞本面时的速度是由机床的相映参效决断的．果此正在树坐那些参数时要注意．保证机床回整速度符合.(5)倘若机床正在回整面时压住了微动开关，那么便必须通过脚轮或者是脚动的办法支配数控机床坐标轴，强制其退出微动开关并退到离微动开关较近的位子，而后再次真止各坐标轴回参照面的支配.2 机床回整罕睹障碍分解及处理2.1 机床开机后出有克出有及回整障碍分解及处理(1)大概系统参数树坐有误.办理要领是小心查看各个相关参数，需要时沉设参数.(2)整脉冲出有良引导的障碍.整脉冲出有良便会使回整时找出有到整脉冲，引起的本果大概是系统轴板障碍或者是编码器及交线出现障碍.办理要领是对付编码器举止调换或者荡涤，查看线路及系统轴板是可有问题.(3)有大概减速开关短路或者是已经益坏.那种障碍会引导减速旗号出有克出有及爆收.办理要领是查看减速开关的线路，对付减速开关举止维建，需要时调换减速开关.(4)大概检测元件已被传染.正在齐关环统制的系统中，若光栅尺沾有油污，便出有克出有及支集到旗号.办理要领是荡涤光栅尺.2.2 机床回整时找出有到整面位子障碍分解及处理(1)减速开关有大概已经益坏或者受污，也大概是线路短路或者断路.办理要领便是即时对付减速开关举止浑理维建，需要时调换减速开关.查看线路连交情况．即时创制问题并办理.(2)大概是减速档块所处位子禁绝确.办理要领是安排减速档块到限位开关的距离，预防二者路程过小激励此障碍.2.3 机床回整后的位子与整面位子爆收螺距偏偏移障碍分解及处理引起那一障碍大概的本果是爆收栅格旗号的时刻与减速旗号从断开到交通的时刻太交近了，再加上存留的传动缺面，便使得机床回整历程中处事台逢到减速开关时，刚刚佳错过了栅格旗号，所以只可等到脉冲编码器再转过一周以去才搞找到下一个栅格旗号.故而出现了此类障碍.简曲分解如下：正在减速开关的旗号从断开回复到交通状态时，随即便出现了栅格旗号，也便是早栅格旗号处正在门临界面上(如图1a所永).那样一去，板滞部分的热变形，减速开关出现“通”、“断”旗号的沉复粗度缺面皆市引导整面爆收位子偏偏离的障碍(如图1b所示).办理要领脚可符合的阔整减速档块所处的位子，进而使整面位子与处事台停止的位子沉合(如图1c所示).也不妨采与建改栅格偏偏移量的要领，使爆收栅格旗号的时划离减速旗号从断开到交通时刻的距离是栅格旗号爆收周期的一半，便可与消此障碍(如图1d所示).图1障碍分解及鳞决要领示意囤2.4 机床幽整位子随机性变更障碍分解及处理(1)脉冲编码器的供电电压太矮.办理要领是安排从主板上输出的电压值，共时查看编码器线路板上的电源电压是可已到了符合的范畴.(2)伺服安排出有良．进而引起追踪缺面偏偏大.办理要领脚建改伺服参数.(3)滚珠丝杠间隙偏偏大或者丝杠与电效果的联轴器出现了紧动.办理的要领是对付演珠丝杠螺母剐的间隙举止安排及劣化，对付联轴器举止紧周或者调换.(4)整咏冲受到搞扰.办理的要领是查看脉冲编码器的电缆安插是可合理，反馈电缆萍蔽是可连交无误.3 结语掌握数拧机床本面的树坐要领战罕睹回整障碍处理办法对付于办理死产试验中的机床回整障碍具备很佳的指挥效率.但是值得证明的是障碍瞅象与障碍本果并出有是是一一对付应的，有大概是几种本困引起的.果此正在维建时要根据机床的本质情况，分离试验体味战维建脚册逐一查看排除假象，找到障碍去由并给予排除.。

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。

FANUC数控机床返回参考点常见故障的诊断与分析禚玉宝【摘要】In the CNC machine tool repair, the fault of NC machine tool reference point return rate is o very high. For the machine often return reference point fault, clear back to the function and principle of the reference point is very important. In order to facilitate the NC repair personnel can quickly and accurately determine the fault point, the CNC machine to configure FANUC 0i system as an example, the machine back to the reference point of principle, course of action and failure is analyzed, so that to understand fundamentally and remove the faults of CNC machine tools in the return reference point.%在数控机床的维修中，有关数控机床回参考点方面的故障率非常高。

对于机床经常出现的回参考点故障，搞清楚回参考点的作用与原理是非常重要的。

为了便于数控维修人员能够迅速准确地判断故障点，以配置FANUC 0i系统的数控机床为例，把有关机床回参考点的原理、动作过程以及故障现象进行了分析，以使大家能够从根本上了解和排除数控机床在返回参考点方面出现的各种故障。

FANUC、SIEMENS数控机床参考点的原理、设置与维修当数控机床更换、拆卸电机或编码器后，机床会有报警信息：编码器内的机械绝对位置数据丢失了，或者机床回参考点后发现参考点和更换前发生了偏移，这就要求我们重新设定参考点，所以我们对了解参考点的工作原理十分必要。

参考点是指当执行手动参考点回归或加工程序的G28指令时机械所定位的那一点，又名原点或零点。

每台机床有一个参考点，根据需要也可以设置多个参考点，用于自动刀具交换（ATC）、自动拖盘交换（APC）等。

通过G28指令执行快速复归的点称为第一参考点（原点），通过G30指令复归的点称为第二、第三或第四参考点，也称为返回浮动参考点。

由编码器发出的栅点信号或零标志信号所确定的点称为电气原点。

机械原点是基本机械坐标系的基准点，机械零件一旦装配好，机械参考点也就建立了。

为了使电气原点和机械原点重合，将使用一个参数进行设置，这个重合的点就是机床原点。

机床配备的位置检测系统一般有相对位置检测系统和绝对位置检测系统。

相对位置检测系统由于在关机后位置数据丢失，所以在机床每次开机后都要求先回零点才可投入加工运行，一般使用挡块式零点回归。

绝对位置检测系统即使在电源切断时也能检测机械的移动量，所以机床每次开机后不需要进行原点回归。

由于在关机后位置数据不会丢失，并且绝对位置检测功能执行各种数据的核对，如检测器的回馈量相互核对、机械固有点上的绝对位置核对，因此具有很高的可信性。

当更换绝对位置检测器或绝对位置丢失时，应设定参考点，绝对位置检测系统一般使用无挡块式零点回归。

一：使用相对位置检测系统的参考点回归方式：1、FANUC系统：1）、工作原理：当手动或自动回机床参考点时，首先，回归轴以正方向快速移动，当挡块碰上参考点接近开关时，开始减速运行。

当挡块离开参考点接近开关时，继续以FL速度移动。

当走到相对编码器的零位时，回归电机停止，并将此零点作为机床的参考点。

2)、相关参数：参数内容系统0i/16i/18i/21i0所有轴返回参考点的方式： 0. 挡块、 1. 无挡块1002.10076各轴返回参考点的方式： 0. 挡块、 1. 无挡块1005.10391各轴的参考计数器容量18210570～0575 7570 7571每轴的栅格偏移量18500508～0511 0640 0642 7508 7509是否使用绝对脉冲编码器作为位置检测器： 0. 不是、是 1815.50021 7021 绝对脉冲编码器原点位置的设定：0. 没有建立、 1. 建立1815.40022 7022 位置检测使用类型：0.内装式脉冲编码器、1. 分离式编码器、直线尺1815.10037 7037快速进给加减速时间常数16200522快速进给速度14200518～0521FL速度14250534手动快速进给速度14240559～0562伺服回路增益182505173）、设定方法：a、设定参数：所有轴返回参考点的方式＝0；各轴返回参考点的方式＝0；各轴的参考计数器容量，根据电机每转的回馈脉冲数作为参考计数器容量设定；是否使用绝对脉冲编码器作为位置检测器＝0 ；绝对脉冲编码器原点位置的设定＝0；位置检测使用类型＝0；快速进给加减速时间常数、快速进给速度、FL速度、手动快速进给速度、伺服回路增益依实际情况进行设定。

FANUC 法那科法拉克数控系统不能回参考点的故障
诊断
数控机床回参考点操作是建立机床坐标系的前提，回参考点动作不正常包括回参考点动作不能进行与参考点位置不正确这两种清况，在维修过程中，这两种清况应区别对待，并根据不同的清况，分别按以下步骤对系统进行检查，诊断无显示的原因。

⑴回参考点不能进行的故障诊断回参考点不能进行故障是指机床不执行回参考点动作，或者是动作错误，或者是回参考点过程中系统出现报警的清况。

这时，可以按图2-8的步骤对系统进行检查，诊断回参考点不能进行的原因。

图2一8检查步骤中，具体参数号与FS0C对应，在不同的系统里，各检测信号、参数的地址是不同的，具体应参见系统生产厂家提供的数控系统连接说明书或相关的资料。

当回参考点不能进行时，系统一般出现报警显示，例如：在队NUCO 系统中为ALM90、ALM9l，在FANUC系统中为PS200等。

有关回参考点不能进行的具体维修方法与维修实例，参见第4章第4.6节。

⑵回参考点位置不正确的故障诊断回参考点不正确故障是指机床可以执行回参考点动作，但是参考点定位位置出现错误的清况。

这时，根据具体情况，可以按图2-9的步骤对系统进行检查，诊断回参考点定位位置不正确的原因。