数控机床回参考点的故障分析与排除

第１２卷第２期　２０１０年３月　天津职业院校联合学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｉａｎｊ　ｉｎ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ　Ｎｏ．２　Ｖｏ１．１２　Ｍａｒ．２０１（）　

数控机床“参考点故障＂原因及　

故障排除方法　

冯　强　

（天津市第一轻工业学校，天津市３００１３１）　

摘要：　机床回参考点是数控机床的重要功能之一，能否正确地返回参考点，不但影响机床的稳定性，更重要　

的还会影响到零件的加工精度及加工尺寸的稳定性。因此，通过分析参考点故障以确定更好的解决方法和策略。　

关键词：　数控机床；参考点故障；原因；排除方法　

中图分类号：ＴＨ１６４　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—５８２Ｘ（２０１０）０２—００２１—０３　

机床参考点是建立机床坐标系的基准点，只有正确地返回机床参考点才能建立起正确的机床坐标系，在机床坐　

标系下通过对刀建立起工件坐标系。在工件坐标系中，按事先编好的程序加工出符合零件图纸要求的零件。　可见，机床返回参考点是数控机床的重要功能之一，能否正确地返回参考点，不但影响机床的稳定性，更重要的　

还会影响到零件的加工精度及加工尺寸的稳定性，甚至会出现撞车事故。因此，分析和排除回归参考点故障问题是　

非常必要的。对数控机床回参考点故障分析是在确定了回参考点方式下准确诊断出来的，并加以及时排除，从而进　

一步提高数控机床的开动率和可靠性。　

以下就导致“参考点故障”典型故障原因作出分析和故障排除措施。　

一、手动回零时不减速。并伴随超程报警　

１．故障原因分析　当选择了回参考点方式（回零）后，按下某个　

轴的方向按钮［＋ｘ３，此时如果机床能够快速向　

参考点方向移动，则说明方式选择信号通过ＰＭＣ　

接口通知了ＣＮＣ。此后如果没有减速现象出现，　

并且还伴随超程报警，则说明在执行到图１时序　

逻辑图ｂ的时候出现了问题——减速开关信号　（＊ＤＥｃｎ）没有通知到ｃＮｃ。　

这时要关注以下两个环节，减速开关进油或　进水，信号失效，Ｉ／Ｏ单元之前就没有信号；减速　

第一章 数控机床返回参考点的必要性

数控机床位置检测装置如果采用绝对编码器时，系统断电后位置检测装置靠电池来维持坐标值实际位置的记忆，所以机床开机时，不需要进行返回参考点操作。目前，大多数数控机床采用增量编码器作为位置检测装置，系统断电后，工件坐标系的坐标值就失去记忆，机械坐标值尽管靠电池维持坐标值的记忆，但只是记忆机床断电前的坐标值而不是机床的实际位置，因此开机后，必须让机床各坐标轴回到一个固定位置点上，既是回到机床的坐标系零点，也称坐标系的原点或参考点，这一过程就称为机床回零或回参考点操作。数控机床的各种刀具补偿、间隙补偿、轴向补偿以及其它精度补偿措施能否发挥正确作用将完全取决于数控机床能否回到正确的零点位置。所以机床首次开机后要进行返回参考点操作。

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。数控机床参考点也是数控厂家设定的（一般是机床各坐标轴的正极限位置），通过机床正确返回参考点，CNC系统才能确定机床的原点位置。

机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的；而在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。数控机床开机时，必须先确定机床原点，而确定机床原点的运动就是刀架返回参考点的操作，这样通过确认参考点，就确定了机床原点。只有机床参考点被确认后，刀具（或工作台）移动才有基准。

第二章 数控机床返回参考点的原理及常见方式

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。不过回参考点大体可归纳为以下两种方式：

FANUC-OTD

系统数控机床无法返回应用科技

参考点的故障处理方法

蒋军

(江苏省徐州技师学院，江苏徐州221000)

脯要】FANUC-OTD系绞激控额殊是南睦能机电—体化产品，英位置检测用的是串行踩冲编码器，由于串行咏冲编码器的特点。机床

在开机和急停的情况下，都要拙衙透回参考点的操作。就是让枫霹坐标轴移动到一个预先制定的准确位置，如不能返回参考点，数控机床将

不能正常工作。

鹾键词】数控机球；参考点；编码器

数控机床是高性能机电—体化设备，FANUC—OTD系统数控机

床在开机断电、急停的情况下，需要机床返回参考点。参考点是机床

坐标轴需要移动到—吟预先指定的准确位置，这—位置成为机床的参考

点，执行回参考点操作是为了建立机床坐标系。机床通电后刀具的位置

是随机的，因此CRT显示的坐标值也是随机的，必须进行手动返回参

考点的操作，系统才能捕捉到刀具的位置，然后机床才能转入正常工

作。机床不能返回参考点是数控机床的常见故障。

1FANUGoTD系统数控机床不能返回参考点的常见原因

1．1刀具偏离参考点一夼栅格的距离

1)参考点减速挡块位置不正确；2)参考点减速挡块的长度太短：

3)参考点用的接近开关位置不当；该故障一般发生在数控机床的大修

后，‘雨甬过重新调整参考点挡块的位置来解决。

12,偏离参考点任意位置．即偏离一个随机值

这种故障—般与下列因素有关：1)外界的干扰，如电缆屏蔽层接

地不良，脐冲编码器的信号线与强电电缆靠的太近：2)脉冲编码器用

的电源电压太低：3)数控系统主板的位置控制部分接触不良：4)位置

进给轴与伺服电机的连接器松动；经常加强数控系统维护、检修和管

理，消除干扰源，保证数窿系统、滕中编码器正常运行电压。

1．3参考点微，Jqt,移

其主要原因：1)电缆连接器接触不良或电缆损坏；2)漂移补偿

电压变化或系统主板不良。采取措施见图1：

图1F^M，c数控帆床口馥，J、循形獭嫜排除模块图

2返回参考点位置异常190号报警)

系统在返回参考点的过程中，屏幕显示界面上出现90号报警，即

数控机床回参考点的故障诊断和分析　唐中华　摘要　本文专门对数控机床回参考点的原理以及工作方式作了详细的介绍，并结合实际　情况讲解了数控车床回参考点故障诊断捡修的案例，并对其进行了分析。　叙词数控车床故障诊断分析　前一段时间，我们公司ＣＫ４３１００数控车　床连续几次出现因机床回参考点的问题而引　起加工出的ＫＶ１２曲轴尺寸超差问题。下面　就如何诊断和排除这次设备的故障，以及数　控机床回参考点的有关问题进行分析讨论。　一回参考点原理　数控机床在接通电源之后一般都要做回　零的操作，这是因为在机床断电之后，将会失　去对各坐标位置的记忆。所以在系统接通电　源之后，必须让各个坐标轴回到机床一个固　定点上，这一固定点就是机床坐标系的原点　或者零点，也称为机床的参考点。使机床回　到这一固定点的操作称为回参考点或者回零　操作。　回参考点是数控机床的重要功能之一，　能否正确返回到参考点，将会直接影响到零　件的加工质量。　一般情况，回参考点的方法如下。　１）选择回参考点的工作方式。　２）选择返回参考点的轴并操作该轴返回　参考点，该轴以ＧＯ０速度快速向参考点运动。　３）当随滑板一起运动的撞块压下参考点　开关触头，使其由断（ＯＮ）转通（ＯＦＦ）状态后，　机床滑板会减速并按照参数设定速度继续移　动。减速可以减少运动部件的运动惯量，便　・３４・　于正确停留在参考点位置。　４）当参考点撞块释放开关触头，使其由　通（ＯＦＦ）转断（ＯＮ）后，ＣＮＣ系统将等待栅格　信号的出现，该信号一出现，滑板运动就立即　停止。此时滑板所到达的位置就是电气原　点，数控系统就记忆该点的坐标值。由于在　调整的时候做不到电气原点与机床上所规定　的参考点位置完全重合，存在误差，故通过测　量这一误差值，采用对参考点补偿的方法来　校正，即参考点偏移补偿。　二回参考点的方式　回参考点的方式将因数控系统的类型和　机床生产厂家而异。目前采用脉冲编码器或　者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。脉冲编码器或者　光栅尺均会产生零标志信号，零标志信号又　成为一转信号。每产生一个零标志信号相对　于坐标轴移动一个距离，将该距离按照一定　等分数分割得到的数据即为栅格间距，其大　小由参数确定。当伺服电动机（带脉冲编码　器）与滚珠丝杆采用１：１直联时，一般设定栅　格间距为丝杆螺距，光栅尺的栅格间距为光　栅尺上两个零标志之间的距离。采用这种增　量式检测装置的数控机床一般有以下四种回　参考点的方式。