淺談數控機床返回參考點故障診斷

朱道景

摘要：數控機床已廣泛應用于制造領域，而在使用的過程中，維修就不可避免了。我們在對設備進行使用和維修的過程中，返回參考點（通常所說的“回零”）的故障是經常出現的故障之一。返回參考點的作用是消除數控系統（CNC）的軟件記憶位置與設備的機械位置不一致（類似標定），所以數控機床在運行前必須進行返回參考點。在調試時，要初次設置參考點，文章主要介紹數控機床返回參考點的原理，簡單地編制了數控機床返回參考點的故障分析與診斷過程和故障實例。

關鍵詞：數控機床；參考點；故障診斷；數控系統；指令倍率比；檢測倍率比

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）33-0175-02

1 為什么要返回參考點

在數控機床上，各坐標軸的方向是定義好的，所以一旦機床原點（又叫機械原點）確定，機床坐標系也就確定了。機床原點往往是由機床廠家在設計機床時就確定了，用戶一般不得隨意更改，但這只是相對機械意義上而言的，計算機數控系統并不能識別，也就是說數控系統并不知道以哪一點作為基準對機床工作臺的位置進行跟蹤、顯示等。為了讓系統識別機床原點，以建立機床坐標系，就需要執行返回參考點的操作。如圖1所示機械原點與機床參考點之間的關系。

2 返回參考點方法的原理

返回參考點的方法一般有四種：柵格法、手動輸入法、雙MARK法、扭矩法。其中柵格法適用范圍最廣，既適用于半閉環系統，也適用于全閉環系統；既適用于增量型位置反饋元件，也適用于絕對型位置反饋元件。

3 返回參考點的故障分析與診斷

當機床出現返回參考點故障時，應先由簡單再到復雜，進行全面檢查，綜合分析。先檢查原點減速擋塊是否松動、減速開關固定是否牢固、開關是否損壞，若無問題，應檢查機械相對位置的漂移量、檢查減速開關位置與原點之間的位置關系，然后檢查伺服電機每轉的運動量、指令倍率比（CMR）及檢測倍乘比（DMR），再檢查返回原點快速進給速度的參數設置及接近原點的減速速度的參數設置。數控機床返回參考點不穩定，不但會直接影響零件加工精度，對于加工中心機床，還會影響到自動換刀。

數控機床返回參考點出現的故障大多出現在機床側，以硬件故障居多，但隨著機床元器件的老化，軟故障也時而發生，筆者介紹幾種曾經遇到過的數控機床回參考點故障及其對策。如圖3所示。

4 故障排除實例

【實例1】一臺數控銑床X軸返回參考點時報警X軸正向硬件超程。

故障現象：X軸返參時以返回參考點速度向參考點接近，但找不到參考點，而是一直以這一速度向前移動，直到碰到正向行程限位開關后緊急停止。故障檢查與分析：從故障現象可得知，返參時有快速移動的V1速度，沒有尋找參考點零標志的慢速V2，參考點減速開關沒發出減速信號，檢查發現參考點減速開關失效，觸點銹蝕粘連。

故障處理：更換新的參考點減速開關后故障

排除。

【實例2】某機床在回零時，Y軸回零不成功，報超程錯誤。

故障分析：首先觀察軸回零的狀態，選擇回零方式，讓X軸先回零，結果能夠正確回零，再選擇Y軸回零，觀察到Y軸在回零的時候，壓到減速開關后Y軸并不進行減速動作，而是越過減速開關，直至壓到限位開關機床超程，直接將限位開關按下后，觀察機床PLC的輸入狀態，發現Y軸的減速信號并沒有到達系統，可以初步判斷有可能是機床的減速開關或者是時Y軸的回零輸入線路出現了問題，然后用萬用表進行逐步測量，最終確定為減速開關的焊接點出現了脫落。

解決辦法：用烙鐵將脫落的線頭焊接好，故障即可以排除。

5 結語

數控機床不能正確返回參考點是數控機床常見的故障之一，本文介紹了數控機床返回參考點原理，根據數控機床返回參考點常見故障，系統性地編制了返回參考點的故障分析與診斷流程圖，并舉例說明，對數控機床故障維修初學者具有一定的參考價值。

參考文獻

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[2] 馬林旭.數控機床返回參考點故障診斷.

[3] 張運吉.數控機床回參考點故障診斷與排除方法淺析

[J] 裝備制造技術，2007，（4）.

（責任編輯：葉小堅）