FANUC數控機床參考點原理與故障處理研究

李海清

摘要：本文闡述了FANUC數控機床返參的工作方式和原理，通過維修說明書和參數說明書提煉了與返參相關的信號和參數，對PMC程序中與返參相關的PMC程序進行說明，列舉了數控機床常見參考點故障并對其進行了分析和處理。

關鍵詞：數控機床;參考點;故障處理

0? 引言

數控機床參考點是一個相對于機床零點的固定位置點，用以建立機床坐標系和激活參數，對機床運動進行檢測和控制。數控機床參考點一般會與機床原點重合，由機床廠家精確調整好，并由鋰電池來保持這一位置，當然，在后期更換鋰電池時，可以由維修人員進行位置調整。其可以根據需要設置若干個參考點。目前，數控機床返回參考點的檢測裝置通常為增量式脈沖編碼器，通過檢測回轉軸的角位移來確定工作臺的直線位移。機床返回參考點位置的準確性直接影響機床的加工精度。因此，理解數控機床的返參工作方式、原理，并對常見的故障進行分析解決，有利于快速恢復機床功能，保證制造生產的良好運行。

1? 數控機床返回參考點原理

目前，數控機床返參多采用柵格法回參考點，FANUC數控機床返參的過程和原理為：數控機床在返參工作方式下，按下相應回轉軸的按鍵（一般默認為正方向返參，通常按“+X”、“+Y”或“+Z”鍵），回轉軸沿正方向以G00速度快速向從參考點方向移動（參數1420速度），當快速移動到減速擋塊位置并壓下參考點開關時，該回轉軸開始減速移動，當減速擋塊離開參考點開關時，參考點開關復位，返參回轉軸以FL速度（參數1425速度）低速移動，此時回轉軸電機反向的轉子繼續轉到相對編碼器的零位時，回轉軸停止移動，則回轉軸停止的當前點就是數控機床該坐標軸的參考點[1，2]。

通過查閱和分析FANUC Series 0i Mate-MODEL D維修說明書和參數說明書，與返回參考點有關的信號和參數見表1，表2所示[3，4]。

2? 各坐標軸返回參考點相關PMC程序

返回參考點涉及的PMC信號和程序不多，主要為減速開關信號、返參按鍵和進給倍率和手動方式等。以X軸正向返參為例來分析坐標軸返回參考點的過程。如圖1所示，在“返參”工作方式下，即F4.5觸點閉合，按下X軸正方向按鍵，即X9.4觸點閉合，則G100.0線圈得電，X軸往正方向移動，到達參考點后，X軸參考點到達信號F94.0發出信號，則F94.0常閉觸點斷開，X軸停止運行，當前點即為X軸的參考點。

X軸運行過程中，參考點相關指示燈控制PMC程序如圖2所示，按下“返參”鍵，F4.5觸點閉合，X軸信號燈Y9.4在R9091.6（1s周期脈沖信號）周期脈沖信號下以1s為周期進行閃爍，當按下“+X”按鍵后，G100.0觸點接通，X軸信號燈Y9.4在R9091.5（200ms周期脈沖信號）周期脈沖信號下以200ms為周期進行閃爍，當X軸到達參考點后，F94.0信號發出，使閃爍斷開，X軸信號燈Y9.4保持常亮。

3? 數控機床常見參考點相關故障處理

3.1 無法返回參考點故障

故障內容：某汽輪廠FANUC 0i Mate D數控機床返參時，有減速動作，但減速后繼續移動直至超程報警。

故障分析與處理：從故障內容分析，返參方式和按鍵沒有問題，返參中有減速動作，說明減速開關被壓下，系統接收到了減速信號X9.0，但減速后繼續移動，可能的故障原因為減速開關或擋塊故障或增量式編碼器故障。檢查其編碼器，發現編碼器外觀良好，暫時排除編碼器故障。檢查減速開關PMC地址信號，發現減速開關正常，檢查機械擋塊，發現其松動，調整機械擋塊，重新返參，返參工作正常，故障排除。

3.2 要求返回參考點故障

故障內容：某汽輪廠FANUC 0i Mate D數控銑床開機后顯示：“DS0300 APC報警：Y軸需返回參考點”和“DS0306 APC報警：電池電壓0”。

故障分析與處理：查看數控銑床報警信息，APC報警與絕對式編碼器相關，DS0300報警需對絕對式編碼器參考點設定，DS0306 APC報警說明用于保持數據的鋰電池可能有問題。首先，在機床通電下，取下鋰電池并檢測其電壓，電壓為3.5V以上，說明電池可以繼續使用，“DS0306 APC報警：電池電壓0”這一故障是由其他原因造成的。檢查編碼器電池線和反饋電纜有松動，重新插好后發現故障還在，則考慮伺服放大器故障，采用備件替換法，替換該伺服放大器后，故障消失。

4? 結語

從數控機床返參的原理和相關PMC程序來看，FANUC數控系統返參調試維修時，首先要理解數控機床的返參過程和原理，才能為后續的維修做好知識準備，再根據故障的現象，來進行具體的分析。

參考文獻：

[1]北京FANUC有限公司.FANUC0iD/0i-Mate簡明聯機調試手冊.

[2]劉茹敏，張洪強，劉海明，等.數控機床參考點位置的調整及常見故障維修[J].商情，2012，14.

[3]北京FANUC有限公司.FANUC Series 0i-MODEL D/ FANUC Series 0i Mate-MODEL D維修說明書.

[4]北京FANUC有限公司.FANUC Series 0i- MODEL D/FANUC Series 0i Mate-MODEL D參數說明書.