數控機床回零故障分析與排除

任志華

廣州市輕工技師學院 廣東廣州 510330

1 序言

數控機床的回零過程是指機床在起動時將工作臺移動到規定的初始位置，并確定初始位置的過程。回零過程需要進行各種測量和控制操作，以確保機床在制造過程中始終保持在正確的位置。回零過程的原理是利用機床上的傳感器和控制器對工作臺的位置進行測量和控制。在回零過程中，機床的控制器會根據已知的位置信息和實時的位置信息，調整機床的運動使其始終保持在規定的初始位置。此外，回零過程還可以通過算法來確保回零的準確性。總的來說，回零原理是利用測量、控制和算法來確保數控機床始終處于正確的位置，并為制造過程提供可靠的基礎[1]。

2 回零故障的分類及故障成因

（1）常見的回零故障類型 回零故障可以根據出現故障的部位進行分類。常見的故障類型如下。

1）軸運動故障。包括軸速度不穩定、軸位置誤差大等問題。

2）傳動系統故障。傳動軸等部件出現故障。

3）控制系統故障。包括控制電路、控制軟件和傳感器等部件出現故障。

（2）常見的回零故障原因 造成回零故障的原因有很多，可以歸納為以下幾種。

1）部件損壞。包括軸、電動機和傳感器等部件損壞。

2）電氣故障。包括電源、電路故障等。

3）操作不當。

4）系統原因。包括軟件程序出錯、軟件升級不當等問題。

3 故障診斷與分析方法

出現回零故障時，可以進行如下診斷和分析。

（1）現場觀察 在故障發生時，可以對機床的外觀和行為進行現場觀察，以確定故障的類型和原因。

（2）故障代碼分析 當出現故障時，控制器可能會顯示故障代碼。分析這些代碼有助于確定故障的原因[2]。

（3）電氣系統檢查 檢查機床的電氣系統，包括電纜、連接器、傳感器和控制器等，以確定是否存在任何電氣故障。

（4）機械系統檢查 檢查機床的機械系統，包括軸承、齒輪、馬達等，以確定是否存在任何機械故障[3]。

（5）軟件分析 分析機床的軟件，包括回零程序等，以確定是否存在軟件問題。

（6）歷史記錄分析 分析機床的歷史記錄，包括故障歷史記錄、運行歷史記錄等，以確定是否存在任何模式性故障。

4 實例分析

通過3個實際案例，展示不同回零故障的解決方法。

（1）實際案例一 某技術學院反饋，在未關閉機床電源的情況下進行回零操作，回零總是不穩定，導致加工異常。

1）分析過程如下。①根據操作人員反饋，發現回零不穩定，但是機床在不操作回零的情況下加工正常。②通過分析，初步確定故障可能是由于機床系統、硬件或軟件出現故障引起的。③該機床使用的是機械式回零開關，繼續檢查。④進一步檢查，發現由于長時間加工，回零開關螺釘松動，使得壓塊在回零時產生輕微位移。⑤正因為回零開關位置反饋不正確，導致每次回零均會產生誤差。

2）修復過程具體如下。①加固回零開關的緊固螺釘，以確保回零精度。②試加工，確認機床恢復正常。

（2）實際案例二 某模具廠一臺數控車床每次回零后，均會發生加工零件尺寸不穩定的現象。

1）分析過程如下。①根據加工零件尺寸不穩定的現象，初步判定為回零誤差所致[4]。②初步懷疑，回零部件的緊固螺釘在長時間加工中產生了松動，但經過加固緊固螺釘、復位參數等措施均未恢復正常。③深入檢測后，發現故障的真正原因是軸承故障，由于軸承損壞或磨損，導致回零過程中運動不穩定，從而造成回零誤差。

2）修復過程具體如下。①通過檢測軸承的損壞情況、確定型號，更換損壞的軸承，并重新調整、安裝，以確保回零精度。②試運行，確定故障已經排除。

（3）實際案例三 某加工廠一臺數控機床X軸回零失敗，顯示“X軸超程報警”。

1）分析過程如下。①現場觀察機床采用機械式的回零開關。②在回零過程中，壓塊也能正常壓到行程開關對應回零的觸點，但機床沒收到零點到位的反饋。③拆開行程開關，發現開關內部因進水嚴重而損壞，即使零點到位也不能發送相關信號到系統，導致回零失敗而造成超程報警。

2）修復過程具體如下。①對相關電路進行干燥處理。②確定開關型號，更換開關。③重新運行回零功能，機床恢復正常。

5 回零故障的預防

正確安裝和使用是回零故障預防的關鍵因素。在安裝數控機床時，必須遵循正確的安裝步驟，以確保回零傳感器和編碼器的正確安裝。正確的使用方法能夠最大程度地避免回零故障的發生[5]。

1）定期維護是回零故障的預防方法之一，其目的在于保證數控機床的穩定性。定期維護包括檢查傳感器、清潔編碼器及更換潤滑油等。通過定期維護，可以有效防止回零故障的發生。

2）正確控制環境條件對回零精度也有重要的影響。環境因素，如溫度和濕度的變化，可能導致回零精度的下降。因此，嚴格控制環境因素對維護回零精度是非常重要的。

3）定期檢查和更換部件也是回零故障預防的重要方法。隨著數控機床的使用，零部件可能會磨損或損壞，導致回零誤差。定期檢查和更換零部件可以確保回零精度的穩定性。

4）定期進行機床的校準和校驗是預防回零故障的重要方法之一。包括校準測量系統、位置傳感器和編碼器等，以確保其準確性和穩定性。定期的校準和校驗可以發現并糾正潛在的偏差或錯誤，從而提高回零的精度和可靠性[6]。

5）實施良好的線纜管理。良好的線纜管理對于預防回零故障至關重要。線纜應該被整理并固定好，以避免與移動部件有干擾或意外斷開連接。定期檢查和整理線纜可以保持其完整性，最大限度地減少在回零操作期間信號丟失或中斷的風險。

6）定期備份和軟件更新。定期備份機器的軟件設置并進行軟件更新是預防回零故障的重要步驟。軟件故障或過時的固件可能導致回零過程的不穩定性。通過保持軟件的最新狀態并備份可靠的設置，可以及時解決潛在問題，確保回零過程的穩定性和準確性。

總的來說，這些方法均可以在一定程度上防止數控機床的回零故障。

6 結束語

綜上所述，數控機床回零故障的預防與維修是一項十分重要的工作，涉及到多方面的技術與知識。通過正確安裝、定期維護、控制環境因素、更換零部件及定期調試等措施，可以最大程度地防止故障的發生并維護數控機床的正常運行。（ ）