CNC機床回不了參考（kǎo）點故障排除

1、概 述
數控機床回參考點（diǎn）時根據檢測元（yuán）件的不同分絕（jué）對脈衝編碼器方式和增量（liàng）脈衝編碼器方式兩種，使用絕對脈衝編碼器作為反饋元件的係統（tǒng），在機床安裝調試後，正常使用過程中，隻要絕對脈衝編碼器的後備電池有效，此後的每次開機，都不必再進行回（huí）參考點操作。而（ér）使用增量脈衝編碼器的係統中，機床每次開機後都必須首先進（jìn）行回參考點操作，以（yǐ）確（què）定機床的坐標原點，尋找參考點主要與零（líng）點開關、編碼器或光柵尺的零點（diǎn）脈衝有關，一般有兩種方式。
1）軸（zhóu）向預定點方向快速運（yùn）動，擋塊壓下零點開關（guān）後減（jiǎn）速向（xiàng）前繼續運（yùn）動，直到擋塊脫離零（líng）點開關後，數控係統開始尋找零點，當接收到（dào）第一個零（líng）點脈衝時，便以（yǐ）確定參考點位置。配FANUC係統（tǒng）和北京KND係統的機床目前一般采用此（cǐ）種回零方式。
2）軸快速按預定方向運動，擋塊壓向零點開關（guān）後，反向減速運動，當（dāng）又脫離零點開關時，軸再改變方向，向參考（kǎo）點方向移動，當擋塊再次壓下零點開關時，數控係統開始尋找零點，當接收到第一個零點脈衝，便（biàn）以確定（dìng）參考（kǎo）點位置。配SIEMENS、美國AB係統及華中係統的機床一（yī）般采用這種回零方式。
采（cǎi）用（yòng）何種方式或如何運動，係統（tǒng）都是通過PLC的程序編（biān）製和數控係（xì）統的機床（chuáng）參數設定決定的，軸的運動速度也是在機床參數中設定的，數（shù）控機床回參考點的過程是PLC係統與數控係統（tǒng）配（pèi）合完成的，由數控係統給出（chū）回零命令，然後軸按預定方向運動，壓（yā）向零點（diǎn）開關（或脫離零點開關）後（hòu），PLC向數控係統發出減速信（xìn）號，數控係統按預定方向減速運動（dòng），由測量係統接收零點脈衝，收到（dào）第（dì）一個（gè）脈衝後，設計坐標值（zhí）。所有的軸都找到（dào）參考點後，回參考點的過程結束。
數控機（jī）床回不了（le）參考點的故（gù）障常見一般有以下幾種情況：一是零點開關出現問題；二是編碼器出現問題；三是係統測量板出（chū）現問題；四是零點（diǎn）開關與硬（軟）限（xiàn）位置太近；五（wǔ）是係統參（cān）數丟失等（děng）等。下麵以本人在（zài）工作中遇到的幾個實例介紹維修的過程。
2、維修實例
例1）XH714加（jiā）工中心開機回參考點，X軸向回參考的（de）相反方向移動。該機配SIEMENS810D數控係統，采用半閉環控製方式，使用（yòng）增量脈（mò）衝編碼器作為檢測反饋元件。
分（fèn）析：機床開機X軸回參考點的動作過程為：回參考點軸先以快速移動，當零點開關被擋塊壓下時，PLC輸入點I32.2信號（hào）由1變為0，CNC接（jiē）收到該跳變信號後輸出減速指令，使（shǐ）X軸製動後並以（yǐ）低速向（xiàng）反方向移動，當擋塊（kuài）釋放零（líng）點開關時，I32.2信號由0跳變為1，X軸（zhóu）製動後（hòu）改變方向，以回參考點速度（dù）向參考點移動（dòng），當零點開關再次（cì）被擋塊壓下（xià）時，I32.2信號由1變為0，此時起，CNC接受到的增量脈衝編碼器發出的零（líng）位（wèi）標誌脈衝I0時，X軸再繼續運行到參數設定的距離後停止，參考點確立，回參考點（diǎn）的過程結束。
這種回參考點（diǎn）方式可以避免在參考點位置回參考點這種不正常（cháng）操作對加工中（zhōng）心造成的（de）危害。當加工中心X軸本已在參考點位（wèi）置，而進行回參考點（diǎn）操作時，這時I32.2初始信號是零，CNC檢測到這（zhè）種狀態後，發（fā）出向（xiàng）回參考（kǎo）點方（fāng）向相反的方向運動指令，在（zài）零點（diǎn）開關被釋放，即I32.2為1後，X軸製動後（hòu）改變方向，以回參考（kǎo）點速（sù）度向（xiàng）參考點移動，進行上述回參考點（diǎn）的過程。
根（gēn）據故障現象，懷（huái）疑零點開關（guān）被壓下後，雖然X軸已經離開參考點，但開關不能（néng）複位。用PLC診斷檢（jiǎn）查確認判斷正確。
詢問操作人員，機床開機時各軸都在中間位置，排除了因在參考點位置停機減速（sù），擋塊持續壓著零（líng）點開關，導致開關彈簧疲勞失效的故障原因。也說明該減（jiǎn）速開關在關機前已經失效了（le）。
仔細（xì）觀察加工過程，發現每一（yī）加工循環結束後，加工中心（xīn）都停止在參考點位置上。這大大增（zēng）加了零點開關失效的可能性，增加了（le）故（gù）障幾率。這可能是本次故（gù）障的真正原因。
由於采用（yòng）CAM軟件編程生成的NC代碼，在程序的結束（M30）前，大多為G28回參（cān）考點格式，故建議數控編程人員在編製零件加工程序時，在程序結束（M30）前，加入（rù）回各軸中（zhōng）間點的G代碼指令，並去掉G28指（zhǐ）令，以減少該（gāi）類故障的發生。
例2）XH713/4加工中心回參考（kǎo）點出（chū）現超程報（bào）警。該加工中心配用FANUC-OMD控製係統，采用半閉環控製方（fāng）式（shì），使用增量脈衝編碼器作為檢測反饋元（yuán）件，回參考點采用擋塊壓零點開關（guān），減速前行，脫離零（líng）點開關，開始尋找零點的方（fāng）式（shì）。
因（yīn）CNC的後備電池失效，造成參數丟失。用計算機（jī）將備份參數重新裝（zhuāng）入後，再回參（cān）考點時出現各軸在行程範圍中間位置處發生（shēng）軟限（xiàn）位（wèi）超程報警，此時用手動方式移動各軸，既使其機械位（wèi）置在行程範圍中間（jiān），CRT也顯示各軸位置坐標軟限位超程報警。這是因為後（hòu）備電池失效後，重裝電池開機時CNC把（bǎ）此時的機械位置（zhì）認作回參考點位置（zhì）。解決的辦法是（shì）應先將各個軸（zhóu）正向軟限位值設成最大值，再作三軸（zhóu）回參考（kǎo）點，建立正確的機（jī）床零點，仍後再將三軸軟限位改為原值。具體步驟如下：1）在OFFSET菜單下，設置PWE=1。2）將CNC參數NO.700、702、704（X、Y、Z）三軸分（fèn）別設為最大值。3）將XYZ手動移開機械原點一定距離。4）在參考點回零（líng）模式，各軸手動回參考點。5）仔細觀察各軸是否在回參考點位置上，特別是與ATC有關的Z軸。若位置不準確，重複3至4步直至準確。6）將第二步中改過的參數重新再改回來（lái）。7）將PWE重新設置為零。這樣，回（huí）參考點出現超程報警的問題就解決了。例3）V560加工中心在使用過程中Ｚ軸回（huí）參考點出現（xiàn）軟限位超程（chéng）報警。該加工（gōng）中心配用FANUC-OIMA控製係統，，采用半閉環控製方式，回參考點采用擋塊壓（yā）零點開關，減速前行（háng），脫離零點（diǎn）開（kāi）關，開始尋找（zhǎo）零點的方式。觀察CRT上Z軸顯示6.01，係軟（ruǎn）限位超程．經試驗確認，該報（bào）警出現時，手（shǒu）動回參考（kǎo）點的過程還未完成（chéng）．在手動回參考點時觀察減速開關輸入PMC信號（hào）DGNX9.3變（biàn）化正常，說明減速開關無問（wèn）題。將CNC參數NO.704（Z軸軟限位）設為最大值99999999，手動回參考點正常。NO.704重新設定為6000，回參考點又（yòu）了出現超程報警。
分析：由於減速開關無問題，而回參（cān）考（kǎo）點的過程（chéng）還未完成，且出現（xiàn）的是軟（ruǎn）限位超程。說明擋塊沒有鬆勁，有可能是減速開關的位置鬆勁了。檢查（chá）發現，減（jiǎn）速（sù）開關（guān）的位置的確鬆勁（jìn）了，經重新調整減速開關的位置，並擰緊固定鑼釘，問題解決。但需要說明的是，減速開關的位置一旦鬆勁，機床出廠時（shí）原先設置（zhì）的絲杠螺距補償參數就不準確了。需用激光測量儀重新測量機床絲杠螺距（jù）補（bǔ）償參（cān）數後（hòu）再作設（shè）置。例4）某台配（pèi）備北京KND-100M的數控銑床，在開機回參考點時，兩XZ軸正常，但Y軸回參（cān）考點時，出現222“Y向（xiàng）伺服準備未（wèi）緒報警”。分析：根據故障現象進行針對性的檢查，在檢查（chá）到伺服驅動模塊時，發現有23號伺服報警。此時查故障手冊（cè），有如下解釋：1）滾（gǔn）珠絲杠運動阻力過大或滾珠（zhū）絲杠本身有（yǒu）問題。但手動移（yí）動檢查未（wèi）發現問（wèn）題。2）伺服電動機損壞（huài）。通過測量其繞阻伺服也未（wèi）發現問題3）伺服（fú）驅動模塊（kuài）帶載能力（lì）不夠（gòu）或損壞，控製扳出現問題產生錯誤報警。檢查伺服驅動模（mó）塊，對換相同型號的（de）XY軸伺（sì）服（fú）驅動模塊後故障消除。由此可見（jiàn），此次故障為Y軸伺服驅動模塊性能不穩定或接觸不穩。但（dàn）幾（jǐ）天後又發生故障，當X軸回參考點時又出現212X向伺服準備未緒報警。根據前麵（miàn）的（de）經（jīng）驗，檢查到伺服驅動模塊時，又（yòu）發現有（yǒu）23號（伺服（fú）準備未緒）伺服報警。似乎很容易得出（chū）結論為誤判原Y軸（現已更換到X軸）的伺服驅動模塊已徹底損壞。但為（wéi）了（le）進一步確認，又一次對換相同型（xíng）號（hào）的XY軸伺服驅動模（mó）塊後故障依（yī）然存在，說明此次故障（zhàng）與伺服驅動模塊無關。
原來，經（jīng）檢查發現，X軸正向限位開關的擋塊已向（xiàng）減速開關的擋塊方向移動（dòng），導致X軸（zhóu）回參考點時，回（huí）參考點動作還未完成就已擋到了硬限位開關，從而引起CNC產生以上報警。
經重新調整硬限位開關的（de）位置，並擰緊固定鑼釘，機床回參考點恢複正常。
3、總 結數控機床回不（bú）了參考點的故障是數控機（jī）床中比較常見（jiàn）的故障之（zhī）一。而這種故障一般又是由擋（dǎng）塊的鬆動（dòng）、減速（sù）開關的失靈、參數的丟失（shī）、軟限位設置（zhì）不準等因素引起的。當然，編碼器或光柵尺的損壞以及編碼器或光柵尺的零點脈衝出現問題等等也（yě）多會引起回不了（le）參考點的故障，隻不過編（biān）碼器和光柵尺相對來說可靠性較高，出（chū）現故障的概率比較低而已。隻要我們掌握數控機床回參考點的相關（guān）工作原理和設備的機械結構，了解其（qí）操作方法（fǎ）、動作順序並對故障現象作（zuò）充（chōng）分調查和分析，就一定能找到故障的原因所在，檢查修理，排除故障，最（zuì）終使機床恢複正常。