浅析数控机床参考点报警类故障维修
浅析数控机床参考点报警类故障维修[20200123191245]
【摘要】
数控机床回参考点的故障频率比较高，例如回参考点不到位、偏移、超程等故障，会导致加工尺寸不对，造成零件报废，本文结合数控机床返回参考点的工作原理，对返回参考点过程中出现的故障现象进行系统分析，针对不同的故障原因，提出相应的诊断和维修方法。
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关键字:】数控机床参考点；参考点故障；实例分析
引言 1
一、数控机床返回参考点的必要性 2
二、数控机床回参考点的原理和过程 2
（一）回参考点的工作原理 2
（二）回参考点的动作过程 3
三、数控机床回参考点故障诊断与分析 4
（一）机床故障诊断原则 4
（二）故障分析 5
四、回参考点报警类故障实例分析 8
（一）回参考点位置调整不当引起的故障维修10例 8
（二）“零脉冲”不良故障维修5例 13
（三）参数设定错误的故障维修5例 15
结论 19
参考文献 20
致谢 21
引言
数控机床断电后系统对坐标轴的位置记忆自动遗失，因此，机床开机首先进行回零操作，使机床各坐标轴回到某个固定位置（机床坐标系零点）。回零是数控机床操作中最重要的功能环节之一，直接影响数控机床各种刀具补偿，间隙补偿，轴向补偿以及其他精度补偿和零件加工质量。
当数控机床更换,拆卸电机或编码器后，机床会有报警信息，编码器内的机械绝对位置数据丢失了，或者机床回参考点后发现和更换前发生了偏移，这就要求我们重新设定参考点，所以我们对了解参考点的工作原理十分必要。
数控机床回参考点的故障频率比较高，例如回参考点不到位、偏移、超程等故障，会导致加工尺寸不对，造成零件报废。因此，本人想结合数控机床返回参考点的工作原理，对返回参考点过程中出现的故障现象进行系统分析，针对不同的故障原因，提出相应的诊断和维修方法。
一、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，由于系统断电后位置检测装置靠电池来维持坐标系的记忆，所以机床开机时，不需要进行返回参考点的操作。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，所以机床首次开机后要进行返回参考点操作。
返回参考点的好处如下。
1.系统通过参考点来确定机床的原点位置，以正确建立机床坐标系。
2.可以消除丝杠间隙的累积误差及丝杠螺距误差补偿对加工的影响。
二、数控机床回参考点的原理和过程
参考点又称机床参考点。在数控机床操作中，数控机床回参考点是最重要的功能环节之一，其作用是建立数控机床的工作坐标系。一般数控机床通电后，首先应对其进行回参考点操作，这是由于数控机床（采用增量式测量装置）每次断电后，数控系统并不记忆各个坐标轴的位置。因此开机后，必须让机床各坐标轴回到一个固定位置点（机床参考点）上，该点即是机床的坐标系零点，也称机床参考点?，这一过程就称为机床回参考点或回参考点操作。
（一）回参考点的工作原理
按机床位置检测元件检测参考点信号方式的不同，返回机床参考点的方法有两种：使用脉冲编码器或光栅尺的栅格法；使用磁感应开关的磁开关法。
脉冲编码器或光栅尺均会产生零标志信号，脉冲编码器的零标志信号又称一转信号。每产生一个零标志信号相对于坐标轴移动一个距离，将该距离按一定等分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）与滚珠丝杠采用1：1直联时，一般设定栅格间距为丝杠螺距，光栅尺的栅格间距为光栅尺上两个零标志之间的距离。
采用栅格方式时，可通过移动栅格（可由系统参数设定）来调整参考点位置，如图2-1所示。位置检测装置随伺服电动机旋转产生栅点或零标志位信号。在机械本体上安装一个减速撞块及一个减速开关，执行回零操作的过程中，当减速撞块压下减速开关时，伺服电动机减速继续向参考点运行。当回零轴脱离开减速开关后，数控系统检测到的第一个零标志位信号即参考点时，伺服电动机停转。此时，坐标轴到达的位置即是电气原点，数控系统记忆该点的坐标。但由于调整时做不到电气原点与机床上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。
栅格方法的特点是如果接近参考点的速度小于某一固定值，则回参考点的轴总是停止于同一点，在完成回原点操作后，机床参考点的保持性好。按照检测元件测量方式的不同，栅格法可以分为以绝对脉冲编码器方式归零和以增量脉冲编码器方式归零。使用增量式检测反馈元件的机床，第一次开机时，各伺服轴采用手动方式回参考点，其后各次的回参考点操作可以用G代码指令以快速进给速度高速至第一次回参考点时记忆的参考点位置。
在使用绝对脉冲编码器作为测量反馈元件的系统中，机床调试前第一次开机后，通过参数设置配合机床回参考点操作调整到合适的参考点后，只要绝对脉冲编码器的后背电池有效，此后的每次开机，不必进行回参考点操作。
当采用磁性开关方式时，可通过移动接近开关来调整轴的参考点位置。此时，在机床本体上安装磁铁和磁感应原点开关或者接近开关，当磁感应原点开关或接近开关检测到原点信号后，伺服电动机立即停止，该停止点即被认作参考点。该方法的特点是软件及硬件简单，但原点位置随着伺服电动机速度的变化而成比例的漂移，即原点不确定。磁开关法由于存在定位漂移现象，因此目前已较少使用。
（二）回参考点的动作过程
使用增量式脉冲编码器作为测量反馈元件的机床，开机手动回参考点的过程一般有以下三种：
方式一：如图2-1所示，手动回参考点时，回参考点轴先以参数设置的快速进给速度V1向参考点方向移动，当参考点减速撞块压下参考点减速开关时，伺服电动机减速，以由参数设置的参考点接近速度V2继续向前移动，当参考点减速开关被释放后，数控系统检测到编码器或光栅发出的第一个栅格或零标志信号时，轴减速，然后再前移栅格偏移量而停止，所在位置即为参考点。日本FANUC数控系统多采用此回零方式。
方式二：回参考点时，轴先以速度V1快速向参考点移动，如图2-2所示，碰到参考点减速开关后其速度降到零，然后反向以速度V2慢速移动，减速开关被释放后，数控系统检测到的编码器或光栅发出的第一个零标志信号时，轴即减速并前移参考点偏移量而停止于参考点。欧美地区的数控系统多采用此回零方式，如SIEMENS系统和HEIDENHAIN系统。
方式三：如图2-3所示，回参考点时，轴先以速度V1向参考点快速移动，碰到参考点开关后制动到速度为零，再向相反方向微动直至脱离参考点减速开关，然后又以速度V2沿原方向微动撞上参考点开关，并继续前移直至再次脱离减速撞块后，数控系统检测到测量系统产生的第一个零标志信号时，轴即减速并前移参考点偏移量而停止于参考点。
三、数控机床回参考点故障诊断与分析
（一）机床故障诊断原则
当数控机床回参考点出现故障时，首先应有简单到复杂，进行全面检查。先检查原点减速挡块是否松动，减速开关是否牢固，开关是否损坏，若无问题，应进一步用千分表或激光测量仪检查机械相对位置的漂移量、检查减速开关位置与原点之间的位置关系，然后，检查伺服电机每转的运动量、指令倍率比（CMR）及检测倍乘比(DMR),再检查回原点快速进给速度的参数设置及接近原点的减速速度的参数设置。数控机床回参考
【摘要】
数控机床回参考点的故障频率比较高，例如回参考点不到位、偏移、超程等故障，会导致加工尺寸不对，造成零件报废，本文结合数控机床返回参考点的工作原理，对返回参考点过程中出现的故障现象进行系统分析，针对不同的故障原因，提出相应的诊断和维修方法。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】数控机床参考点；参考点故障；实例分析
引言 1
一、数控机床返回参考点的必要性 2
二、数控机床回参考点的原理和过程 2
（一）回参考点的工作原理 2
（二）回参考点的动作过程 3
三、数控机床回参考点故障诊断与分析 4
（一）机床故障诊断原则 4
（二）故障分析 5
四、回参考点报警类故障实例分析 8
（一）回参考点位置调整不当引起的故障维修10例 8
（二）“零脉冲”不良故障维修5例 13
（三）参数设定错误的故障维修5例 15
结论 19
参考文献 20
致谢 21
引言
数控机床断电后系统对坐标轴的位置记忆自动遗失，因此，机床开机首先进行回零操作，使机床各坐标轴回到某个固定位置（机床坐标系零点）。回零是数控机床操作中最重要的功能环节之一，直接影响数控机床各种刀具补偿，间隙补偿，轴向补偿以及其他精度补偿和零件加工质量。
当数控机床更换,拆卸电机或编码器后，机床会有报警信息，编码器内的机械绝对位置数据丢失了，或者机床回参考点后发现和更换前发生了偏移，这就要求我们重新设定参考点，所以我们对了解参考点的工作原理十分必要。
数控机床回参考点的故障频率比较高，例如回参考点不到位、偏移、超程等故障，会导致加工尺寸不对，造成零件报废。因此，本人想结合数控机床返回参考点的工作原理，对返回参考点过程中出现的故障现象进行系统分析，针对不同的故障原因，提出相应的诊断和维修方法。
一、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，由于系统断电后位置检测装置靠电池来维持坐标系的记忆，所以机床开机时，不需要进行返回参考点的操作。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，所以机床首次开机后要进行返回参考点操作。
返回参考点的好处如下。
1.系统通过参考点来确定机床的原点位置，以正确建立机床坐标系。
2.可以消除丝杠间隙的累积误差及丝杠螺距误差补偿对加工的影响。
二、数控机床回参考点的原理和过程
参考点又称机床参考点。在数控机床操作中，数控机床回参考点是最重要的功能环节之一，其作用是建立数控机床的工作坐标系。一般数控机床通电后，首先应对其进行回参考点操作，这是由于数控机床（采用增量式测量装置）每次断电后，数控系统并不记忆各个坐标轴的位置。因此开机后，必须让机床各坐标轴回到一个固定位置点（机床参考点）上，该点即是机床的坐标系零点，也称机床参考点?，这一过程就称为机床回参考点或回参考点操作。
（一）回参考点的工作原理
按机床位置检测元件检测参考点信号方式的不同，返回机床参考点的方法有两种：使用脉冲编码器或光栅尺的栅格法；使用磁感应开关的磁开关法。
脉冲编码器或光栅尺均会产生零标志信号，脉冲编码器的零标志信号又称一转信号。每产生一个零标志信号相对于坐标轴移动一个距离，将该距离按一定等分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）与滚珠丝杠采用1：1直联时，一般设定栅格间距为丝杠螺距，光栅尺的栅格间距为光栅尺上两个零标志之间的距离。
采用栅格方式时，可通过移动栅格（可由系统参数设定）来调整参考点位置，如图2-1所示。位置检测装置随伺服电动机旋转产生栅点或零标志位信号。在机械本体上安装一个减速撞块及一个减速开关，执行回零操作的过程中，当减速撞块压下减速开关时，伺服电动机减速继续向参考点运行。当回零轴脱离开减速开关后，数控系统检测到的第一个零标志位信号即参考点时，伺服电动机停转。此时，坐标轴到达的位置即是电气原点，数控系统记忆该点的坐标。但由于调整时做不到电气原点与机床上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。
栅格方法的特点是如果接近参考点的速度小于某一固定值，则回参考点的轴总是停止于同一点，在完成回原点操作后，机床参考点的保持性好。按照检测元件测量方式的不同，栅格法可以分为以绝对脉冲编码器方式归零和以增量脉冲编码器方式归零。使用增量式检测反馈元件的机床，第一次开机时，各伺服轴采用手动方式回参考点，其后各次的回参考点操作可以用G代码指令以快速进给速度高速至第一次回参考点时记忆的参考点位置。
在使用绝对脉冲编码器作为测量反馈元件的系统中，机床调试前第一次开机后，通过参数设置配合机床回参考点操作调整到合适的参考点后，只要绝对脉冲编码器的后背电池有效，此后的每次开机，不必进行回参考点操作。
当采用磁性开关方式时，可通过移动接近开关来调整轴的参考点位置。此时，在机床本体上安装磁铁和磁感应原点开关或者接近开关，当磁感应原点开关或接近开关检测到原点信号后，伺服电动机立即停止，该停止点即被认作参考点。该方法的特点是软件及硬件简单，但原点位置随着伺服电动机速度的变化而成比例的漂移，即原点不确定。磁开关法由于存在定位漂移现象，因此目前已较少使用。
（二）回参考点的动作过程
使用增量式脉冲编码器作为测量反馈元件的机床，开机手动回参考点的过程一般有以下三种：
方式一：如图2-1所示，手动回参考点时，回参考点轴先以参数设置的快速进给速度V1向参考点方向移动，当参考点减速撞块压下参考点减速开关时，伺服电动机减速，以由参数设置的参考点接近速度V2继续向前移动，当参考点减速开关被释放后，数控系统检测到编码器或光栅发出的第一个栅格或零标志信号时，轴减速，然后再前移栅格偏移量而停止，所在位置即为参考点。日本FANUC数控系统多采用此回零方式。
方式二：回参考点时，轴先以速度V1快速向参考点移动，如图2-2所示，碰到参考点减速开关后其速度降到零，然后反向以速度V2慢速移动，减速开关被释放后，数控系统检测到的编码器或光栅发出的第一个零标志信号时，轴即减速并前移参考点偏移量而停止于参考点。欧美地区的数控系统多采用此回零方式，如SIEMENS系统和HEIDENHAIN系统。
方式三：如图2-3所示，回参考点时，轴先以速度V1向参考点快速移动，碰到参考点开关后制动到速度为零，再向相反方向微动直至脱离参考点减速开关，然后又以速度V2沿原方向微动撞上参考点开关，并继续前移直至再次脱离减速撞块后，数控系统检测到测量系统产生的第一个零标志信号时，轴即减速并前移参考点偏移量而停止于参考点。
三、数控机床回参考点故障诊断与分析
（一）机床故障诊断原则
当数控机床回参考点出现故障时，首先应有简单到复杂，进行全面检查。先检查原点减速挡块是否松动，减速开关是否牢固，开关是否损坏，若无问题，应进一步用千分表或激光测量仪检查机械相对位置的漂移量、检查减速开关位置与原点之间的位置关系，然后，检查伺服电机每转的运动量、指令倍率比（CMR）及检测倍乘比(DMR),再检查回原点快速进给速度的参数设置及接近原点的减速速度的参数设置。数控机床回参考
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