摘要：FANUC 數控立式加工中心故（gù）障修理過程，設備增量式編（biān）碼器返回參考點的工作原理，設備（bèi）不回參考點故障的（de）原因和排除方法。
 
        關鍵詞：加工（gōng）中（zhōng）心；參考點；機床原點；編碼器
 
 
        0 前言
 
        配置FANUC 數控係統的機床可以實現增（zēng）量式編碼器返回參考點（diǎn）， 絕對值編（biān）碼器返回參考點和距離式編碼器返回參考點等幾種方式。目（mù）前大多數（shù）數控機床采用增量式編（biān）碼器作為位置檢測元件，係統斷電後，工件（jiàn）坐標係坐（zuò）標值就（jiù）失去記憶，所以機床開機後要（yào）進行返回（huí）坐標係參考點操作。
 
        1、 數控機床參（cān）考點與機械原點的去別及作用
 
        參考點作（zuò）為工件坐標係的（de）原始參照點， 機（jī）床參考點（diǎn）確定後各工件坐標係（xì）隨之確立。機械原（yuán）點是基本機械坐標係的基準點，機械部件一旦裝配完畢，機械原點隨（suí）之確立。電氣原點是以機床（chuáng）檢測（cè）反饋元件發出的柵點信號或零標誌信號確（què）立的參（cān）考點。為了使電氣原點到機械原點的距離用（yòng）一個原點偏移量參數進（jìn）行設罩。這個重合的（de）點就是機床原點。
 
        對（duì）於數控機床（chuáng），一旦參考點確立（lì）後，有3 個功能即可生效（xiào）。
 
        ①機械零點（#1240參數值（zhí））、坐標係零點（G54）。
        ②可使螺距補償功能生效， 用於消除絲杠（gàng）間隙的累（lèi）積誤差（chà）及絲（sī）杆螺距誤差對加工的影響。
        ③可使數控機床行程軟限（xiàn）位（wèi）功能生效即（jí）修改（gǎi）參數#1300 行程檢（jiǎn）測。
 
        2 、數控機床回參考點方式
 
        現代數控機（jī）床一般都采用增量式旋轉編碼器或增（zēng）量式光柵尺（chǐ）作（zuò）為位置（zhì）反饋元件， 因而機床在每次開機後都必須首先進行回參考點的操作（zuò），以確（què）定機床的坐（zuò）標原點，尋棧參考點主要與零點開關、編碼器或者光柵尺的零點脈衝有關，一般有2 種（zhǒng）方式。
 
        （1）軸向預定方向快速運動，壓下零點開（kāi）關後減速向前繼續運動，直到數控係統收到（dào）第一個零點脈衝軸停止遠（yuǎn）動，數控係統自動設定坐標值。在這種方式下， 停機時軸（zhóu）恰好壓在（zài）零點開關上，如果采用自（zì）動回參考點，軸的運動方向與上述的（de）預定方向（xiàng）相反，離開零點後，軸再反向運行，當（dāng）又壓上零點開關後（hòu），PLC 產生減速信號，使數控（kòng）準備接收第一個零點脈衝（chōng），以（yǐ）確定參考考點。
 
        （2）軸快速按預定方同運動，壓上零點開關後，反向減速運動，當又脫離零點開關後，數控係統接收到第一個零點脈衝確定參考點，在這種方式下（xià）停機（jī）時（shí），軸（zhóu）恰好壓在零點開關上，當自動回參考點時，軸運（yùn）動方向與上述的預定方向相反，離開零點開關後，PLC 產生減速信號，使數控係統在接收到第一個零點脈衝時確認參考點。
 
        采用何種方式運行，係統都是通過PLC 的程序編製和數控係統的機床參數設定來決定， 軸的運動速度也是由機床參數#1425 設定的， 數（shù）控係統（tǒng）回參考點的過程是PLC 係統與數控（kòng）係統配（pèi）合完成的，由數控係統給出回參考（kǎo）點的命令（軸和方向地址信號G100～102）， 然後軸按預定的方向運動， 壓上零點開關（guān）X1009.0～X1009.3（或離開零（líng）點開（kāi）關）後PLC 向數控係（xì）統發出減速信號G196，數控係統按照預定的方向（xiàng）減速運動，由（yóu）測量係統接收零點脈衝，接收到第一個脈衝後，再找到（dào）第一個電氣柵格點（diǎn）參數#1850 電子柵格點（diǎn）偏移量，設定坐標值。所有的軸都找到參考點後（hòu），將發出參考點回零（líng）結束信（xìn）號（F094）和參（cān）考點確立信號（F120），回參考點的（de）過程結束。
 
        3 、回不了參考點的故障原因與維修實例介紹
  
        數控機床開機後回不（bú）了參考點的故障（zhàng）一般有以（yǐ）下幾種（zhǒng）情況，一是由零點開（kāi）關出現問題，PLC 沒有產生減速信號。二（èr）是編碼器（qì）或光柵尺的零點脈衝出現問題。三（sān）是（shì）數控係統的測量板出現問（wèn）題，沒有接收到零點（diǎn）脈衝。
 
        3.1 南通714 立式數控銑（xǐ）床加工中心，X 軸不能回參（cān）考點
 
        啟動數控機床X 軸返回參考點操作，按（àn）回零鍵（jiàn）時有（yǒu）減速現象，在尋找機床參考點時出現急停報警，導致（zhì）X 軸無法（fǎ）返回參考點。該數控機床配置（zhì）FANUC-0iA 係統，X 軸在返回參考點（diǎn）時產生硬限位報警，返回參考點失敗，經PLC 梯形圖診斷，Y 軸在回參考點操作時減速信號X1009.0 由（yóu）“1-0-”，少了一步減速信號再次變為（wéi）“1”的（de）過（guò）程。更換一（yī）個行程開關後故障依（yī）舊，說明減速開關正常。經檢（jiǎn）查零限位與硬（yìng）限位擋鐵塊， 發（fā）現數控（kòng）機床Z軸的（de）零限位和硬（yìng）限位擋塊距離太近，懷疑X 軸（zhóu）限位擋（dǎng）塊的位置是因（yīn）為工時的振動或（huò）撞擊使兩者之間位置發生改變（biàn）。當數控機床回參考點減速後就碰到硬限位擋鐵造成超程報警。
 
        打開數控機床X 軸外護罩， 找到X 軸限位擋塊卸下來，調整硬限位擋塊與零限（xiàn）位擋塊之間的距離即可。應先安裝零（líng）限位（wèi）擋塊，再安裝硬限位擋塊（kuài）。擋塊安裝時，應先用手輪上下移動來確定是否和行程開關的觸點相對應， 安裝完後應在低（dī）速擋位回（huí）參考點確（què）認。係統參數#1320、#1321用於調整各軸正負軟行程參數。硬限位（wèi）開關、零點開關、零點限位擋鐵和硬限位擋鐵位置見圖1。

                                                             圖1 開關、擋（dǎng）鐵、限位位置圖
  

        3.2 南通（tōng）600立式數控銑床加工中心（xīn）Y 軸不（bú）能返回參考點
 
        數控機床Y軸返回參考點時， 坐標值過（guò）零（líng）後（hòu）產生軟限位（wèi）報警。參數#1300第（dì）6位設定“0”時（shí），機（jī）床上電後執行上次存（cún）儲的行程限（xiàn）位，所以機床在未回參考點之前軟限位有效。將參數#1320的Y軸正向軟限位（wèi）參數增大後，返回參考點產生超程報警。經l/O狀態表診（zhěn）斷，Y 軸減速信號X1009.1 在（zài）返回參考點操作（zuò）時能由“1-0-1”跳（tiào）變，說（shuō）明減速開關正常。懷疑（yí）Y軸減速信號在經過“1-0-1”跳變，剛好（hǎo）錯過了編碼（mǎ）器（qì）發出的一（yī）轉零脈衝信號，在尋找第2個脈衝信號時碰到硬限位開關造成超程報警。檢查參數#1850電子柵格點偏移量（liàng），Y軸柵格偏移量為零， 將此參數Y軸的柵格偏移量由零改為4.5 mm後開機運行，Y軸返回參（cān）考點正常。
 
        3.3 係（xì）統經（jīng）常發生（shēng）死機現象無法自動返回參考點（diǎn）
 
        南通立式數控銑床加工中心，因經常發現係統死（sǐ）機現象，將機床係統重裝後。發現此機床（chuáng）各軸（zhóu）手動返回參考點時，點軸選通按鍵後無法自動返回參考點， 此前點軸選通按鍵後可以自動返回參考點。在REF 方式（shì）下按回參考點鍵（按“X+”、“Y+”、“Z+”鍵）坐標軸不能連續運動回參考點，後發現必須一直按著軸選通鍵才能返回參考（kǎo）點。
 
        用FANUC 的狀態表去查各個地址的狀態，根據這些地址，在PLC 梯形圖中查找控製返回參考點的梯（tī）形圖，在圖（tú）中找（zhǎo）出是哪些結點完成回參考點（diǎn）連續（xù）操作的，以（yǐ）便並判斷故障產生原因。用FANUC 的狀態表查X 坐標軸的地址是X30.4（方向移動），通過此地址在PMC 梯形圖中查到是接通G100.0 線圈（回參考點的軸（zhóu）和方向地址）， 查看哪些結點是完成G100.0 接通後保（bǎo）持的，發現當按下“X+”坐標軸鍵，梯形圖中X30.4 閉1 合，G100.0線圈接通，鬆開X 坐標軸鍵，觸點X30.4 斷開（kāi），G100.0 線圈也斷（duàn）開。說明（míng）這個點動控（kòng）製回路不能自鎖，不能自鎖的原因是k1.1 是斷開的。
 
        查看k 地址參數表中發現k1.1 為“0”狀態，可能是因為在傳輸過程中造成（chéng）參數丟（diū）失。將k1.1改（gǎi）為“1”狀態，k1.1 接通。再按各軸（zhóu）選通鍵，實現機床自動回零。
   
        4 結論
 
        首先知（zhī）道數控機床返回參考點工作方式和動作過程， 根據出現的故障現象判斷哪個環節出現了問題， 將重點（diǎn）放在檢查返回參考點的（de）行（háng）程開關、檢測元件編碼器以及接口（kǒu）電路的工作狀態上。掌握了解FANUC 的狀態表、PMC 梯形圖，學會觀察NC、PMC 及I/O 接口電路的狀（zhuàng）態指示信號（hào）。對機床返回參考點的工作原理應有更進一步的掌握， 以便在工作過程（chéng）中快速分析判斷故障，直至排除故障。