FANUC 數控（kòng）係統機床（chuáng）返回（huí）參（cān）考點功能的（de）應用研究（jiū）-刀具網-數控機床市場網

您現在的位置：數控係統網> 技術前沿>FANUC 數控係統機床（chuáng）返回參考點功能的應用研（yán）究

FANUC 數控係統機床返回參（cān）考點（diǎn）功能的應用研究

2020-10-30 來源：上汽通用（yòng）五菱汽車股份有限公司（sī）等作者：於雙月，黃曉敏，蒙旭喜（xǐ）

摘（zhāi）要：數（shù）控（kòng）機床能精確控製零件的加工精度，而它的加工是要基於一個固定的參考點，而參（cān）考點的位置（zhì）就是以機床出廠零點為基準（zhǔn）的。通過研究使用 FANUC 數控係（xì）統的數控機床建立參考（kǎo）點的（de）方式，研究返回參考點的三種方式，並結合現場應用案例，總結了數控機床無法正常返回參考點的原因並給出了響（xiǎng）應解決思路，並（bìng）分析（xī）返回參考點（diǎn）過程中常見的問題，可（kě）以有效解決（jué）數控（kòng）機床無法返回零點的問題（tí）。

關（guān）鍵詞：數控機床；參考點；零點；返回參（cān）考點

眾所周知，數控機床能精確控製（zhì）零件的加工精度，而它的加（jiā）工是（shì）要基於一個（gè）固定的參考點，參考（kǎo）點即為機床加（jiā）工程序坐標的起始位（wèi）置。在對數控（kòng）機床的使用和維修時，經常會遇（yù）到無法正（zhèng）常（cháng）返回參考點（diǎn）的故障，返回參考點是機（jī）床正常加工的必要（yào）條件，它的用途很簡單，就是（shì）將數控係統的記（jì）憶位置與設備的（de）某個機械位置統一。各種數控係統回參考點（diǎn）方式有差異。但無論使（shǐ）用哪種數控係統，建立參考點都是必不可（kě）少的步驟，以下僅以 FANUC 數控（kòng）係統作為研究對象。見圖 1。

圖（tú） 1 機床參考點示意圖

1、返回參考點的必要性

數控機床位置（zhì）檢測通常使用位置編碼（mǎ）器或（huò）光柵尺（chǐ），分為增量式與絕對式，而數控機床的加工必須依靠坐標位置，如果使用絕對式編碼器或光柵尺，在機床出廠（chǎng）時執行建立參考點的步驟（zhòu）後，位置數據（jù）已經存儲好，再次開關機時不（bú）需要（yào）重複執行返回參考點操作（zuò），但這（zhè）位置數據（jù）記錄需要電池（chí）保持，如果電動電量耗盡沒有及時更換，則位置數據就（jiù）會丟失，坐標數據也就失去記憶，因此必須要（yào）讓各軸回到一個標記好的（de）固定位置，也就是機床的參考點，重（chóng）新記錄位（wèi）置信息，這樣才（cái）能（néng）保證工（gōng）件的加工尺寸，而且機床使用（yòng）的各種刀具、探針、測頭及（jí）補償，都是依賴參考點（diǎn）的建立的坐標執行對（duì）應關係的，如（rú）果沒有回到參考點，則這些數（shù）據也就失去了（le）意義（yì），所以（yǐ）數控機床要正常使用必須要確定好（hǎo）參考點（diǎn）。見圖 2。

圖 2 光柵尺內部結構圖

2、返回參（cān）考點情況分類

根據數控（kòng）機床選擇的數控係統及（jí）位置反饋元件和（hé）控製方式的差異，返回參考點方式也各不一樣，一般（bān）分為開機後需要返回參考點和開機後不需（xū）要返回參考點兩種情況。

2.1 無擋塊方式回參考點

回參考點的方式無需擋（dǎng）塊，用絕對位置編碼器（qì）或光柵尺的方（fāng）式記錄位置信息，這種方式（shì）在現在的多軸聯動機床（chuáng）上（shàng）比（bǐ）較常（cháng）見（jiàn），由於采用的是能記錄位置信（xìn）息（xī）的（de）裝置，因此需要用到電池作為能（néng）源用於保存信息，由於有位置信息的記錄，之後再開機就無需執行返回參考點操作，如果電池沒電則會（huì）導致位置信息丟（diū）失，機床無法使用，需要更換電池（chí）再次返回參考（kǎo）點才能正常使用。

2.2 擋塊方（fāng）式回參（cān）考點

回參（cān）考點（diǎn）的方式為擋塊方式（shì），通常使用（yòng）增量式的編碼器或光（guāng）柵尺記錄位置信息，由於該方式比（bǐ）較簡單（dān），也沒有（yǒu）後備電池記錄位置信息，因此電後位置信息即會丟失，無法保存，後續再開機則（zé）需（xū）要重新執行返回參考點（diǎn）操作，這種回參考點的方式在一些數（shù）控車床等相對沒那麽（me）複雜的機床（chuáng）上使用較多。

3、返（fǎn）回參考點方式

一般情況下，不（bú）同廠家使用不同的（de）數控係統（tǒng），其返回參考點的方式與原理都會有所不同，但都是先通過擋塊之（zhī）類的減速行程開關（guān）粗定位（wèi），然後再由碼器或光柵尺之類的檢測裝（zhuāng）置精定位兩個步驟（zhòu）。根據（jù）回參考點的動作步驟不同，有以下三種回參考點方式：

（1）在返回參考點時，伺服軸先向預定方向運（yùn）動，擋塊壓下後正向（xiàng）減速運動，擋塊脫離後，數（shù）控係統開始尋找零點，當（dāng）接收到第一個零點脈（mò）衝時，便已確定參（cān）考點位置。

（2）在返回參考點（diǎn）時，伺服軸（zhóu）先快速按預定方向運動，擋（dǎng）塊壓下後，反（fǎn）向減速運動，脫離零點開關時，再（zài）改變方向正向向參考點移動，當擋塊再（zài）次壓下時，數控係統開始尋找零點，當接收到第一個零（líng）點脈衝，便已確定參考點位置（zhì）。

（3）在返回參考點時，伺服軸先快速（sù）按預定方向運動，擋塊壓下後，不需等待擋塊脫離立即減速，降為設定低速後，即開始尋找零點（diǎn），當接收到第一個零（líng）點脈衝時，立即停止。無論采用何種方式或如何運動，係統（tǒng）都是通過程序編製和（hé）數控（kòng）係統的機（jī）床參（cān）數設定決定（dìng）的，軸的運動速度也是在機（jī）床參數中（zhōng）設定（dìng）的，數控機床回參考點的過程是（shì） PLC 係統（tǒng）與數控係統配（pèi）合完成的。

機床在執行返回參考點操作時（shí），每一步的動作都根據接收到的信號指令進行，因此，清（qīng）楚數（shù）控係統在整個（gè）過程中需要（yào）哪些信號就非常重（chóng）要，如下為與返回參考點有關的對接（jiē）信號點（diǎn）：

（1）擋塊使用方式信號：1005#1 DZLX，選擇 0為無擋塊，選擇 1 為有擋塊。

（2）手動返回參考點方向（xiàng）信號：1006#5，選擇 0 為（wéi）正方向（xiàng），選擇 1 為（wéi）負方向。

（3）各軸參考計數器容量信號（hào）：1821，指定為執行柵格方式的返回參考點的柵（shān）格間隔。

（4）各軸參考點偏移量信號：1850，設定每（měi）個軸參考點位置偏移的柵格量或參考點的偏（piān）移量。

（5）機械位置與（yǔ）絕對位置建立關係信號：1815#4，使用（yòng）絕對位置檢測器時，第（dì）一次使用先設為 0，再次通電後執行手動返回參（cān）考點操作後，絕（jué）對位置檢測器原點設（shè）立後，及位置關係建立後，改信號會自動設為 1。

4、應用案例分析

4.1 應用案例 1

車間返修區（qū）一台使用 FANUC 數控係統的數控車床，各軸應用的都（dōu）是絕對式光電脈衝編碼器，一直處於正常（cháng）加工狀（zhuàng）態，但（dàn）在經過一次長假後，開機無（wú）法正（zhèng）常使用。其故障（zhàng）現象為機床開機後出現 306 號報警，反複斷電重啟也無法消除，同時伴隨報警為 300號需要返回參考點。故障檢診斷：由於該數控機床位置檢測（cè）采用的是（shì）絕（jué）對式位（wèi）置檢測裝置，斷電開機時是不（bú）需要再返回參考點（diǎn）的，詢問操作（zuò）人員放假前情況，答複出現307 號報警，由於（yú）不影響生產故未上報。見表 1。

表 1 相關參數及報警號說明

由於最開始出現的是 307 號報警，機電池（chí）電壓（yā）下降報（bào）警，出現該報警時，是提醒後背電池電壓已經不足，需要在 1~2 周內更換電池以保證（zhèng）電（diàn）機編碼器正常（cháng）運行的，而現場沒有及（jí）時更換電池，導（dǎo）致經過一（yī）次長假後電（diàn）池耗盡（jìn），無法（fǎ）正常保存伺服軸位置信息，這時（shí）候出現的報警為 306 號報警，即電池零報（bào）警（jǐng）。故障處理過程：首先替換電（diàn）池，需要注意的是，如果在出現 307 號報警電磁電壓下降（jiàng）報警時更換電池，即使切斷電源，隻要在 10 min 內將電池更換好也不會出（chū）現（xiàn）位置信息丟失的情況，也無需再執行返回參考（kǎo）點操作，因為內部電（diàn）容能保證短時間（jiān）內存儲的（de）位置（zhì）信息（xī）不回丟失，更換檢測編碼器供電（diàn）電（diàn）池後，可以重新返（fǎn）回機床參考點，設定機床參考點位（wèi）置。步驟如下：

（1）把下麵的 PRM 設置為 0 ：PRM 1240、PRM1883。

（2）PRM 1815 Bit 4 （被自動通（tōng）過 PRM 1883 設置為 0）。

（3）設 PRM 1819 Bit 2 = 1。

（4）選擇 Reference，選擇軸鍵，按 Plus- 或者 Mi－nus-鍵，軸開始運行基準點（diǎn），3 個標記（3 x 停止）後被選擇軸的基準（zhǔn）點運行完畢。

（5）PRM 1819 Bit 2 重新為 0，PRM 1815 Bit 4= 1。

（6）在 PRM 1883 中有係統內部的基準值（zhí），PMC-診（zhěn）斷% IF 961 Bit x（= 軸）為（wéi）= 1 ，定義軸的終點位置。

（7）機床關（guān）機，重新啟動後故障解除。

最後，根據（jù）長期現場使用經驗，一般數控機床發生返回參考點故障時主要檢查以下項目：

1）首先檢查回參考點的模式及故障報警信息，根據（jù）報警提示對應處理。

2）然後檢查硬（yìng）件，減速擋塊、減速開關的位置及狀態一（yī）定要正確。

3）最後檢查參數（shù），看參數設置是否合理。

4.2 應用案例 2

車間返修區一台使用 FANUC 數控係統的數控車床，在某次（cì）更換完絲杆後執行回參考點（diǎn）步驟（zhòu），回參考點運行時動作正常，但每次（cì）回的位置都有差異，參考點位置不固定，每次定位均不同。

故障診斷：由於機床數控係統（tǒng）並無報警，且返回參考點也能正常執行，判斷機床回參考（kǎo）點功能是沒（méi）有問題的（de）。再進一步分（fèn）析，參考（kǎo）點的位（wèi）置雖然每（měi）次都不一樣，但（dàn）總（zǒng）能（néng）停在離開減（jiǎn）速擋塊的位置上。因此，可以初步鎖定問題點出（chū）在脈（mò）衝編碼器沒有及時（shí）檢測到零位檢測信號或絲杠與電機之間（jiān）的聯軸器未安裝好導致出現相對滑動造成的問題（tí）。

故障處理過程：為（wéi）確認問題的原因，先脫開（kāi）了電動機與絲杠間安裝的聯軸器，並（bìng）通過手動方式觸發參考點減速開（kāi）關信號，再進行回參考點驗證，通過此種方（fāng）式，返回參考點總能固定停在（zài）某位置上，這說明編碼器沒有問題，它能正常並及（jí）時檢測到零（líng）位信號，問題的原因很可能出在電機（jī）與絲杠的機（jī）械連接上。經（jīng）過仔細（xì）檢查，原（yuán）來是絲杠與聯軸器間的配合存在間隙，並沒有完好連（lián）接導致出現鬆動。重新安裝後，執行返回參考點正常，位置也固定（dìng），機床故障解除。

5 、結束語（yǔ）

在（zài）機加工（gōng）領域，在出現無法返回參考點故障時，應該根（gēn）據返回參考點的方式原理，從理論上進行故障現象分析診斷，再根（gēn）據步驟來排除故障，否則使用時會直接（jiē）影響（xiǎng）到零件的尺寸加工精度，另一個（gè）重要的是要清楚出現（xiàn）無法返回參考點故（gù）障的可能原因及處理步驟（zhòu），畢竟導致無法返回參考點的原因很多，但原理相對簡單，隻要按流程處理定能將故障解除。本文通過原（yuán）理與實例分享了返回參考點故障的排除方法（fǎ），希望能將返（fǎn）回參考點問題處理（lǐ）經驗分享到其它（tā）工廠。

投稿箱：
如果您有機床行業、企（qǐ）業相關（guān）新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡（huān）迎聯（lián）係本網編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關信息（xī）

名企推薦

業界（jiè）視（shì）點

| 更多

行業（yè）數據

| 更多

博文選萃

| 更多