关于机床回参考点的维修与诊断探究

摘 要 通过实例介绍了回参考点的几种方法，同时对消除故障的过程进行了详细的分析。

关键词 回参考点；故障维修；诊断

中图分类号TH18 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）68-0135-02

1 机床返回参考点的两种方法

数控机床返回参考点具有两种方法，即磁开关法与栅点法。在磁开关方法中，将接近开关或者磁感应开关、磁铁按照一定的方式安装在数控机床本体上，如果原点信号被接近开关或者磁感应开关检测出来，那么伺服电机将出现停止运转的现象，这个停止点就被认为是原点。在栅点方法中，每当电机出现一次信号转变时，检测器同样会发出一个零位脉冲或者是一个栅点。将一个减速开关、减速挡块按照一定的方式安装在数控机床本体上，当减速开关被减速挡块压下时，伺服电机速度与原点速度接近时开始运行，当减速开关和减速挡块分离时，即刻断开开关，之后，系统第一时间检测到一个零位信号就是所谓的原点。现阶段，栅点法被大多数控机床广泛应用。

2 数控机床返回参考点常见故障维修与诊断分析

例1 一台名为FANUC 0系统的机床，其机床返回参考点的运行处于正常状态，但参考点的位置存在随机性较大的问题，在每次定位时均具有不一样的数值。

故障诊断及结果分析、处理：机床参考点的位置存在随机性较大的现象，通常来讲均是由于以下原因造成的：1）丝杠和电机之间的联轴环节出现松动现象；2）滚珠丝杠的间隙出现不断增大的现象；3）编码零器脉冲运行不佳；4）电机的转矩不高；5）伺服调节状态不佳导致系统的跟随误差出现增大的现象。因为数控机床的返回参考点处于一个正常运行的状态，这就表明数控机床返回参考点的运行功能是有效的。通过检查发现，即使数控机床返回参考点的位置每次均在发生变化，但始终都在参考点减速挡块断开之后的一个位置上。所以，可对故障的出现原因进行初步性的判断，即该种故障是由于电机和丝杠间的联接出现松动或者编码器零脉冲运行不佳导致形成的。

为了对故障出现的原因进行确认，由于故障数控机床伺服系统的结构属于一种半闭环式，所以在对其进行维修时就脱开了丝杠和电机之间相互连接的联接轴，通过检查发现，联接轴和丝杠之间的弹性涨套配合空间存在较大的现象，致使它们之间的联接产生了松动。通过人工手压的方式对参考点减速挡块进行下压，经过数次之后发现，当参考点每完成一次之后，电机始终在某个固定角度上停留，这就表明，编码器零脉冲不存在故障，出现故障的原因就应当在丝杠和电机之间的联接上。这时，应当对涨套进行维修，重新安装，数控机床回复到正常运行的状态。

例2 配套FANUC OM的某种铣床，在大批量的对零件进行加工时，出现某种加工零件批量作废的现象。

故障诊断及结果分析、处理：对工件采取相应的方式进行测量，结果发现，零件的位置以及尺寸全部正确，不存在故障的现象，但是X坐标轴的坐标值均在数值上相差10mm（X轴的螺距为10mm）。机床返回参考点位置的偏移致使X轴尺寸出现了整螺距偏移的现象。

就绝大多数的系统来讲，在通常情况下，机床返回参考点定在其减速挡块断开之后的首个编码器零脉冲之上，如果参考点减速挡块在断开的瞬间，编码器正好位于零脉冲附近，减速开关由于存在一定的随机性误差，或许是参考点位置正好出现了偏移一个整螺距的现象。该种故障在运用小螺距滚珠丝杠的地方尤为出现。

针对这类故障，仅需对参考点减速挡块的位置进行重新调整，致使编码器零脉冲和参考点减速挡块之间只有半个螺距的差距，数控机床就能恢复到原来的工作状态。经过上述对故障的处理和排除之后，整个零件处于一个正常运行的状态。

例3 一台名为FANUC OTDⅡ系统的车床——CK7516车床，回零X轴处于正常状态，但Z轴还没有达到机床零点便出现“520号报警”的现象。

故障诊断及结果分析、处理：“520号报警”是数控机床已经达到了“软件限位”，也就是数控机床的偏距已经超越了系统参数之前设定的一个软件行程极限值。出现这种故障时，应采取重新设置参数的办法进行处理和解决，详细见下：第一，把数控机床运到原先正常的位置上，采取手动的方式对参考点进行试验，用手将参考点减速快压下，对参考点动作进行验证，看其动作是否正常；第二，基于MDI/CRT面板，用软件限位参数710的最大值—+99999999替换其原来值—30000；第三，第二次对参考点进行手动试验的操作，数控机床抵达机床参考点定位停止；第四，将软件限位参数710的起始值进行恢复，即用30000取代+99999999；第五，再次对机床参考点进行手动试验操作，数控机床恢复到原来的工作状态，报警现象彻底清除。

例4 一台名为FAGOR8025系统的铣床——XK5750数控铣床，Z轴和Y轴在回参考点时出现紧急停止的报警现象，无法保证回零动作的实现。

故障诊断及结果分析、处理：数控机床在执行回参考点的有关操作时出现紧急停止的报警现象，虽然硬限位开关起到了一定的作用，但是不存在正常的减速过程，这就证明回零减速开关没有发挥应有的作用，对数控机床的电路图进行详细的查看，CNC接口I的10端子为X的减速信号输入与减速开关SQ1相连、11端子为Y的减速信号输入与SQ2相连、12端子为Z的减速信号输入与SQ3相连。通过检查发现，Z的减速信号输入70#线和Y的减速信号输入69#线在其接口焊接的地方出现了断开的现象，对断开的地方进行重新焊接使其恢复原来的工作状态，彻底消除故障。

例5 一台名为MAZATROL 640系统的数控机床加工中心——VTC一20C ，X轴在运行时出现噪音，将轴伺服电机脱开之后对丝杆进行检查，完毕之后，对丝杆一端的2个角接触球轴承进行更换，之后，对伺服电机进行重新安装，噪音被消除。但是当数控机床在自动换刀的时候，又出现了机床掉刀的现象。

故障诊断及结果分析、处理：在机床换刀中，基于回零参考点的位置坐标对主轴换刀点的位置进行相应的计算。因为丝杠和X轴伺服电机之间是相互脱开的，对丝杠和伺服电机重新配装之后，数控机床重新开机返回参考点，这时X轴零点将出现漂移的现象，机床主轴的换刀点位置同时也随着出现了偏移的现象，故此出现以上的掉刀现象。通过对参考点位置坐标进行重新设置以消除掉刀故障。详见如下：第一，在机床工作台的中心位置上有一个基准小圆孔，当X轴通过手动方式回参考点之后把磁力百分表吸附在机床的主轴上面，通过该表对基准孔的中心位置进行找准，其显示的中心坐标-565．318和原先X轴参考点坐标值相差5.318；第二，基于MDI/CRT面板，把参数N11当中的X由原始的9267替换成3949；第三，断开机床电路，重新启动机床，通过手动方式再次操作回参考点程序，机床换刀正常，故障彻底消除。

参考文献

[1]周炳文.实用数控机床故障诊断及维修技术500例[M].北京：中国知识出版社，2006．

[2]任建平.现代数控机床故障诊断及维修[M].北京：国防工业出版社，2002．