简述数控机床数控机床点回归方式及常见故障
最后更新时间：2024-03-07
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论文导读：固定位置，是联系机床坐标系和工件坐标系的关系点，机床回归参考点是在对零件进行加工时必须要做的工作，否则会影响其加工精度。目前，数控机床完成回归参考点运动的检测元件通常为增量式脉冲编码器，即通过检测转角来确定机床工作台移动的距离。数控机床返回参考点的操作在数控机床控制操作中式最重要的功能环节之一，在这个
【摘 要】本文对数控机床回归参考点的必要性、当前数控机床常见的回归参考点检测方式进行了阐述和归纳 ，并对机床回源于：毕业论文指导记录www.7ctime.com
参考点过程中出现的故障进行了分析研究。仅供参考。
【关键词】数控机床；参考点
1 返回参考点的必要性
所谓数控机床的参考点，是相对于机床零点设置的一个固定位置，是联系机床坐标系和工件坐标系的关系点，机床回归参考点是在对零件进行加工时必须要做的工作，否则会影响其加工精度。目前，数控机床完成回归参考点运动的检测元件通常为增量式脉冲编码器，即通过检测转角来确定机床工作台移动的距离。
数控机床返回参考点的操作在数控机床控制操作中式最重要的功能环节之一，在这个过程中常会遇到各种问题，问题处理的正确与否在很大程度上会直接影响机床的使用及工件加工精度。要正确处理好这些问题就需要对参考点回归方式和过程有较全面的了解。
在数控机床上，各坐标轴的正方向是定义好的，因此只要机床原点一旦确定，机床坐标也就确定了。机床原点往往是由机床厂家在设计机床时就确定了，但这仅仅是机械意义上的，计算机数控系统还是不能识别，即数控系统并不知道以哪一点作为基准对机床工作台的位置进行跟踪、显示等。为了让系统识别机床原点，以建立机床坐标系，就需要执行同参考点（零点）的操作。
2 回归问题的提出
数控机床回参考点的方法，按检测器检测原点信号的方式可分为两种：一种是栅点法，另一种是磁开关法。在栅点法中，机械本体上安装有减速撞块或减速开关。检测器随着电机转一圈而产生一个栅点或一个零位脉冲信号，数控系统检测到的第一个栅点或零位信号即为原点。在磁开关法中，机械本体上安装有磁铁及磁感应原点开关，当磁感应原点开关检测到原点信号后，伺服电机立即停止，该停止点被认作原点。
栅点法的特点是参考点的保持性好，不易出现漂移。磁开关法的特点是软件及硬件简单，但机床回参考点不稳定，因为参考点的位置会随着伺服电机速度的变化而成比例地漂移。因此，几乎所有的数控机床都采用栅点法回参考点。在采用绝对脉冲编码器作为测量反馈元件的系统中，机床调试时，通过参数设置和机床回零操作确定参考点，只要绝对脉冲编码器的后备电池有效，此后每次开机，不必进行回参考点操作；而对于目前大多数采用增量式脉冲编码器作为测量反馈元件的数控机床，机床每次开机时手动回参考点是必要的操作程序。数控机床各坐标轴能否准确返回参考点，除了直接影响其可靠性与稳定性外，更重要的是还要影响所加工零件尺寸的精度与稳定性。因此，保证数控机床各坐标轴准确返回参考点并不发生任何故障报警，是机床制造厂及用户所关心的技术环节，特别是对于加工中心，用户更关心其自动换刀的可靠性与稳定性，因为自动换刀时要求换刀点是稳定而可靠的。
3 故障的诊断与分析
当数控机床回参考点出现故障时，首先应由简单到复杂，进行全面检查。先检查原点减速谊块是否松动、减速开关固定是否牢固、开关是否损坏，若无间题，应进一步用千分表或激光测童仪检查机械相对位置的漂移盆、检查减速开关位里与原点之向的位置关系，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。数控机床回参考点不稳定，不但会直接影响零件加工精度，对于加工中心机床，还会影响到自动换刀。根据多年的工作经验，数控机床回参考点出现的故障大多出现在机床侧，以硬件故障居多，但随着机床元器件的老化，软故障也时而发生，笔者介绍几种曾经遇到过的数控机床回参考点故障及其对策。
3.1机场能够执行返回参考点操作，回参考点绿灯亮，但返回参考点时出现停止位移飘逸，且没有报警产生，一般存在两种情况：
（1）机床开机后首次手动回参考点时，偏离参考点一个或几个栅格距离，以后每次进行回参考点操作所偏离的距离是一定的。一般造成这种故障的原因是减速块位置不正确；减速块的长度太短或参考点用的接近开关的位置不当。该故障一般在机床首次安装调试后或大修后发生，可通过调整减速块的位置或接近开关的位置来解决，或者通过调整回参考点快递进给速度、快递进给的时间常数来解决。
（2）偏离参考点任意位置，即偏离一个随机值或出现微小偏移，且每次进行回参考点操作所偏离的距离不等论文导读：
。这种故障可考虑下列因素并实施相应对策；外界干扰，如电缆屏蔽层接地不良，脉冲编码器信号线与强电电缆靠得太近；脉冲编码器或光栅尺用的电源电压太低（低于4.75V）或有故障；速度控制单元控制板不良；进给轴与伺服电机之间的联轴器松动；电缆连接器接触不良或电缆损坏。
3.2机床在返回参考点时发出超程警报，回参考点绿灯不亮，数控系统出现“NOT READY”状态，机床回参考点失败
该故障由于存在报警，机床不会执行任何程序，不会出现上述加工件批量废品现象。主要由以下几种情况：
（1）机床回参考点时无减速动作，一直运动到触及限位开关超程而停机。这种情况是因为返回参考点减速开关失效，开关接触压下后不能复位，或减速挡块松动而位移，机床回参考点时零点脉冲不起作用，致使减速信号没有输入到数控系统。解除机床的坐标超程应使用“超程解除”功能按钮，并将机床移回形成范围以内，然后应检查回参考点减速开关是否松动及相应的形成开关减速信号线是否有短路或短路现象。
（2）返回参考点过程中有减速，但以低速易懂到触及限位开关而停机，返回参考点失败。可能原因有：减速后，返回参考点标记指定的基准脉冲不出现。其中一种可能是编码器或光栅在返回基准点操作中没有发出返回基准点脉冲信号，或返回基准点标记失效，或检测系统硬件故障，对返回基准点脉冲所致。可以通过检查指令倍率比是否为零；倍乘比是否为零；回参考点快速进给速度是否为零；接近原点的减速速度是否为零；开关是否设置了0%档几个方面进行检测。
4 结语
总之，随着数控技术的发展，机床数控化率也在逐步升高，数控机床维修行业也在不断进步。本文主要对数控机床回归参考点的必要性和回归方式进行论述，并对机床回参考点过程中出现的故障进行了分析研究。希望有所帮助！
参考文献：
祁向荣.数控机床回参考点常见故障分析与维修.机械工程师，2012（11）.
李战梅.浅谈数控机床回参考点及故障分析处理.职业技术，2011（11）
【摘 要】本文对数控机床回归参考点的必要性、当前数控机床常见的回归参考点检测方式进行了阐述和归纳 ，并对机床回源于：毕业论文指导记录www.7ctime.com
参考点过程中出现的故障进行了分析研究。仅供参考。
【关键词】数控机床；参考点
1 返回参考点的必要性
所谓数控机床的参考点，是相对于机床零点设置的一个固定位置，是联系机床坐标系和工件坐标系的关系点，机床回归参考点是在对零件进行加工时必须要做的工作，否则会影响其加工精度。目前，数控机床完成回归参考点运动的检测元件通常为增量式脉冲编码器，即通过检测转角来确定机床工作台移动的距离。
数控机床返回参考点的操作在数控机床控制操作中式最重要的功能环节之一，在这个过程中常会遇到各种问题，问题处理的正确与否在很大程度上会直接影响机床的使用及工件加工精度。要正确处理好这些问题就需要对参考点回归方式和过程有较全面的了解。
在数控机床上，各坐标轴的正方向是定义好的，因此只要机床原点一旦确定，机床坐标也就确定了。机床原点往往是由机床厂家在设计机床时就确定了，但这仅仅是机械意义上的，计算机数控系统还是不能识别，即数控系统并不知道以哪一点作为基准对机床工作台的位置进行跟踪、显示等。为了让系统识别机床原点，以建立机床坐标系，就需要执行同参考点（零点）的操作。
2 回归问题的提出
数控机床回参考点的方法，按检测器检测原点信号的方式可分为两种：一种是栅点法，另一种是磁开关法。在栅点法中，机械本体上安装有减速撞块或减速开关。检测器随着电机转一圈而产生一个栅点或一个零位脉冲信号，数控系统检测到的第一个栅点或零位信号即为原点。在磁开关法中，机械本体上安装有磁铁及磁感应原点开关，当磁感应原点开关检测到原点信号后，伺服电机立即停止，该停止点被认作原点。
栅点法的特点是参考点的保持性好，不易出现漂移。磁开关法的特点是软件及硬件简单，但机床回参考点不稳定，因为参考点的位置会随着伺服电机速度的变化而成比例地漂移。因此，几乎所有的数控机床都采用栅点法回参考点。在采用绝对脉冲编码器作为测量反馈元件的系统中，机床调试时，通过参数设置和机床回零操作确定参考点，只要绝对脉冲编码器的后备电池有效，此后每次开机，不必进行回参考点操作；而对于目前大多数采用增量式脉冲编码器作为测量反馈元件的数控机床，机床每次开机时手动回参考点是必要的操作程序。数控机床各坐标轴能否准确返回参考点，除了直接影响其可靠性与稳定性外，更重要的是还要影响所加工零件尺寸的精度与稳定性。因此，保证数控机床各坐标轴准确返回参考点并不发生任何故障报警，是机床制造厂及用户所关心的技术环节，特别是对于加工中心，用户更关心其自动换刀的可靠性与稳定性，因为自动换刀时要求换刀点是稳定而可靠的。
3 故障的诊断与分析
当数控机床回参考点出现故障时，首先应由简单到复杂，进行全面检查。先检查原点减速谊块是否松动、减速开关固定是否牢固、开关是否损坏，若无间题，应进一步用千分表或激光测童仪检查机械相对位置的漂移盆、检查减速开关位里与原点之向的位置关系，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。数控机床回参考点不稳定，不但会直接影响零件加工精度，对于加工中心机床，还会影响到自动换刀。根据多年的工作经验，数控机床回参考点出现的故障大多出现在机床侧，以硬件故障居多，但随着机床元器件的老化，软故障也时而发生，笔者介绍几种曾经遇到过的数控机床回参考点故障及其对策。
3.1机场能够执行返回参考点操作，回参考点绿灯亮，但返回参考点时出现停止位移飘逸，且没有报警产生，一般存在两种情况：
（1）机床开机后首次手动回参考点时，偏离参考点一个或几个栅格距离，以后每次进行回参考点操作所偏离的距离是一定的。一般造成这种故障的原因是减速块位置不正确；减速块的长度太短或参考点用的接近开关的位置不当。该故障一般在机床首次安装调试后或大修后发生，可通过调整减速块的位置或接近开关的位置来解决，或者通过调整回参考点快递进给速度、快递进给的时间常数来解决。
（2）偏离参考点任意位置，即偏离一个随机值或出现微小偏移，且每次进行回参考点操作所偏离的距离不等论文导读：
。这种故障可考虑下列因素并实施相应对策；外界干扰，如电缆屏蔽层接地不良，脉冲编码器信号线与强电电缆靠得太近；脉冲编码器或光栅尺用的电源电压太低（低于4.75V）或有故障；速度控制单元控制板不良；进给轴与伺服电机之间的联轴器松动；电缆连接器接触不良或电缆损坏。
3.2机床在返回参考点时发出超程警报，回参考点绿灯不亮，数控系统出现“NOT READY”状态，机床回参考点失败
该故障由于存在报警，机床不会执行任何程序，不会出现上述加工件批量废品现象。主要由以下几种情况：
（1）机床回参考点时无减速动作，一直运动到触及限位开关超程而停机。这种情况是因为返回参考点减速开关失效，开关接触压下后不能复位，或减速挡块松动而位移，机床回参考点时零点脉冲不起作用，致使减速信号没有输入到数控系统。解除机床的坐标超程应使用“超程解除”功能按钮，并将机床移回形成范围以内，然后应检查回参考点减速开关是否松动及相应的形成开关减速信号线是否有短路或短路现象。
（2）返回参考点过程中有减速，但以低速易懂到触及限位开关而停机，返回参考点失败。可能原因有：减速后，返回参考点标记指定的基准脉冲不出现。其中一种可能是编码器或光栅在返回基准点操作中没有发出返回基准点脉冲信号，或返回基准点标记失效，或检测系统硬件故障，对返回基准点脉冲所致。可以通过检查指令倍率比是否为零；倍乘比是否为零；回参考点快速进给速度是否为零；接近原点的减速速度是否为零；开关是否设置了0%档几个方面进行检测。
4 结语
总之，随着数控技术的发展，机床数控化率也在逐步升高，数控机床维修行业也在不断进步。本文主要对数控机床回归参考点的必要性和回归方式进行论述，并对机床回参考点过程中出现的故障进行了分析研究。希望有所帮助！
参考文献：
祁向荣.数控机床回参考点常见故障分析与维修.机械工程师，2012（11）.
李战梅.浅谈数控机床回参考点及故障分析处理.职业技术，2011（11）