158重点区域带动战略与科技支撑
研究、开发、服务体系，建立刀具涂层技术的行业标准。
四、潍柴装备厂刀具涂层现状
潍柴动力股份有限公司作为全国机械行业前十强企业，在内燃机方面有着先进的技术和管理理念，但作为前方车间实现顺利生产的保障部门，装备厂在刀具涂层的应用几乎为零。随着产量的不断加大，现有的刀具技术已不能满足前方的生产要求，所以引进先进的刀具涂层技术已经追在眉睫。
参考文献幼儿园门禁
[1]赵海波．刀具涂层技术的现状及其发展趋势[DB／OL]．http：／／www．dfinaxy．org／article／nrachine／cut／54．htnd，2007—12—
30．[2]赵海波，高见周彤．欧洲刀具涂层最新状况及发展模式[J]．工具技术，2005(4)．[3]赵海波．国内外切削刀具涂层
技术发展综述[J]．工具技术，2002，36(2)．oel
辛见军’朱娟
(潍柴重机股份有限公司成套厂，山东潍坊260001)
[摘要] 在数控机床加工中，工件坐标系是以数控机床机械坐标系为参照建立的，而参考点是机械坐标系建立的基准点。本文阐述了当前数控机床常见返回参考点的原理，并结合数控机床实际应用中的案例，对返回参考点操作过程中常见故障进行分析。
引言
集成在交流伺服电机末端的位置编码器是数控机床常用的位置检测装置之一。位置编码器对设备运转位移信号采集反馈，即通过检测转角来确定机床工作台移动的距离。编码器也可作为单独安装，通过同步带或传动齿轮与运转轴连接，进行全闭环位置信号的采集。编码器又有两种主要形式：即增量式位置编码器和绝对式位置编码器装置。配置增量式位置检测装置的数控机床，每次机床开机进行工件加工操作前必须进行返回参考点操作。配置绝对式位置检测装置的数控机床，由于检测元件在机床断电后对位置有记忆功能，一般仅在调试机床的时候进行返回参考点操作，以确定机床参考点，数控系统便记忆这个位置。
正确建立参考点是数控系统建立机床坐标系的前提，若参考点丢失，或者回参考点出现故障将无法进行程序加工，回参考点的位置不准确将影响到加工精度，甚至出现撞车事故。通过机床正确返回参考点，CNC系统才能确定机床的原点位置；同时可以消除丝杠间隙的累计误差及丝杠螺距误差补偿对加工的影响。另外，机床在按下急停开关后以及机床出现故障并修复后都需要进行一次返回参考点的操作。回参考点操作是数控机床的重要工作方式之一，在这个过程中也常会遇到各种问题。弄清数控机床返回参考点的控制方式及工作原理，掌握常见故障的分析与诊断方法是非常必要的。
一、数控机床返回参考点的控制原理
回参考点的方式因数控系统类型和机床生产厂家而异。目前，采用脉冲编码器或光栅尺作为位置检测·作者简介：辛见军，电气自动化高级工程师。现任职于潍柴重机股份有限公司成套厂。E—amil：xinjj@weichaihm。COIll。
数控机床返回参考点的原理与常见故障检修159
的数控机床多采用栅格法来确定机床的参考点。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螺距，将该距离按一定等分数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l：l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。
数控机床常用带减速挡块的栅格信号控制方式返回参考点，FAN UC0i M—TB系列数控车床动作过程如下所示：
(1)选择返回参考点操作模式(REF)，按下各轴点动按钮(+J)，运行轴以系统参数PRMl428设定的返回参考点速度向参考点方向移动。当减速开关(术DEC)碰到减速挡块时，系统开始减速，以低速向参考点方向移动。
(2)当减速开关碰到减速挡块，返参减速信号木DECn由“1”变为“0”，系统开始减速；以PRMl425设定的返参减速速度向参考点方向运行。
(3)当减速开关离开减速挡块时，系统开始寻栅格信号，即位置检测编码器的一转信号，当系统接收到一转信号后，以低速移动一个栅格偏移量(参数PR Ml850设定值)的距离后，准确停止，此位置即为参考点。
该过程如图l所示。其中a为系统的栅格偏移量，b为系统的栅格宽度。
铣床主轴系统回零状态i时间
各轴移动信号
一转信号一
——————]厂f一
减速开关信号
U U U山山U山U
栅格信号
U U Llj山山U叫I J!
图1数控车床返回参考点控制原理图
二、数控机床返回参考点的调整
数控机床各轴传动机械拆装后、进给伺服电动机更换后、位置检测装置修复后都将导致机床参考点位置不准，需对机床的返回参考点进行调整。
通常机床参考点设计在机床刀架各轴正方向上。如果机床的刀架在机床回零操纵中要求设定固定的位置，只用调整回零开关撞块的方法是不能实现的，必须调整控制机床的相应参数。机床相应参数调整
步骤如下：
(1)手动把机床调整到机床的基准位置(机床厂家设定的基准点)。
(2)把系统位置坐标的相对坐标清零。 (3)执行机床返回参考点控
制，并记录相对坐标值。
(4)检查记录的数据和规定的数据是否相同。如果数据误差超过半个栅格，调整减速开关的位置。如
160重点区域带动战略与科技支撑
果误差不超过半个栅格，修改系统栅格偏移量参数。
(5)再次进行机床返回参考点操作，记录实际参考点的位置数据。根据数据对比，进行栅格偏移量系统参数微调。
萎凋机
(6)注意调整后，要重新对刀进行刀具补偿调整；对加工中心还要对换刀点进行重新调整，否则会出现换刀时撞到故障。
三、返回参考点常见故障现象及可能的原因
在实际生产加工中，数控机床回参考点的故障归纳如下几种类型：参考点丢失或不到参考点；出现超程并报警；回不到参考点，参考点指示灯不亮；参考点的位置不稳定；回参考点整螺距偏移；回参考点时报警，并有报警信息。
可能的原因：①减速挡块开关(或接近开关)移位或失灵；②编码器及连接电缆出现问题；③系统测量板出现问题；④系统参数丢失或修改不当等；⑤误操作或绝对编码器电池电压低
对于回参考点时报警，并有报警信息的故障。针对报警信息，查看机床说明书，作相应处理。信息提示可能属于：编码器“零脉冲”不良及系统光栅尺不良、屏蔽线不良、系统参数设置错误等故障，对于硬件不良，需要维修或更换；对于参数设置错误，需要按备份参数进行重新设置。
(一)不能返回参考点或不到参考点(通常会导致机床超程报警)
(1)对于出现超程并报警，分为两种情况。一种情况是回参考点前，坐标轴的位置离参考点距离过小造成的。解除超程保护后，并将坐标轴移动到行程范围内，重新回参考点操作，即可排除故障；另一种是“参考点减速”挡块开关(或者接近开关失效)松动或位置发生变化引起的故障，重新调整固定挡块(或者更换挡块)就可以排除故障。机床回零过程无减速动作或者始终以减速回零，多数原因为减速开关及接线故障。
ranth
(2)机床回零动作正常，但系统得不到一转信号，出现报警。原因可能是电动机编码器及电缆线或系统轴板故障。首先确认编码器的电压是否大于4．75V。测此电压时，要把伺服电机上的罩子拆下来，测编码器印刷板或+5V和O V的检查平台。小于4．75V时，需要检查编码器反馈电缆以及伺服驱动器供电电源；测量值大于4．75V时，硬件存在故障，一般编码器不良或者伺服驱动主板有问题。可采用交换法更换伺服电机、系统轴板来进一步判别故障具体部位。同时需要注意，更换电机或编码器以后，参考点与以前比会有差别，需要重新调整设定。
(二)回参考点位置随机性变化故障
(1)对于出现参考点的位置不稳定的故障，首先检查挡块的位置和接触情况；然后检查脉冲编码器“零脉冲”是否有问题，编码器的供电电压是否过低，检查零脉冲信号是否受到干扰：可检查脉冲编码器反馈电缆、屏蔽线连接是否正确，接地是否良好。
(2)电动机与丝杠之间的间隙。如果不稳定的位移误差很小，一般属于此种情况，应该消除间隙，消除连接松动。
(3)检查栅格偏移量参数、计数器容量参数设置是否合适。 (4)
电动机扭矩过低或由于伺服调节不良，引起跟踪误差过大。
(三)参考点整螺距偏移
在加工工件时，总是发生稳定的位移误差，而且正好等于丝杠的螺距，那么，问题就出在回参考点上。参考点一般都是设在“参考点减速”挡块放开后的第一个“零脉冲”上。若挡块放开时，编码器恰巧在“零脉冲”附近，就会出现整螺距偏移。需要重新调整减速挡块位置，最好是减速挡块放开位置与编码器“零脉冲” 位置相差半个螺距伺服参数，改变其运动特性。
(四)机床参考点绝对位置丢失报警
数控机床采用绝对编码器时，如果系统参考点丢失，将会出现参考点丢失报警。
数控机床回零问题的解决方案161
四、维修实例 (1)一台WFC NC一40X3—2ST双模数控弯管机，在工件加工时，工件弯曲尺寸加工不
一致，出现随机加
工超差。首先对参考点接近开关性能以及回零点位置进行反复试验确认，没发现异常。其次进行多次空载试验，设备重复性尚好。最后对伺服电机、丝杆进行仔细检查，确认伺服电机减速箱一固定螺栓存在松动现象，紧固后，系统加工精度得到恢复。
(2)一台FANUC Oi Mate—TB的数控车床，在Y轴返回参考点操作的过程中发生90号报警。故障检查与分析：查FANUC维修资料得知，FANUC数控系统90号报警的含义为返回参考点异常。检查和机床返回参考点有关的因素：①检查x轴返回参考点减速开关，通过手动压合减速开关，监控数控系统的PMC诊断画面，判断减速开关良好。具体操作：手动运行x进行减速开关压合挡块的操作，诊断画面显示：．c DECY 信号“l”_“0”一“1”变化正常，则可以判断减速开关及其线路均良好。②和同型号数控车床更换x伺服驱动电机，发现故障跟随电机移动。通过以上检查判定x轴伺服电机的位置检测元件故障。拆检x轴电机后的位置编码器，发现编码器线路板局部部件变存在污物。在更换x轴位置编码器后，报警消除。
(3)当伺服系统电池不足或其他意外因素，造成伺服电机绝对编码器反馈电缆脱开或接触不良时，就会造成位置信号系统参考点丢失报警。Et本小池酸素MAXI一6000D数控火焰切割机，机床采用FANUC Oi—MDⅡ系统Y轴及从动轴u轴伺服电机采用的绝对式编码器，u轴出现参考点位置丢失报警，原因就是职工在进行设备保养时，将反馈电缆拔出所致。对于此种情形，把参数NO．1815 JHJ5设为0。解除其他报警，可以对Y、u轴进行手动返回参考点操作，返回参考点后改回NO．1815参数(见下表)，重启系统，参考点重新建立。
NO．1815
JHJ7JHJ6JHJ5JHJ4JHJ3JHJ2JHJ J JHJo
AP C APZ0盯JHJ5(A PC)0：不使用绝对脉冲编码器作为位置检测器；
l：使用绝对脉冲编码器作为位置检测器。
JHJ4(AP Z)绝对脉冲编码器的原点位置的设定；
男式接尿器0：没有建立；l：已建立。
(4)一台采用研华工控机的数控弯管机，只要弯管机关机重新启动后，同一工件程序、同一工件参数，管件最后一弯的直线段有所变化，即Y轴方向存在0．6—1．5ram不等误差，而C轴、B轴加工尺寸符合要求。但如果弯管机不关机，管件批量加工，尺寸一致性能得到保证。
故障检查与分析：由于弯管机开机后必须进行返回参考点操作，初步怀疑管子件直线段出现误差和机床参考点的位置准确性有关。利用百分表检测数控机床每次返回参考点停止位置发现：Y轴每次返回参考点的停止位置误差值和工件最后一弯的直线段误差接近，则断定加工零件尺寸误差由Y轴返回参考点误差所引起。进一步检查，发现Y轴的返回零点接近开关松动，将接近重新固定修理后，故障消除。
五、结束语
数控机床操作过程中出现回参考点故障时，主要发生在上述几个方面，根据回参考点的原理，就可以按顺序分步骤地进行排查，到关键所在，用正确的方法排除故障。
参考文献
[1]李佳．数控机床及应用[M]．北京：清华大学出版社，2001．[2]刘永
久．数控机床故障诊断与维修[M]．北京：机械工业出版社，2006
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议