数控机床回参考点故障诊断及维修

郭强 郝玉建

摘要：这里详细介绍了数控机床参考点工作原理，根据参考点故障现象，分析故障原因，提出解决方法。

关键词：增量式参考点;绝对式参考点

随着工业生产的快速发展，数控机床的应用越来越普遍，数量越来越多。绝大多数数控机床已成为机械加工生产中保证产品质量与提高生产效益的关键设备。由于生产需要，要求数控机床维修人员必须及时诊断故障、排除故障。

数控机床的参考点就是给数控机床各个进给轴预设置的一个位置，对于采用增量控制系统来说，就是确定初始位置，也就确定了机床坐标系的原点。在数控机床通电以后，要在机床上建立一个唯一的坐标系，大多数数控机床都使用增量式旋转编码器或增量式光栅尺作为反馈元件。在机床通电以后，必须要确定机床参考点，从而确定机床的坐标原点。

由于部分数控机床老化，加工冷却液侵蚀严重，数控机床在加工过程中经常出现机床某个轴无法返回参考点、加工尺寸出现偏差等故障，这些都是机床参考点所引起。机床返回参考点过程出现故障，就无法建立正确的机床坐标系，精确的机械加工就成了无源之水、无本之木。必须及时找到问题，解决问题，才能确保机械正常运行。

数控机床参考点回归按位置反馈回路可分为使用增量式和绝对式。诊断故障首先要确定参考点回归方式。一般每次开机都需要返回参考点的方式是增量式，不需要每次开机都回归参考点的方式是绝对式。以下通过两种反馈方式的不同故障现象，分析故障原因，按照步骤找到故障点。

一、位置反馈是增量式的参考点故障分析

首先了解数控机床故障现象，通过对不同的故障现象分析可以分为两大类现象。第一类没有返回参考点过程;第二类是有返回参考点过程，但是出现没有减速直接到达极限位置、有减速没找到参考点、找到不正确的参考点位置，这三种不同情况。以下针对不同现象进行详细分析。返回参考点的时序图如图1-1

1.机床没有返回参考点过程。

维修步骤：

①检查方式选择是否为返回参考点方式。

②检查进给倍率是否为零。

③检查是否有互锁条件限制。

④检查返回参考点移动速度参数设置是否正确。

解决方案：参照机床技术手册改正操作错误;找到互锁条件并修复;改正错误参数。

2.机床有返回参考点过程。

2.1 有快速但不减速，到达极限位置，没有找到参考点。

维修步骤：

①检查参考点减速开关是否正常。

②检查参考点机械撞块是否丢失或偏移。

③检查回参考点速度设置参数是否正确。

解决方案：更换或修复损坏的减速开关;恢复机械撞块正确位置;设置正确的相关参数。

2.2 有减速但找不到参考点位置。

维修步骤：

① 检查参考点减速开关是否可靠灵敏。

② 检查位置检测系统电缆是否有短路或断线。

③ 检查伺服驱动器或位置反馈检测控制板是否正常。

④ 检查位置反馈装置编码器或光柵尺是否正常。

解决方案：更换或清洁减速开关;更换或修复位置反馈电缆;更换修复故障驱动器或位控板;检修更换编码器或光栅尺。

2.3 能够找到参考点，但是位置不正确。

维修步骤：

① 检查参考点减速开关动作是否有延迟。

② 检查减速撞块是否在临界位置。

③ 检查位置反馈装置的零脉冲信号是否不稳定。

④ 检查伺服驱动器或位置反馈检测控制板工作不稳定。

⑤ 检查参考点偏置参数设置是否正确。

解决方案：清洁或更换减速开关;重新调整减速撞块位置;更换或清洁位置反馈装置;检修或更换驱动器或位置反馈控制板;重新设定零点偏置参数。

二、位置反馈回路是绝对式参考点故障分析

位置反馈回路绝对式参考点回归比较简单，不需要机床每次开机返回参考点，通常是在机床调试过程中设置完成。在这种方式下经常出现的问题是由于机床碰撞、设备突然断电、电池失效等原因造成参考点位置偏离或丢失。

维修步骤

① 确认电气驱动器、伺服电机、位置控制板、位置检测电缆、电池等是否拆卸过。

② 确认机械丝杠传动链或位置检测装置是否拆卸检修过。

③ 检查电池电压是否正常。

④ 检查位置反馈电缆是否有断线或短路。

⑤ 检查相关参数设置是否正确。

⑥ 检查位置检测装置是否有故障。

解决方案：因拆卸检修拆卸与位置环有关的故障，需要重新设定参考点;更换新电池，并重新设定参考点;更换修复电缆并确认参考点;设置正确的参数并重新设定参考点;更换位置检测装置，并重新设定参考点。

由于数控机床操作系统的不同，绝对式参考点的设定方法和参数也不相同，需要仔细阅读故障机床对应的技术手册，按照内容完成参考点的重新设定。

三、参考点故障检修流程图

综上所述，这样就可以简化故障查找步骤，直接找到设备的故障点，减少故障诊断时间。让维修人员采取简单、有针对性的维修方法，快速解决故障问题。

结束语：

当然一切对数控机床的维修都是建立在对机床了解的基础上，不能采用“先拆开看看”的维修方式。具体问题具体分析、小心求证，这样才能减少维修过程中的可能出现弯路，才不会扩大故障范围，才能及时正确的修复数控设备故障。

参考文献：

[1]  《FANUC Series 0/00/0-Mate 维护说明书》

[2]  《SIUMERIK 840D/810D/FM-NC 操作指南》

[3]  《三菱MELDAS 60/60S系列 操作说明书》

（作者单位：中车大连机车车辆有限公司）