数控机床回零故障分析与排除

任志华

广州市轻工技师学院 广东广州 510330

1 序言

数控机床的回零过程是指机床在起动时将工作台移动到规定的初始位置，并确定初始位置的过程。回零过程需要进行各种测量和控制操作，以确保机床在制造过程中始终保持在正确的位置。回零过程的原理是利用机床上的传感器和控制器对工作台的位置进行测量和控制。在回零过程中，机床的控制器会根据已知的位置信息和实时的位置信息，调整机床的运动使其始终保持在规定的初始位置。此外，回零过程还可以通过算法来确保回零的准确性。总的来说，回零原理是利用测量、控制和算法来确保数控机床始终处于正确的位置，并为制造过程提供可靠的基础[1]。

2 回零故障的分类及故障成因

（1）常见的回零故障类型 回零故障可以根据出现故障的部位进行分类。常见的故障类型如下。

1）轴运动故障。包括轴速度不稳定、轴位置误差大等问题。

2）传动系统故障。传动轴等部件出现故障。

3）控制系统故障。包括控制电路、控制软件和传感器等部件出现故障。

（2）常见的回零故障原因 造成回零故障的原因有很多，可以归纳为以下几种。

1）部件损坏。包括轴、电动机和传感器等部件损坏。

2）电气故障。包括电源、电路故障等。

3）操作不当。

4）系统原因。包括软件程序出错、软件升级不当等问题。

3 故障诊断与分析方法

出现回零故障时，可以进行如下诊断和分析。

（1）现场观察 在故障发生时，可以对机床的外观和行为进行现场观察，以确定故障的类型和原因。

（2）故障代码分析 当出现故障时，控制器可能会显示故障代码。分析这些代码有助于确定故障的原因[2]。

（3）电气系统检查 检查机床的电气系统，包括电缆、连接器、传感器和控制器等，以确定是否存在任何电气故障。

（4）机械系统检查 检查机床的机械系统，包括轴承、齿轮、马达等，以确定是否存在任何机械故障[3]。

（5）软件分析 分析机床的软件，包括回零程序等，以确定是否存在软件问题。

（6）历史记录分析 分析机床的历史记录，包括故障历史记录、运行历史记录等，以确定是否存在任何模式性故障。

4 实例分析

通过3个实际案例，展示不同回零故障的解决方法。

（1）实际案例一 某技术学院反馈，在未关闭机床电源的情况下进行回零操作，回零总是不稳定，导致加工异常。

1）分析过程如下。①根据操作人员反馈，发现回零不稳定，但是机床在不操作回零的情况下加工正常。②通过分析，初步确定故障可能是由于机床系统、硬件或软件出现故障引起的。③该机床使用的是机械式回零开关，继续检查。④进一步检查，发现由于长时间加工，回零开关螺钉松动，使得压块在回零时产生轻微位移。⑤正因为回零开关位置反馈不正确，导致每次回零均会产生误差。

2）修复过程具体如下。①加固回零开关的紧固螺钉，以确保回零精度。②试加工，确认机床恢复正常。

（2）实际案例二 某模具厂一台数控车床每次回零后，均会发生加工零件尺寸不稳定的现象。

1）分析过程如下。①根据加工零件尺寸不稳定的现象，初步判定为回零误差所致[4]。②初步怀疑，回零部件的紧固螺钉在长时间加工中产生了松动，但经过加固紧固螺钉、复位参数等措施均未恢复正常。③深入检测后，发现故障的真正原因是轴承故障，由于轴承损坏或磨损，导致回零过程中运动不稳定，从而造成回零误差。

2）修复过程具体如下。①通过检测轴承的损坏情况、确定型号，更换损坏的轴承，并重新调整、安装，以确保回零精度。②试运行，确定故障已经排除。

（3）实际案例三 某加工厂一台数控机床X轴回零失败，显示“X轴超程报警”。

1）分析过程如下。①现场观察机床采用机械式的回零开关。②在回零过程中，压块也能正常压到行程开关对应回零的触点，但机床没收到零点到位的反馈。③拆开行程开关，发现开关内部因进水严重而损坏，即使零点到位也不能发送相关信号到系统，导致回零失败而造成超程报警。

2）修复过程具体如下。①对相关电路进行干燥处理。②确定开关型号，更换开关。③重新运行回零功能，机床恢复正常。

5 回零故障的预防

正确安装和使用是回零故障预防的关键因素。在安装数控机床时，必须遵循正确的安装步骤，以确保回零传感器和编码器的正确安装。正确的使用方法能够最大程度地避免回零故障的发生[5]。

1）定期维护是回零故障的预防方法之一，其目的在于保证数控机床的稳定性。定期维护包括检查传感器、清洁编码器及更换润滑油等。通过定期维护，可以有效防止回零故障的发生。

2）正确控制环境条件对回零精度也有重要的影响。环境因素，如温度和湿度的变化，可能导致回零精度的下降。因此，严格控制环境因素对维护回零精度是非常重要的。

3）定期检查和更换部件也是回零故障预防的重要方法。随着数控机床的使用，零部件可能会磨损或损坏，导致回零误差。定期检查和更换零部件可以确保回零精度的稳定性。

4）定期进行机床的校准和校验是预防回零故障的重要方法之一。包括校准测量系统、位置传感器和编码器等，以确保其准确性和稳定性。定期的校准和校验可以发现并纠正潜在的偏差或错误，从而提高回零的精度和可靠性[6]。

5）实施良好的线缆管理。良好的线缆管理对于预防回零故障至关重要。线缆应该被整理并固定好，以避免与移动部件有干扰或意外断开连接。定期检查和整理线缆可以保持其完整性，最大限度地减少在回零操作期间信号丢失或中断的风险。

6）定期备份和软件更新。定期备份机器的软件设置并进行软件更新是预防回零故障的重要步骤。软件故障或过时的固件可能导致回零过程的不稳定性。通过保持软件的最新状态并备份可靠的设置，可以及时解决潜在问题，确保回零过程的稳定性和准确性。

总的来说，这些方法均可以在一定程度上防止数控机床的回零故障。

6 结束语

综上所述，数控机床回零故障的预防与维修是一项十分重要的工作，涉及到多方面的技术与知识。通过正确安装、定期维护、控制环境因素、更换零部件及定期调试等措施，可以最大程度地防止故障的发生并维护数控机床的正常运行。（ ）