摘 要：FANUC 數控立（lì）式加工中心故障修理過程（chéng），設備增量式編碼器返回參考點的工（gōng）作原理，設備不回參（cān）考（kǎo）點故障的原因（yīn）和（hé）排（pái）除方法。
 
      關鍵詞：加工中心；參考（kǎo）點；機（jī）床原點（diǎn）；編碼器
 
      0 前言
 
      配置 FANUC 數控係統的機床可以實現增量式編碼器（qì）返回（huí）參考點，絕對（duì）值編碼器返回參考點和距（jù）離式編碼器返回參考點等幾種方式。目前大（dà）多數數控機床采用增量式編碼器（qì）作為位置檢測元件，係（xì）統斷電後，工件（jiàn）坐標（biāo）係坐標值就（jiù）失去記憶，所以機床開機後要進行返回坐標係參考點操作。
 
      1 、數控機床（chuáng）參考點與機械原點的去（qù）別及作用
 
      參考點作為工（gōng）件坐標係的原始參照點（diǎn），機（jī）床參考點確定後各工件坐標（biāo）係隨之確立。機械原（yuán）點是基本機械坐標係的基準點，機（jī）械部件（jiàn）一（yī）旦裝（zhuāng）配完畢，機械原點隨之（zhī）確立。電氣原點是以機床檢測反饋元件發出的（de）柵點信號或零標誌信（xìn）號確立的參考點。為了使電氣原點到機械原點（diǎn）的距離用（yòng）一個原點偏移量參數進行設罩。這個重合（hé）的點就是機床原點。
 
      對於數控機床，一旦參考點確立（lì）後，有 3 個功能即可生效。
   
      ①機械零點（#1240 參數值）、坐標係零（líng）點（G54）。②可使螺距補償功（gōng）能生效，用於消除絲杠間隙的累積誤（wù）差及絲（sī）杆螺距誤差對加工的影響。③可使數控機（jī）床行程軟限（xiàn）位功能生效即（jí）修改參數#1300 行程檢測。
 
      2 、數控機床回參考點方式
 
      現代數控機床一般都采用增量式（shì）旋轉編碼（mǎ）器或增量式光（guāng）柵尺作為位置反饋元件，因而機床在（zài）每次開（kāi）機後都必須首先（xiān）進行回參考點的操作，以確定機（jī）床的坐標原點，尋棧參考點主要與零點開（kāi）關、編碼器或者光柵尺的零點脈衝有關，一般（bān）有 2 種方式。
 
     （1）軸向預定方向快速運動，壓下零點開關後減速向前繼續運動，直到數控係統收到第一（yī）個零點脈衝軸停止遠動，數控係統自動設定坐標值。在這種（zhǒng）方式下，停機時軸恰好壓在零點（diǎn）開關上，如果采用自動回參考點，軸的（de）運動方向與上述（shù）的預（yù）定方向相反（fǎn），離開零點後，軸再反向運行（háng），當又壓上零點開（kāi）關後，PLC 產生減速信（xìn）號，使數控準備接收第一個零（líng）點脈衝，以確定參考考點（diǎn）。

      （2）軸快（kuài）速按預定方同運動，壓上零點開（kāi）關後，反向減速運動，當又脫離零（líng）點開關後，數控係統接收到第一個零點脈衝確定參考點，在這種方式下停機時，軸恰好壓在零點開關上，當自動回參考點時，軸運動方向與上述的預定方向相反，離開零點開關後，PLC 產生減（jiǎn）速信號，使數控係統（tǒng）在接（jiē）收到第一個零點脈衝時確認參考點。
  
      采用何種方式運行，係統都是通過 PLC 的程序編製和數控係統的（de）機床參數設定來決定，軸的運動速度也（yě）是由機床參數#1425 設定的，數控係統回參考點的過程是 PLC 係統與數控係統配合完成的，由數控係統給出回參考點的命令（軸和方向（xiàng）地址信（xìn）號 G100～102），然後軸按預（yù）定的方向運動，壓上零點開關（guān）X1009.0～X1009.3（或離開零點開關）後（hòu） PLC 向（xiàng）數控係統發出減速信號 G196，數控係統按照預定的（de）方向減（jiǎn）速運動（dòng），由（yóu）測量係統接收零點脈衝（chōng），接收到第一個脈衝後，再找到第一個電氣柵格點參數（shù） #1850 電子柵格點偏移量，設定坐標值（zhí）。所有的軸都找到參考點（diǎn）後，將發出參考點回零（líng）結（jié）束信號（F094）和參考點確（què）立信號（F120），回參考點（diǎn）的過程（chéng）結束（shù）。
 
       3 、回不了參考點的故障原因與維修實例（lì）介紹
 
      數（shù）控機床開機後回不了（le）參考點的故障一般有以下幾種情況（kuàng），一是由零點開關（guān）出現（xiàn）問題（tí），PLC 沒有產生（shēng）減速信號。二是編碼器或光柵尺的零點脈衝出現（xiàn）問題（tí）。三（sān）是數控係統的測（cè）量板出現（xiàn）問題，沒有接收到零點脈衝。
 
     3.1 南通 714 立式數控銑床加工中心，X 軸不能回參考點
 
     啟動數控（kòng）機床 X 軸返回參考點操作（zuò），按回零鍵（jiàn）時有減速現象，在尋找機床參考點時出現急停報警，導致（zhì） X 軸無法返（fǎn）回參考點。該數控機床配置 FANUC-0iA 係統，X 軸在返回參考點時產（chǎn）生硬（yìng）限位報警（jǐng），返回（huí）參考點失敗，經 PLC 梯形圖診斷，Y 軸在回參考點操作時減速信號 X1009.0 由“1-0-”，少了一步減速信號再次變為“1”的過程。更換（huàn）一個（gè）行程開關後故障依舊，說明減速開關（guān）正常。經檢查零限位與硬限位擋鐵塊，發現數控機床（chuáng） Z軸的零限位和硬限位擋塊距離太（tài）近，懷（huái）疑 X 軸限位擋塊的位置是（shì）因為工時的振動或撞擊使兩者之間位置發生改變（biàn）。當數控機床回參（cān）考點減速後就碰到硬限位擋鐵造成超程報警。
 
      打開數控機床 X 軸外護罩（zhào），找（zhǎo）到 X 軸限位擋塊卸下來，調整硬限位擋（dǎng）塊與零限位（wèi）擋塊之間的距離即可。應先安裝零限位擋塊，再安裝硬限（xiàn）位擋塊。擋塊安裝時，應先用手輪上下（xià）移動來確定是否和行程（chéng）開關的（de）觸（chù）點（diǎn）相對應，安裝完後（hòu）應在低速擋位回參考點確認。係統參數 #1320、#1321 用於（yú）調（diào）整各軸正負軟行程參數。硬限位（wèi）開關、零（líng）點開關（guān）、零點限位擋鐵和硬限位擋鐵（tiě）位置見圖 1。
  
                   
  
                               圖 1 開關、擋鐵、限位位置圖
 
 
      3.2 南通 600 立式數控（kòng）銑床加工中心 Y 軸不能返回參考點
 
      數控機床 Y 軸返回參考（kǎo）點時，坐標值過（guò）零後產生軟（ruǎn）限位報警。參數 #1300 第 6 位設定“0”時，機（jī）床（chuáng）上電後執行上次存儲的行程限位，所以（yǐ）機床在未回（huí）參考點之前軟限（xiàn）位有效。將參（cān）數 #1320的 Y 軸正向軟限位參數增大後，返回參考點（diǎn）產生（shēng）超程報警（jǐng）。經 l/O狀態表診斷，Y 軸減速信號 X1009.1 在返回參考點操（cāo）作時能由“1-0-1”跳變，說明減速開關（guān）正常。懷疑 Y 軸減速信號在經過（guò）“1-0-1”跳變，剛好錯過了編碼器發出的一轉零脈衝信號，在尋找第2 個脈衝信號（hào）時碰到硬限位開（kāi）關造成超程報警。檢查參數 #1850電子柵格點偏移量，Y 軸（zhóu）柵格偏（piān）移量為零，將此參數 Y 軸的柵格偏移量由零改為 4.5 mm 後開機運行，Y 軸返回參考點（diǎn）正常。
 
      3.3 係統經常發生死機現象無法自動返回參考點
 
     南通立式數控銑床加工中心，因經常發（fā）現係統死機現象，將機床係統重裝後。發現此機床各軸（zhóu）手動返回參考點時，點軸選通按鍵後無法（fǎ）自動返回參考點，此前點軸選通（tōng）按鍵後可以自動返（fǎn）回參考點（diǎn）。在 REF 方式（shì）下按回參考點鍵（按“X+”、“Y+”、“Z+”鍵）坐標軸不能（néng）連續（xù）運動回參考點，後發現必須一（yī）直按著軸選通才能返回參考點。
 
     用 FANUC 的狀態表去查（chá）各個地址的狀態，根據這（zhè）些地址，在 PLC 梯形圖中查找控製返回參考點的梯形圖，在圖中找出是哪些結點（diǎn）完成回參考點連續操作的，以便並判斷故障產生原因。用 FANUC 的狀態表查 X 坐標軸的地址是 X30.4（方向移動），通過此地址在 PMC 梯形圖（tú）中查到是接通 G100.0 線圈（回參考點的（de）軸和方（fāng）向地址），查看哪些結點是完（wán）成 G100.0 接通後保持的，發現（xiàn）當按下“X+”坐標軸鍵，梯形圖中 X30.4 閉 1 合，G100.0 線圈接通，鬆開 X 坐標軸（zhóu）鍵，觸點（diǎn） X30.4 斷開，G100.0 線圈也斷開。說明這個（gè）點動控（kòng）製回路不能自鎖，不能（néng）自（zì）鎖的原因是（shì）k1.1 是（shì）斷開的。
 
     查看 k 地址參數表中發現 k1.1 為“0”狀態，可能（néng）是因為在傳輸（shū）過（guò）程中造成參數丟失。將 k1.1 改為“1”狀態（tài），k1.1 接通。再按各軸選通鍵，實（shí）現機床自動回零。
 
     4 、結論
  
     首先知道數控機床（chuáng）返回參考點（diǎn）工作方式和動作過程，根據（jù）出現的故障（zhàng）現（xiàn）象判斷哪個環節出（chū）現了（le）問題，將重（chóng）點放在檢查返回參（cān）考點的行程開關、檢測元件編碼器以及接口電路的工作狀態上。掌（zhǎng）握了解 FANUC 的狀態表、PMC 梯形圖，學會觀察 NC、PMC 及 I/O 接口電（diàn）路的（de）狀態指示信號。對機床返回參考（kǎo）點的工作原理應有更進一步的（de）掌握，以便在工作過程中快速分析判斷故障，直至排除故障。