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    3月17日意甲恩波利 www.vr729.com 数控机床返回参考点的控制方式及常见故障检修

    曲海波(威海职业技术学院, 264210)

    摘要:数控机床每次启动后要进行返回参考点的操作,机床能否准确回归参考点,将影响机床的加工精度 ,本文阐述了当前数控机床常见返回参考点的控制方式并结合维修实例对机床回参考点过程中的常见故障进行了分析、总结。

    关键词:参考点;回零;控制方式;故障检修

    中图分类号:TG659 文献标识码:B 文章编号:1004-0420(2009)03-0021-04 0 引言

    数控机床的原点是数控机床厂家设定在机床上的一个固定点,作为机床调整的基准点。数控机床参考点也是数控厂家设定的(一般是机床各坐标轴的正极限位置),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。数控机床位置检测装置如果采用绝对编码器时,由于系统断电后位置检测装置靠电池来维持坐标值实际位置的记忆,所以机床开机时,不需要进行返回参考点操作。目前,大多数数控机床采用增量编码器作为位置检测装置,系统断电后,工件坐标系的坐标值就失去记忆,机械坐标值尽管靠电池维持坐标值的记忆,但只是记忆机床断电前的坐标值而不是机床的实际位置,所以机床每次起动后要进行返回参考点操作,也称回零操作。这样可使系统通过参考点来确定机床的原点位置,以正确建立机床坐标系。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??睾笠约盎渤鱿止收喜⑿薷春蠖夹枰幸淮畏祷夭慰嫉愕牟僮??;亓悴僮魇鞘鼗驳闹匾ぷ鞣绞街?,但由于操作频繁,通常在这个过程中?;嵊龅礁髦治侍?从而影响机床的正常使用及零件加工精度。因此,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。 1 数控机床返回参考点的控制方式

    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1∶1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。采用这种增量式检测装置的数控机床常有以下几种回参考点的控制方式。 1.1 回参考点的 Z 脉冲控制方式

    回参考点时,轴先以速度V1向参考点快速移动,碰到参考点开关后,在减速信号的控制下,减速到速度V2并继续前移,脱开挡块后,再找零标志。当轴到达测量系统零标志发出栅格信号时,轴即制动到速度为零,然后再以V2速度前移参考点偏移量而停止于参考点。(见图1)

    图1 Z脉冲控制方式运行图

    1.2 回参考点的“+ -”控制方式

    回参考点时,轴先以速度V1快速向参考点移动,碰到参考点开关后速度制动到零,然后反向以速度V2慢速移动,到达测量系统零标志产生栅格信号时,轴即制动到速度为零,再前移参考点偏移量而停止于参考点(见图2)。

    图2 “+-”控制方式运行图

    1.3 回参考点的“+ - +”控制方式

    回参考点时,轴先以速度V1向参考点快速移动,碰到参考点开关后制动到速度为零,再反向微动直至脱离参考点开关,然后又沿原方向微动撞上参考点开关,并且以速度V2慢速前移,到达测量系统零标志产生栅格信号时,轴即制动到速度为零,再前移参考点偏移量而停止于参考点(见图3)。

    图3 “+-+”控制方式运行图

    2 数控机床返回参考点的控制原理及调整方法

    下面以SSCK-20数控车床(系统为FANUC-OTD)为例,说明数控机床返回参考点的控制原理及调整方法。

    2.1 返回参考点建立机床坐标系的过程

    该过程如图4所示。系统在返回参考点状态(REF)下,按下各轴点动按钮(+J),机床以快移速度向机床参考点方向移动,当减速开关(*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。当减速开关离开减速挡块时,系统开始找栅格信号(编码器一转信号),系统接收到一转信号后,以低速移动一个栅格偏移量(如果系统参数设定栅格偏移量),准确停在机床的参考点上。V1速度由系统参数518(X轴)、519(Z轴)决定,设定范围为30~24 000 mm/min,本机床分别设定为4 000 mm/min和6 000 ram/rain。V2速度由系统参数534(所有轴)决定,设定范围为6~15 000 ram/rain,本机床设定为200 mm/min。栅格偏移量根据机床实际调整由系统参数508(X轴)、509(Z轴)确定。

    图4 SSCK-20数控车床返回参考点控制原理图

    2.2 数控机床返回参考点的PMC控制

    PMC控制图如图5所示。X轴外部减速开关地址为X16.5,Z轴外部减速开关地址为X17.5(FANUC.OTD系统专用输入地址)。图中,X20.6、X20.7、X21.0、X21.1分别为机床面板上的X轴、Z轴正反方向点动按钮的地址;X0.7、X0.6、X0.5、X0.4分别为机床X轴、Z轴正反方向硬件行程限位开关的地址;G120.7为系统回参考点状态信号;F149.1为系统复位信号;G116.2、G116.3、G117.2、G117.3分别为系统的X轴、Z轴各进给轴方向选择信号;F148.0、F148.1 分别为系统的X轴、Z轴返回参考点结束信号;Y80.1、Y80.2分别为X轴、Z轴的返回参考点结束指示灯。

    图5 SSCK-20数控车床返回参考点的PMC控制梯形图

    2.3 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?;膊慰嫉闵杓圃诨驳都躕轴、Z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?;蚕嘤Σ问髡街枞缦拢?

    (1)预置参数0508项,X轴栅格调整的预置值。由于X轴丝杠螺距为6 mm,所以预置值为6 000;

    (2)预置参数0509项,Z轴栅格调整量的预置值。由于Z轴丝杠螺距为6 mm,所以预置值为6 000;

    (3)调整参数0010项的第7位(APRS)为“0”,使手动回零完成后不执行自动坐标系设定;

    (4)用手动方法使机床刀架回到机床参考点;

    (5)机床回到零后,X、Z位置显示与规定值进行比较;

    当显示的坐标值大于规定值半个螺距时,先调整撞块使之接近规定值,重新将刀架移动到原起点,再进行第4步操作,反复调整撞块使显示值大于或小于规定值,但二值的绝对值之差要小于半个螺距。

    将参数0508与0509项预置值分别减去X、Z轴显示值与规定值的差值,再以所得结果重新分别设置参数0508项和0509项(单位0.001 mm).

    规定零点坐标:X=260.000;Z=500.000。 回零后坐标显示:X=262.000;Z=501.000。

    0508项参数设定为6 000-(262.000-260.000)×1 000=4 000; 0509项参数设定为6 000-(501.000-500.000)×1 000=5 000; (6)重新进行第4、5项操作,使机床刀架回零坐标值符合规定值; (7)在系统参数708和709中分别输入260 000(直径编程坐标值)和500 000;





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