浅谈数控机床返回参考点故障诊断

朱道景

摘要：数控机床已广泛应用于制造领域，而在使用的过程中，维修就不可避免了。我们在对设备进行使用和维修的过程中，返回参考点（通常所说的“回零”）的故障是经常出现的故障之一。返回参考点的作用是消除数控系统（CNC）的软件记忆位置与设备的机械位置不一致（类似标定），所以数控机床在运行前必须进行返回参考点。在调试时，要初次设置参考点，文章主要介绍数控机床返回参考点的原理，简单地编制了数控机床返回参考点的故障分析与诊断过程和故障实例。

关键词：数控机床；参考点；故障诊断；数控系统；指令倍率比；检测倍率比

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）33-0175-02

1 为什么要返回参考点

在数控机床上，各坐标轴的方向是定义好的，所以一旦机床原点（又叫机械原点）确定，机床坐标系也就确定了。机床原点往往是由机床厂家在设计机床时就确定了，用户一般不得随意更改，但这只是相对机械意义上而言的，计算机数控系统并不能识别，也就是说数控系统并不知道以哪一点作为基准对机床工作台的位置进行跟踪、显示等。为了让系统识别机床原点，以建立机床坐标系，就需要执行返回参考点的操作。如图1所示机械原点与机床参考点之间的关系。

2 返回参考点方法的原理

返回参考点的方法一般有四种：栅格法、手动输入法、双MARK法、扭矩法。其中栅格法适用范围最广，既适用于半闭环系统，也适用于全闭环系统；既适用于增量型位置反馈元件，也适用于绝对型位置反馈元件。

3 返回参考点的故障分析与诊断

当机床出现返回参考点故障时，应先由简单再到复杂，进行全面检查，综合分析。先检查原点减速挡块是否松动、减速开关固定是否牢固、开关是否损坏，若无问题，应检查机械相对位置的漂移量、检查减速开关位置与原点之间的位置关系，然后检查伺服电机每转的运动量、指令倍率比（CMR）及检测倍乘比（DMR），再检查返回原点快速进给速度的参数设置及接近原点的减速速度的参数设置。数控机床返回参考点不稳定，不但会直接影响零件加工精度，对于加工中心机床，还会影响到自动换刀。

数控机床返回参考点出现的故障大多出现在机床侧，以硬件故障居多，但随着机床元器件的老化，软故障也时而发生，笔者介绍几种曾经遇到过的数控机床回参考点故障及其对策。如图3所示。

4 故障排除实例

【实例1】一台数控铣床X轴返回参考点时报警X轴正向硬件超程。

故障现象：X轴返参时以返回参考点速度向参考点接近，但找不到参考点，而是一直以这一速度向前移动，直到碰到正向行程限位开关后紧急停止。故障检查与分析：从故障现象可得知，返参时有快速移动的V1速度，没有寻找参考点零标志的慢速V2，参考点减速开关没发出减速信号，检查发现参考点减速开关失效，触点锈蚀粘连。

故障处理：更换新的参考点减速开关后故障

排除。

【实例2】某机床在回零时，Y轴回零不成功，报超程错误。

故障分析：首先观察轴回零的状态，选择回零方式，让X轴先回零，结果能够正确回零，再选择Y轴回零，观察到Y轴在回零的时候，压到减速开关后Y轴并不进行减速动作，而是越过减速开关，直至压到限位开关机床超程，直接将限位开关按下后，观察机床PLC的输入状态，发现Y轴的减速信号并没有到达系统，可以初步判断有可能是机床的减速开关或者是时Y轴的回零输入线路出现了问题，然后用万用表进行逐步测量，最终确定为减速开关的焊接点出现了脱落。

解决办法：用烙铁将脱落的线头焊接好，故障即可以排除。

5 结语

数控机床不能正确返回参考点是数控机床常见的故障之一，本文介绍了数控机床返回参考点原理，根据数控机床返回参考点常见故障，系统性地编制了返回参考点的故障分析与诊断流程图，并举例说明，对数控机床故障维修初学者具有一定的参考价值。

参考文献

[1] 黄登红.数控机床参考点的回归及其常见故障诊断[J].长沙航空职业技术学院学报，2002，（4）.

[2] 马林旭.数控机床返回参考点故障诊断.

[3] 张运吉.数控机床回参考点故障诊断与排除方法浅析

[J] 装备制造技术，2007，（4）.

（责任编辑：叶小坚）