FANUC数控机床参考点原理与故障处理研究

李海清

摘要：本文阐述了FANUC数控机床返参的工作方式和原理，通过维修说明书和参数说明书提炼了与返参相关的信号和参数，对PMC程序中与返参相关的PMC程序进行说明，列举了数控机床常见参考点故障并对其进行了分析和处理。

关键词：数控机床;参考点;故障处理

0  引言

数控机床参考点是一个相对于机床零点的固定位置点，用以建立机床坐标系和激活参数，对机床运动进行检测和控制。数控机床参考点一般会与机床原点重合，由机床厂家精确调整好，并由锂电池来保持这一位置，当然，在后期更换锂电池时，可以由维修人员进行位置调整。其可以根据需要设置若干个参考点。目前，数控机床返回参考点的检测装置通常为增量式脉冲编码器，通过检测回转轴的角位移来确定工作台的直线位移。机床返回参考点位置的准确性直接影响机床的加工精度。因此，理解数控机床的返参工作方式、原理，并对常见的故障进行分析解决，有利于快速恢复机床功能，保证制造生产的良好运行。

1  数控机床返回参考点原理

目前，数控机床返参多采用栅格法回参考点，FANUC数控机床返参的过程和原理为：数控机床在返参工作方式下，按下相应回转轴的按键（一般默认为正方向返参，通常按“+X”、“+Y”或“+Z”键），回转轴沿正方向以G00速度快速向从参考点方向移动（参数1420速度），当快速移动到减速挡块位置并压下参考点开关时，该回转轴开始减速移动，当减速挡块离开参考点开关时，参考点开关复位，返参回转轴以FL速度（参数1425速度）低速移动，此时回转轴电机反向的转子继续转到相对编码器的零位时，回转轴停止移动，则回转轴停止的当前点就是数控机床该坐标轴的参考点[1，2]。

通过查阅和分析FANUC Series 0i Mate-MODEL D维修说明书和参数说明书，与返回参考点有关的信号和参数见表1，表2所示[3，4]。

2  各坐标轴返回参考点相关PMC程序

返回参考点涉及的PMC信号和程序不多，主要为减速开关信号、返参按键和进给倍率和手动方式等。以X轴正向返参为例来分析坐标轴返回参考点的过程。如图1所示，在“返参”工作方式下，即F4.5触点闭合，按下X轴正方向按键，即X9.4触点闭合，则G100.0线圈得电，X轴往正方向移动，到達参考点后，X轴参考点到达信号F94.0发出信号，则F94.0常闭触点断开，X轴停止运行，当前点即为X轴的参考点。

X轴运行过程中，参考点相关指示灯控制PMC程序如图2所示，按下“返参”键，F4.5触点闭合，X轴信号灯Y9.4在R9091.6（1s周期脉冲信号）周期脉冲信号下以1s为周期进行闪烁，当按下“+X”按键后，G100.0触点接通，X轴信号灯Y9.4在R9091.5（200ms周期脉冲信号）周期脉冲信号下以200ms为周期进行闪烁，当X轴到达参考点后，F94.0信号发出，使闪烁断开，X轴信号灯Y9.4保持常亮。

3  数控机床常见参考点相关故障处理

3.1 无法返回参考点故障

故障内容：某汽轮厂FANUC 0i Mate D数控机床返参时，有减速动作，但减速后继续移动直至超程报警。

故障分析与处理：从故障内容分析，返参方式和按键没有问题，返参中有减速动作，说明减速开关被压下，系统接收到了减速信号X9.0，但减速后继续移动，可能的故障原因为减速开关或挡块故障或增量式编码器故障。检查其编码器，发现编码器外观良好，暂时排除编码器故障。检查减速开关PMC地址信号，发现减速开关正常，检查机械挡块，发现其松动，调整机械挡块，重新返参，返参工作正常，故障排除。

3.2 要求返回参考点故障

故障内容：某汽轮厂FANUC 0i Mate D数控铣床开机后显示：“DS0300 APC报警：Y轴需返回参考点”和“DS0306 APC报警：电池电压0”。

故障分析与处理：查看数控铣床报警信息，APC报警与绝对式编码器相关，DS0300报警需对绝对式编码器参考点设定，DS0306 APC报警说明用于保持数据的锂电池可能有问题。首先，在机床通电下，取下锂电池并检测其电压，电压为3.5V以上，说明电池可以继续使用，“DS0306 APC报警：电池电压0”这一故障是由其他原因造成的。检查编码器电池线和反馈电缆有松动，重新插好后发现故障还在，则考虑伺服放大器故障，采用备件替换法，替换该伺服放大器后，故障消失。

4  结语

从数控机床返参的原理和相关PMC程序来看，FANUC数控系统返参调试维修时，首先要理解数控机床的返参过程和原理，才能为后续的维修做好知识准备，再根据故障的现象，来进行具体的分析。

参考文献：

[1]北京FANUC有限公司.FANUC0iD/0i-Mate简明联机调试手册.

[2]刘茹敏，张洪强，刘海明，等.数控机床参考点位置的调整及常见故障维修[J].商情，2012，14.

[3]北京FANUC有限公司.FANUC Series 0i-MODEL D/ FANUC Series 0i Mate-MODEL D维修说明书.

[4]北京FANUC有限公司.FANUC Series 0i- MODEL D/FANUC Series 0i Mate-MODEL D参数说明书.