数控机床回参考点故障分析与排除探究
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摘要:本文针对数控机床回参考点故障的主要类型,通过分析回基准点的方法、回参考点的方式以及回参考点故障排除方法,并且进行故障排除实例分析。
关键词:数控机床 会参考点 故障
数控机床启动后通常需要进行返回参考点的操作,在这个过程中常会遇到各种问题,若回参考点出现故障将无法进行程序加工,回参考点的位置不准确将影响到加工精度,甚至出现撞车事故。分析和排除回参考点故障问题是非常必要的。
一、回参考点故障的主要类型
某数控机床操作实训中心有20台数控机床,而且是分期分批购买的,系统种类较多,在学生实训操作过程中,曾多次出现过回参考点故障,通过分析研究并及时得到了排除。不同型号不同系统的数控机床上,出现回参考点故障主要有以下五种类型:(1)出现超程并报警;(2)回不到参考点,参考点指示灯不亮;(3)回参考点的位置不稳定;(4)回参考点整螺距偏移;(5)回参考点时报警,并有报警信息。
二、回基准点的方法
回归基准点有两种比较常见的方法。即栅格法和磁开关法。下面仅介绍栅格法。对于FANUC系统,选择JOG方式,旋转到ZRN接通(与十24伏接通),机床运动部件以快速移动,并按动JOG FEED按钮,使机床运动部件朝着基准点方向运动。通过碰撞减速开关,作为返回参考点的减速信号(*DECX,*DECY,*DECZ,*DEC4N之一),使返回运动速度减速。在减速后,运动部件以一恒定低速运动.当减速限制开关返回原位置时,运动部件的其他部分再一次碰上它之后,再出现一个电的栅格点时,运动停止,同时INC发出参考返回完成信号ZPX、ZPY、ZPZ或ZP4。各轴返回方向可单独设定。如果从单方向执行参考点返回,一旦运动部件超过了参考点,它以反向移动,并且返回参考点,一经参考点返回完成并且发出相应信号ZPX、ZPY、ZPZ或ZP4,轴就不能由手动进给指令运动.直到ZPN信号断开为止。
三、回参考点的方式
1、方式一
回参考点前,先用手动方式以速度。快速将轴移到参考点附近,然后启动回参考点操作,轴便以速度慢速向参考点移动。碰到参考点开关后,数控系统即开始寻找位置检测装置上的零标志。当到达零标志时,发出与零标志脉冲相对应的栅格信号,轴速度即在此信号作用下制动到零,然后再前移参考点偏移量而停止,所停位置即为参考点。偏移量的大小通过测量由参数设定。
2、方式二
回参考点时,轴先以速度。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,速度即制动到零,然后再以速度前移参考点偏移量而停止于参考点。
3、方式三
回参考点时,轴先以速度,快速向参考点移动,碰到参考点开关后速度制动到零,然后反向以速度慢速移动,到达测量系统零标志产生栅格信号时,速度制动到零,再前移参考点偏移量而停止于参考点。
4、方式四
回参考点时,轴先以速度。向参考点快速移动,碰到参考点开关后制动到零,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,并且以速度慢速前移,到达测量系统零标志产生栅格信号时,速度制动到零,再前移参考点偏移量。
四、回参考点故障排除方法
1、出现超程并报警
可分为两种情况。一种情况是回参考点前,坐标轴的位置离参考点距离过小造成的。解除超程保护后,并将坐标轴移动到行程范围内,重新回参考点操作,即可排除故障。另一种是“参考点减速”挡块松动或位置发生变化引起的故障,重新调整固定挡块就可以排除故障。
2、回参考点欠量,参考点指示灯不亮
通过机床的诊断功能,在诊断页面下对应的“位置跟随误差”进行检查,若跟踪误差超出了定位精度的允许范围,可以调整伺服驱动器的“偏移”电位器,使“位置跟随误差”的值接近之后,就可以排除故障。
3、参考点的位置不稳定的故障
首先检查挡块的位置和接触情况,然后检查脉冲编码器“零脉冲”是否有问题,最后检查电机与丝杠之间的间隙。如果不稳定的位移误差很小时,一般属于最后一种情况,应该消除间隙,消除联接松动。
五、故障排除实例
1、数控铣床采用方式一回参考点
故障现象:l,轴回参考点操作完成后,所停位置比参考点位置超前约一个丝杠螺距。根据故障现象,回参考点的动作过程是正常的,判断参考点开关挡块距参考点太近,使得轴碰上该挡块时,脉冲编码器上的零标志刚错过,只能等待脉冲编码器再转过近一周后,测量系统才能找到零标志。故障排除只需调整挡块位置即可。调整步骤为:①用手动方式回参考点,记录下停在参考点时的位置显示值。②以低速反向移动轴,直到碰上挡块并记下此时的位置显示值。③求出上述两个位置显示值之差。④调整挡块位置使该差值约为半个丝杠螺距。在三菱数控系统中,可通过设定栅格屏蔽量而不需要调整挡块位置,该栅格屏蔽量相当于将挡块延长。
2、数控铣床采用方式二回参考点
故障现象:轴能进行返回参考点操作,并以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,直到碰到行程限位开关紧急停止。从故障现象看,轴能正常进行返回参考点操作且运动情况正常,说明CNC系统找参考点指令正常,伺服系统和测量系统也无问题,对照返回参考点的方式,由于轴始终以一个速度运动,可以判定参考点开关信号有问题,通过I/O接口指示观察,最后诊断参考点开关失效。
3、数控机床采用方式三回参考点
故障现象:轴先正方向快速运动,碰到参考点开关后,能以慢速反向运动,但找不到参考点,而且一直反向运动,直到碰到限位开关而紧急停止。根据故障现象和返回参考点的方式,可以判断减速信号正常,位置测量装置的零标志脉冲信号不正常。通过CNC系统PIE接口指示观察,确定参考点开关信号正常,用示波器检测零标志信号,如果有零标志脉冲信号输出,可诊断CNC系统测量组件有关零标志脉冲信号通道有问题。进一步确诊可用互换法,即将有关电路板;如X轴和Y轴的电子脉冲整形插值倍频电路板互换,如发现同样故障转移到Y轴,而X轴工作正常,则该电路板有问题。
综合上述,数控机床在维修中回归参考点的问题是出现比较频繁的故障,尤其是对于长期工作机床,要从多方面考虑提高维修速度,对设备运转中出现的问题及时处理。
参考文献:
[1]任建平.现代数控机床故障诊断及维修[M].北京:国防工业出版社,2002
[2]夏庆观.数控机床故障诊断与维修[M].北京:高等教育出版社,2002
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