数控机床回参考点故障案例增量式

如果数控机床的参考点发生偏移，加工将失去基准，零件将报废，换刀或托盘交换位置将发生改变，轴可能超行程，丝杠、导轨防护罩等部件可能被严重损坏。

下面分析采用增量式编码器时回参考点故障案例。

故障现象：Y轴回参考点操作完成后，所停位置比正常参考点位置超前约1个丝杠螺距。

故障分析：根据故障现象，回参考点的动作过程是正常的。根据增量式参考点设置原理及要求，判断为减速开关挡块距参考点位置太近，使轴碰上该挡块时，脉冲编码器上的零标志刚好错过，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，调整步骤如下：

①在手动方式回参考点，记录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（用诊断数据D确认）。

故障现象：某配套FANUC0系统的数控机床，回参考点动作正常，但参考点位置随机性大，每次定位都有不同的值。

故障分析与检查：由于机床回参考点动作正常，证明机床回参考点功能有效。进一步检查发现，参考点位置虽然每次都在变化，但总是处在参考点减速挡块放开后的位置上。因此，可以初步判定故障的原因是由于脉冲编码器零脉冲不良或丝杠与电动机之间的连接不良引起的故障。

为确认问题的原因，鉴于故障机床为半闭环结构，维修时脱开了电动机与丝杠间的联轴器，并通过手动压参考点减速开关，进行回参考点试验。多次试验发现，每次回参考点完成后，电动机总是停在某一固定的角度上。

这说明，编码器零脉冲无故障，问题的原因应在电动机与丝杠的机械连接上。

故障排除：仔细检查发现，原来是丝杠与联轴器间的弹性胀套配合间隙过大，导致连接松动。修整胀套，重新安装后机床恢复正常。

故障现象：一台数控铣床Y轴能进行返回参考点操作，能找到参考点，但是每次返回参考点所停的位置不固定。 　　故障分析与检查：首先检查减速开关安装位置合适，且回参考点时快速移动的V1速度和寻找参考点零标志的V2速度参数设定值也较恰当，移动减速开关位置，修改速度参数值无效，更换编码器和位置控制板后故障仍然存在。

根据回参考点的基本原理分析，认为故障还是与位置检测信号或者零标志脉冲有关，用示波器观察编码器输出信号，发现信号幅值偏低，测量编码器电源输入端只有3V左右（正常5V，TTL信号），编码器电源是由位置控制板提供的，测量位置控制板输出5V正常，检查中发现电缆插头电阻较大，造成编码器电源电压衰减。 　　故障排除：对该电缆插头修复后故障排除。

故障现象：一台数控铣床Y轴返回参考点时，以回参考点速度向参考点趋近，碰到参考点减速开关后，能以慢速反向运动，但找不到参考点，而且一直反向运动，直到碰到负向行程限位开关后紧急停止。

故障分析与检查：从故障现象可知，返参时有快速移动的V1速度，有寻找参考点零标志的低速V2，但寻找不到编码器的零标志信号，检查发现电机的脉冲编码器损坏。

故障排除：更换新的电机脉冲编码器后故障排除。

故障现象：一台数控铣床X轴返回参考点时以回参考点速度向参考点趋近，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。

　　故障分析与检查：从故障现象可知，回参考点时有快速移动的V1速度，但没有寻找参考点零标志的低速V2，因为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。

故障排除：更换新的参考点减速开关后故障排除。

从以上几个案例可以看出，采用增量式回参考点时，故障情形不外乎：

（1）参考点位置整螺距偏差

（2）参考点位置随机性大，不固定

（3）找不到参考点，产生超程报警

现在，分析并排除下列故障，将不是难题。

1.某配套FANUC0M的数控铣床，在批量加工零件时，某天加工的零件产生批量报废。分析及处理过程：经对工件进行测量，发现零件的全部尺寸相对位置都正确，但X轴的全部坐标值都相差了整整10mm（该轴的螺距是10mm）。试分析原因，给出排除方法。

2.台湾DMM加工中心发生Z轴方向加工尺寸不稳定，尺寸超差且无规律的故障，也就是说，Z轴零点出现无规律的漂移，CRT屏幕及伺服放大器无任何报警显示。试分析故障原因。

3.机电学院模具实训中心的XK数控铣床（配置FANUC0-MC）的X轴无法回参考点。故障现象为：进行回参考点操作时，机床一直快速移动，直至压上行程开关，产生急停报警。试分析故障可能的原因。

实际上，分析并排除了故障并非万事大吉。故障产生的原因及根源是什么？今后能否杜绝类似故障发生？这一点要学习日本人追问的思维方式：5Whys（五个为什么），也许这样才算彻底解决问题。

（文/汤彩萍，部分案例来自网络）

参考点的定义

回参考点操作

参考点的位置选择

增量式回参考点

绝对式回参考点

参考点习题