FANUC數(shù)控機(jī)床機(jī)械原點(diǎn)的設(shè)置與回零常見故障分析診斷

1、FANU 做控機(jī)床機(jī)械原點(diǎn)的設(shè)置及回零常見故障分析當(dāng)前大多數(shù)數(shù)控機(jī)床均采用通過減速檔塊的方式回零， 但誼方式在日常使用中故障率卻艱高， 有時(shí)甚至出現(xiàn)機(jī)械原點(diǎn)的丟失。本文以 FANUFANU 集統(tǒng)的臺(tái)中精機(jī) VCENTER-7VCENTER-7 加工中心為例淺析了數(shù)控機(jī)床機(jī)械原點(diǎn)的設(shè)置方法，并對(duì)該類數(shù)控機(jī)床常見回零故障的各種形式式進(jìn)行了分析與總結(jié)。機(jī)械原點(diǎn)是機(jī)床生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)機(jī)床時(shí)任機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)物理位置，可以使控制系統(tǒng)和機(jī)床能夠同步，從而建立起一個(gè)用于測量機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的起始位置點(diǎn)，通常也是程序坐標(biāo)的參考點(diǎn)。大多數(shù)數(shù)控機(jī)床在開機(jī)后都需要回零即回機(jī)械原點(diǎn)的操作。本文以 FANUC(統(tǒng)的臺(tái)中精機(jī)

2、VCENTER-7口工中心為例淺析了數(shù)控機(jī)床機(jī)械原點(diǎn)的設(shè)置方法， 并對(duì)此類數(shù)控機(jī)床常見回零故障的各種形武進(jìn)行了分析與總結(jié)。1 機(jī)械原點(diǎn)設(shè)置1.1 機(jī)械原點(diǎn)丟失的原因臺(tái)中精機(jī)生產(chǎn)的 VCENTER-73 口工中心采用增量編碼器作為機(jī)床位置的檢測裝置。系統(tǒng)斷電后，工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)值就會(huì)失去記憶，盡管靠電池能夠維持坐標(biāo)值的記憶，但只是記憶機(jī)床斷電前的坐標(biāo)值而不是機(jī)床的實(shí)際位置，所以機(jī)床首次開機(jī)后要進(jìn)行返回參考點(diǎn)操作。而當(dāng)系統(tǒng)斷電遇到電池沒電或特殊情況失電時(shí)，就會(huì)造成機(jī)械原點(diǎn)的丟失.從而使機(jī)床回參考點(diǎn)失敗而無法正常工作。此時(shí)機(jī)床會(huì)產(chǎn)生。#306n 軸電池電壓 0#的報(bào)警信息，并且還會(huì)產(chǎn)生機(jī)械坐標(biāo)丟失報(bào)

3、警。#300 第 n 軸原點(diǎn)復(fù)位要求”(n 代指 X、Y、Z)。1.2 機(jī)械原點(diǎn)的設(shè)置在通常情況下，設(shè)置數(shù)控機(jī)床機(jī)械原點(diǎn)的方法主要有以下兩種：1)手動(dòng)使 X、Y、Z 三軸超程印利用三軸的極限位置選擇機(jī)械原點(diǎn)。2)利用各坐標(biāo)軸的伺服檢溯反饋系統(tǒng)提供相應(yīng)基準(zhǔn)脈沖來選擇機(jī)床參考點(diǎn)即機(jī)械原點(diǎn)。由于第一種方法是機(jī)床廠家通常建議的也是較為簡便和實(shí)用的方法.因此本文在此詳細(xì)介紹第 1 種做法。以 X 軸為例，設(shè)置步驟如下：(1)將機(jī)床操作面板上的方式選擇開關(guān)設(shè)定為 MDI 方式。(2)按下機(jī)床 MDI 面板上的功能鍵OFS/SET數(shù)次，進(jìn)入設(shè)定畫面。(3)將寫參數(shù)中的 0 改為 1,由此，系統(tǒng)進(jìn)入了參數(shù)可寫

4、狀態(tài)。此時(shí)機(jī)床出現(xiàn)。SWO00參數(shù)寫入開關(guān)處于打開”的報(bào)警信息。忽略這條報(bào)警信息，設(shè)置完參數(shù)后改回為 0 即可。(4)按下功能鍵 lsYSTEM,進(jìn)入系統(tǒng)參數(shù)鍵面。通過參數(shù)搜索找到參數(shù) 1815(如表 l所示)通常情況下，X 軸的#4APZ 或#5APC 會(huì)顯示為 0,若不為 0 就將其設(shè)定為 0。(5)找到參數(shù) 1320,此參數(shù)為存儲(chǔ)各軸正向行程的坐標(biāo)值。將其 X 軸的正向行程設(shè)定為最大值 999999。目的是讓 X 軸的正向軟限位位置值大于其正向硬限位的位置值。(6)將方式選擇開關(guān)打到手輪方式，然后搖動(dòng)手輪使工作臺(tái)碰及 X 軸的正向限位檔塊，此時(shí)機(jī)床會(huì)出現(xiàn)#500+X 過行程”報(bào)警。(7)

5、按下 MDI 面板上的POS功能鍵.進(jìn)入機(jī)床坐標(biāo)顯示鍵面。打開相對(duì)坐標(biāo)顯示鍵面，按下 X+起源使 X 軸的相對(duì)坐標(biāo)值變?yōu)?0。(8)按下機(jī)床操作面板上的【超程釋放】并搖動(dòng)手輪至 X-6.5 的位置。(9)再次找到參數(shù) 1815,將 X 軸的#4APZ 或#5APC 都設(shè)定為 1。最后重啟數(shù)控系統(tǒng)，完成 X 軸的機(jī)械原點(diǎn)設(shè)置。Y 軸和 Z 軸的機(jī)械原點(diǎn)設(shè)置方法與 X 軸相同，三軸的機(jī)械原點(diǎn)都設(shè)定好后重新打開寫參數(shù)設(shè)定鍵面，將其設(shè)定為 0。此時(shí)機(jī)床的報(bào)警信息全部消失，完成了加工中心的機(jī)械原點(diǎn)設(shè)置。5RONAPCAPZDCRDCLOPTRVS利用基準(zhǔn)脈沖設(shè)定機(jī)床零點(diǎn)。在通常情況下，閉環(huán)系統(tǒng)直線的光柵

6、尺每隔 50mnM 會(huì)產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)脈沖，但也會(huì)有一些特殊的直線光柵尺，它會(huì)每隔 20mmt 產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)脈沖。對(duì)于閉環(huán)系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)編碼器來說，產(chǎn)生的基準(zhǔn)脈沖距離要比直線光柵尺小很多，比如只有 6mm 由于這個(gè)基準(zhǔn)脈沖在機(jī)床上經(jīng)常會(huì)被選定為致控系統(tǒng)計(jì)數(shù)的基準(zhǔn).因此通過修改機(jī)床里的參數(shù)就可以將這個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的值設(shè)定為 0,從而使這個(gè)點(diǎn)成為機(jī)床的參考點(diǎn)也就是機(jī)床的機(jī)械原點(diǎn)。1.3 設(shè)置機(jī)械原點(diǎn)時(shí)的注意事項(xiàng)(1)設(shè)置前要檢查各坐標(biāo)軸上要否安裝有機(jī)床回零的微動(dòng)開關(guān)，且各微動(dòng)開關(guān)的位置是否適合。(2)在第一個(gè)基準(zhǔn)脈沖驗(yàn)出之前，必順保證該坐標(biāo)軸到了需要降速的距離上了。而這個(gè)降速距離就是所選速度的滯后誤差值。(3

7、)由于使用的是編碼器.故兩個(gè)基準(zhǔn)脈沖之間的距離會(huì)很小， 所以在回機(jī)床零點(diǎn)時(shí)， 速度要低一些，從而使滯后誤差不會(huì)高于這個(gè)值的 500。(4)由于各坐標(biāo)軸回機(jī)床機(jī)械原點(diǎn)時(shí)的速度是由機(jī)床的相應(yīng)參效決定的.因此在設(shè)置這些參數(shù)時(shí)要注意.確保機(jī)床回零速度合適。(5)倘若機(jī)床在回零點(diǎn)時(shí)壓住了微動(dòng)開關(guān)，那么就必須通過手輪或是手動(dòng)的方式操作數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸，強(qiáng)制其退出微動(dòng)開關(guān)并退到離微動(dòng)開關(guān)較遠(yuǎn)的位置，然后再次執(zhí)行各坐標(biāo)軸回參考點(diǎn)的操作。2 機(jī)床回零常見故障分析及處理機(jī)床開機(jī)后不能回零故障分析及處理(1)可能系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置有誤。解決方法是仔細(xì)檢查各個(gè)相關(guān)參數(shù)，必要時(shí)重設(shè)參數(shù)。(2)零脈沖不良導(dǎo)致的故障。零脈沖不良就

8、會(huì)使回零時(shí)找不到零脈沖，引起的原因可能是系統(tǒng)軸板故障或是編碼器及接線出現(xiàn)故障。解決方法是對(duì)編碼器進(jìn)行更換或清洗，檢查線路及系統(tǒng)軸板是否有問題。(3)有可能減速開關(guān)短路或是已經(jīng)損壞。這種故障會(huì)導(dǎo)致減速信號(hào)不能產(chǎn)生。解決方法是檢查減速開關(guān)的線路，對(duì)減速開關(guān)進(jìn)行維修，必要時(shí)更換減速開關(guān)。(4)可能檢測元件已被污染。在全閉環(huán)控制的系統(tǒng)中，若光柵尺沾有油污，就不能采集到信號(hào)。解決方法是清洗光柵尺。機(jī)床回零時(shí)找不到零點(diǎn)位置故障分析及處理(1)減速開關(guān)有可能已經(jīng)損壞或受污，也可能是線路短路或斷路。解決方法就是及時(shí)對(duì)減速開關(guān)進(jìn)行清理維修，必要時(shí)更換減速開關(guān)。檢查線路連接情況.及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決。(2)可能是減

9、速檔塊所處位置不準(zhǔn)確。解決方法是調(diào)整減速檔塊到限位開關(guān)的距離，避免兩者行程過小引發(fā)此故障。機(jī)床回零后的位置與零點(diǎn)位置發(fā)生螺距偏移故障分析及處理引起這一故障可能的原因是產(chǎn)生柵格信號(hào)的時(shí)刻與減速信號(hào)從斷開到接通的時(shí)刻太接近了，再加上存在的傳動(dòng)誤差，就使得機(jī)床回零過程中工作臺(tái)碰到減速開關(guān)時(shí)，剛好錯(cuò)過了柵格信號(hào)，所以只能等到脈沖編碼器再轉(zhuǎn)過一周以后才能找到下一個(gè)柵格信號(hào)。故而出現(xiàn)了此類故障。具體分析如下：在減速開關(guān)的信號(hào)從斷開恢復(fù)到接通狀態(tài)時(shí)，隨即便出現(xiàn)了柵格信號(hào)，也就是晚柵格信號(hào)處在門臨界點(diǎn)上(如圖 1a 所永)。這樣一來，機(jī)械部分的熱變形，減速開關(guān)出現(xiàn)“通”、“斷”信號(hào)的重復(fù)精度誤差都會(huì)導(dǎo)致零點(diǎn)發(fā)

10、生位置偏離的故障(如圖 1b 所示)。解決方法足可適當(dāng)?shù)拈熣麥p速檔塊所處的位置，從而使零點(diǎn)位置與工作臺(tái)停止的位置重合(如圖 1c 所示)。也可以采用修改柵格偏移量的方法，使產(chǎn)生柵格信號(hào)的時(shí)劃離減速信號(hào)從斷開到接通時(shí)刻的距離是柵格信號(hào)產(chǎn)生周期的一半，就可消除此故障(如圖 1d 所示)。機(jī)床幽零位置隨機(jī)性變化故障分析及處理(1)脈沖編碼器的供電電壓太低。解決方法是調(diào)整從主板上輸出的電壓值，同時(shí)查看編碼器線路板上的電源電壓是否已到了合適的范圍。(2)伺服調(diào)節(jié)不良.從而引起跟蹤誤差偏大。解決方法足修改伺服參數(shù)。(3)滾珠絲杠間隙偏大或絲杠與電動(dòng)機(jī)的聯(lián)軸器出現(xiàn)了松動(dòng)。解決的方法是對(duì)演珠絲杠螺母副的間隙進(jìn)行調(diào)整及優(yōu)化，對(duì)聯(lián)軸器進(jìn)行緊周或更換。(4)零詠沖受到干擾。解決的方法是檢查脈沖編碼器的電纜布置是否合理，反饋電纜萍蔽是否連接無誤。3 結(jié)語掌握數(shù)擰機(jī)床原點(diǎn)的設(shè)置方法和常見回零故障處理方式對(duì)于解決生產(chǎn)實(shí)踐中的機(jī)床回零故障具有很好的指導(dǎo)作用。但值得說明的是故障觀象與故障原因并非是一一對(duì)應(yīng)的，有可能是幾種原困引起的。因此在維修時(shí)要根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和維修手冊逐一檢查排除假象，找到