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本文分七个小部分，分别介绍了机床原点、机床参考点、工件参考点、回参考点过程、几种典型的模式以及常见的故障分析做了深入的介绍。 一、机床坐标系原点： 机床原点为机床上的一个固定点，也称机床零点或机床零位。是机床制造厂家设置在机床上的一个物理位置，其作用是使机床与系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点。并用M表示。该点是确定机床参考点的基准。 二、机床参考点： 机床参考点是机床制造厂在机床上用行程开关设置的一个物理位置，一般用R来表示。参考点与机床原点的相对位置是固定的，机床出厂前由机床厂精密测量确定的。机床原点和参考点的示意图如图1所示意。  图1 数控车床的参考点和机床原点 一般来说，机床坐标系原点或机床零点是通过机床参考点间接确定的。 机床参考点是机床上的一个固定点，其与机床零点间有一确定的相对位置，一般设置在刀具运动的X、Z正向最大极限位置。 在机床每次通电之后，工作之前，必须进行回机床零点操作，使刀具运动到机床参考点，其位置由机械档块确定。 这样，通过机床回零操作，确定了机床零点，从而准确地建立机床坐标系，即相当于数控系统内部建立一个以机床零点为坐标原点的机床坐标系。机床坐标系是机床固有的坐标系，一般情况下，机床坐标系在机床出厂前已经调整好，不允许用户随意变动。 对于铣床来说，有的机床参考点就是原点，有的参考点在最大行程位置。而对于车床来说，参考点和原点不是同一点，这在图1中显示得十分明显。 三、 工件坐标系原点： 工件坐标系是用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系，工件原点的位置是人为设定的，它是由编程人员在编制程序时根据工件的特点选定的，所以也称编程原点。工件坐标系原点和机床原点是有偏移的，所有的编程都是以工件原点作为原点的，在通过G53，G59来指定偏移。 四、 机床回参考点过程： 机床回参考点过程在往期文章（《端午节，回家就向数控机床回参考点一样，不需要理由，只需要团聚》）中已经详细说明了，这里再简单回顾一下： 1)设置回参考点工作方式； 2)选择返回参考点的轴并操作该轴返回参考点，该轴以G00快速向参考点运动； 3)当随滑板一起运动的撞块压下参考点开关触头，使其内断(ON)转通(OFF)状态后，机床滑板会减速并按参数设定的速度继续移动。减速可减少运动部件的运动惯量，便于正确停留在参考点位置。 4)当参考点撞块释放开关触头，使其由通(OFF)转断(ON)后，CNC系统将等待栅格信号的出现，该信号一出现，滑板运动就立即停止。此时，滑板到达的位置是电气原点，数控系统记忆该点的坐标值。由于调整时做不到电气原点与机床上规定的参考点位置完全重合，存在误差，故通过测量这一误差值，采用对参考点补偿的方法来校正，即参考点偏移补偿。 将脉冲信号、回参考点速度、开关状态表示在一张图上如图2所示。
图2 回参考点过程中状态的变化 五、几种典型回参考点模式 以上是回参考的基本过程，但是具体到不同型号的机床上，回参考点的模式还略有不同。以发那科系统为例，在回参考点是，轴先以速度V1（G00速度）向参考点快速移动，碰到开关后，在减速开关信号控制下，减速到V2（低速）并继续前移，脱开档块后，再找零标志。当轴到达测量系统零标志发出栅格信号时轴即制动到速度为零，然后再以速度V2前移参考点偏移量而停止于参考点。
图3 发那科系统回参考点模式 对于西门子系统SIEMENS810来说，回参考点时，轴先以V1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V2慢速移动，到达测量系统零标志产生栅格信号时，轴即制动到速度为零，再前移参考点偏移量而停止于参考点。
图4 西门子系列回参考点模式 六、回参考点故障常见原因 回参考点的典型故障有：找不到参考点 主要是回参考点减速开关产生的信号或零标志信号失效。诊断时，先搞清方式，再对照故障现象，先内后外和信号追踪法查找故障部位。外部，检查机床外部的挡块和开关，查PLC或接口状态。内部，用示波器检查零标志 。 回参考点的故障诊断。 故障类型2：找不准参考点。主要是参考点开关挡块位置设置不当引起，需重新调整即可。 七、几个典型的回参考点故障 例1：某数控铣床采用方式一回参考点，Y轴回完后比参考点位置超前约一个螺距。 分析：动作正常，参考点开关挡块位置不对 例2：某数控铣床采用发那科方式回参考点，X轴能进行回参考点操作，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，直到碰到限位开关而急停。 分析：回动作正常，CNC、伺服正常，一个速度不变，参考点开关有问题，I/O口状态观察，开关失效。 例3：某数控铣床采用西门子方式回参考点，X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，而是一直反向运动，直到碰到限位开关而急停。 分析：减速正常，位置测量装置的零标志脉冲信号不正常，I/O状态观察参考点开关有否问题，正常则观察零标志脉冲信号。正常则CNC测量组件通道（用交换法）可能有问题。 例4：某数控铣床采用其他方式回参考点，Y轴先正方向快速运动，再反向微动，然后再反向慢速移动，碰到限位开关而停。 分析：Y轴反向和减速均正常，说明CNC系统及参考点开关正常。示波器观察零标志脉冲信号。若无，则零标志脉冲信号丢失所致，正常则CNC测量足见组件通道（用交换法）。
图5 数控机床工作台 例5：一台采用西门子SINUMERIK3M数控系统的数控磨床，开机后出现Y轴回不了参考点。 观察故障现象，发现当X轴回完参考点后，Y轴开始运动，但减速后一直运动，直到压上限位开关。很明显是零点脉冲出现了问题。数控系统是通过测量板接收零点脉冲和位置反馈信号的，由于位置反馈采用的是光栅尺，所以测量板上X, Y轴各加一块脉冲整形及放大电路EXE板。由于X轴没有问题，可能是Y轴的EXE板出现问题，将X轴与Y轴的EXE板对换，开机测试，故障转移到X轴上，说明确实是Y轴的EXE板出现了问题，更换新的EXE板后故障排除。这个故障是由于数控系统的测量板出现问题而导致Y轴回不了参考点。 好了，以上就是今天的内容，最后，觉得本文有用就赶紧分享到朋友圈，并邀请朋友们点赞吧！ |
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