数控机床回参考点故障诊断与排除方法浅析

学术论文《装备制造技术》张运吉 2009-04-03 15:43:51

    摘  要:数控机床回参考点的准确性,不但影响机床的称定性,更重要的还影响加工精度及加工尺寸的德定性。笔者分析了数拉机床回参考点故降诊断的一般方法,并提出了对加工中心机床换刀点的改进意见。
    关键词:数控机床;加工中心;参考点;故津诊断

    数控机床的参考点又称机床原点或机床零点,是机床机械原点和电气原点相重合的点。数控机床每个坐标轴可以设置一个参考点,也可以根据需要设置多个参考点。例如,具有自动刀具交换(ATc)或自动拖盘交换(A此)装置的加工中心机床,为了自动换刀需要,设置了第二参考点。机床参考点是工件坐标系的原始参照系,参考点确定后,工件坐标系随之建立,因此,数控机床回参考点是数控技术的重要内容。

    1 问题的提出
    机床回参考点是数控机床加工前所进行的必要操作。数控机床回参考点的方法,按检测器检测原点信号的方式可分为两种:一种是栅点法,另一种是磁开关法。在栅点法中,机械本体上安装有减速撞块或减速开关。检测器随着电机转一圈而产生一个栅点或一个零位脉冲信号,数控系统检测到的第一个栅点或零位信号即为原点。在磁开关法中,机械本体上安装有磁铁及磁感应原点开关,当磁感应原点开关检测到原点信号后,伺服电机立即停止,该停止点被认作原点。
    栅点法的特点是参考点的保持性好,不易出现漂移。磁开关法的特点是软件及硬件简单,但机床回参考点不稳定,因为参考点的位置会随着伺服电机速度的变化而成比例地漂移。因此,几乎所有的数控机床都采用栅点法回参考点。在采用绝对脉冲编码器作为测量反馈元件的系统中,机床调试时,通过参数设置和机床回零操作确定参考点,只要绝对脉冲编码器的后备电池有效,此后每次开机,不必进行回参考点操作;而对于目前大多数采用增量式脉冲编码器作为测量反馈元件的数控机床,机床每次开机时手动回参考点是必要的操作程序。数控机床各坐标轴能否准确返回参考点,除了直接影响其可靠性与稳定性外,更重要的是还要影响所加工零件尺寸的精度与稳定性。因此,保证数控机床各坐标轴准确返回参考点并不发生任何故障报警,是机床制造厂及用户所关心的技术环节,特别是对于加工中心,用户更关心其自动换刀的可靠性与稳定性,因为自动换刀时要求换刀点是稳定而可靠的。
    2 数控机床回参考点故障诊断与分析
    当数控机床回参考点出现故障时,首先应由简单到复杂,进行全面检查。先检查原点减速谊块是否松动、减速开关固定是否牢固、开关是否损坏,若无间题,应进一步用千分表或激光测童仪检查机械相对位置的漂移盆、检查减速开关位里与原点之向的位置关系,然后检查伺服电机每转的运动量、指令倍率比(CMR)及检测倍乘比(DMR),再检查回原点快速进给速度的参数设置及接近原点的减速速度的参数设置。数控机床回参考点不稳定,不但会直接影响零件加工精度,对于加工中心机床,还会影响到自动换刀。根据多年的工作经验,数控机床回参考点出现的故障大多出现在机床侧,以硬件故障居多,但随着机床元器件的老化,软故障也时而发生,笔者介绍几种曾经遇到过的数控机床回参考点故障及其对策。图1所示,为数控机床会参考点故障诊断流程框图。

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