加工中心回参考点故障几例

    摘  要：使用增量脉冲编码器的机床易发生回参考点故障。本文分析了加工中心回参考点时报警的五例故障，提出了故障处理方法。
    关键词：加工中心；回参考点；绝对脉冲编码器；增量脉冲编码器；报警；故障；参数
    中图分类号：TG659    文献标识码：B

    加工中心回参考点，根据测量反馈元件的不同，分为绝对脉冲编码器和增量脉冲编码器两种方式。绝对脉冲编码器作为反馈元件的系统，在机床安装调试后的正常使用过程中，只要后备电池有效，每次开机都不必再手动回参考点。而增量脉冲编码器的系统中，每次开机后有手动回参考点或程序中使用G代码指令回参考点两种方式。通常在自动交换刀具（ATC）或工作台（APC）时，某一轴或几轴要求回到参考点位置，故回参考点的动作频率较高，对使用增量脉冲编码器的机床来说，较易发生回参考点故障。
    使用增量脉冲编码器的机床，常用的开机手动回参考点的步骤一般是相似的。这里以配用FANUC OM数控系统的机床X轴回参考点为例说明。在参考点回零模式，按下需要回参考点的轴如X轴，工作台以参数No.518设定的速度快速移动；减速挡铁压下回参考点减速开关时，PMC接收到一个高电平到低电平的跳变信号，工作台以参数No.534设定的速度慢慢向参考点移动；减速挡铁释放减速开关时，PMC接收到一个由低电平到高电平的跳变信号，此后，当编码器发出一个零位脉冲10后，工作台再移动参数No.508设定的一段距离，工作台停止，参考点确立。
只有开机手动回参考点后，由参数No.700和No.704设定的X轴行程极限才有效。当因某种原因X轴超出参数No.700和No.704设定的范围时，CRT显示X轴过行程报警。

    一、台湾产VMC85A加工中心开机手动回参考点时X轴出现过行程报警故障

    询问操作者开机回参考点的情形。开机前，工作台X轴位于参考点位置，使用JOG模式将工作台移离参考点一段距离后，再手动回参考点，工作台以较高速度一直运行至出现急停报警，其间没有减速挡铁碰到减速开关后的减速过程。在JOG模式，按下超程释放开关，按一X键使得X轴向超程相反的方向移动，移离参考点300mm后，按RESET键，报警消除。在参考点回零模式重新进行X轴回参考点，又出现急停报警。
    报警时观察，工作台X轴停止在参考点附近，检查X轴机械坐标显示为288.322mm，即返回参考点的过程未完成。将工作台移至中间位置，按RESET键，X轴向正方向移动少许即出现超程报警，检查CRT显示器X轴机械坐标为0.502mm，超过了参数No.700设定的0.500mm的范围，因此出现了过行程报警。该报警为软限位报警。
    根据上述分析，故障原因可能是回参考点减速开关异常。通过CRT诊断画面检查减速开关的PMC输入点，显示为0，正常时应为1。
    拆下X轴护板，检查X轴减速开关，发现开关被压下后不能弹出。显然，此故障是由操作者的不良关机习惯造成。

    二、台湾产ME810S加工中心开机手动回参考点，X轴向回参考点的相反方向移动故障

    该机配用SIEMENS 840D数控系统，各轴采用半闭环控制方式，使用增量脉冲编码器作为检测反馈元件。
    机床开机X轴手动回参考点的动作过程为，X轴先以快速进给速度向参考点方向移动，当原点减速开关被减速挡铁压下时，PLC输入点I32.2信号由1变为0，此CNC接收到该跳变信号后输出指令，一使X轴制动后并慢速向相反方向移动；当减速挡铁释放减速开关时，I32.2信号由0跳变为1，X轴制动到0后改变方向，以慢速向参考点方向移动；当减速档铁再次压下参考点减速开关时，132.2信号由1变为0。此后，CNC接收到增量脉冲编码器发出的零位标志脉冲10时，X轴再继续运行参数设定的距离后停止，参考点确立，回参考点过程结束。
    这种方式可以避免已在参考点位置而进行回参考点操作对加工中心造成的危害。当加工中心X轴已在参考点位置而进行回参考点操作时，I32.2初始信号是0，CNC检测到这种状态后，发出向回参考点方向相反方向的运动指令，在减速开关被释放，即I32.2为1后，X轴改变运动方向向回参考点方向移动，进行上述回参考点过程。
    根据故障现象，怀疑回参考点减速开关被压下后，虽然X轴已经移离参考点，但开关不能复位。用PLC诊断检查确认判断正确。
    询问操作者，机床开机时各轴都在行程中间位置，排除了因在参考点位置停机，减速挡铁持续压着减速开关导致开关弹簧疲劳失效的故障原因。也说明该减速开关在关机前就已失效。
数控机床编程员在编制零件加工程序时，应在程序结束（如M30）前，加入回各轴中间点的G代码指令，以减少该类故障的发生。

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