數(shù)控機(jī)床參考點(diǎn)位置的優(yōu)化和調(diào)整

【摘要】數(shù)控機(jī)床是一種高度智能化的設(shè)備，但在實(shí)際應(yīng)用中，一些數(shù)控機(jī)床，特別是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，卻有諸多不如人意的地方，比如參考點(diǎn)位置的設(shè)置，自帶插補(bǔ)程序的欠缺，一些配件的質(zhì)量問題，這些地方，往往需要我們?cè)谑褂眠^程中不斷地優(yōu)化，開發(fā)，更換，由于篇幅所限，本文僅對(duì)參考點(diǎn)位置的改變和調(diào)整過程為例作一介紹。

【關(guān)鍵詞】接近傳感器；雙開關(guān)方式；零脈沖；減速開關(guān)；參數(shù)設(shè)置

數(shù)控機(jī)床的機(jī)械零點(diǎn)是機(jī)床在出廠時(shí)已經(jīng)設(shè)定好了的，是一個(gè)不能改變的固定點(diǎn)。而參考點(diǎn)，是為了在操作中，尋找確認(rèn)機(jī)床零點(diǎn)而設(shè)定的一個(gè)點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)可以和機(jī)械零點(diǎn)重合，也可以和機(jī)械零點(diǎn)有偏移量。一般，也是出廠時(shí)設(shè)定好了的。如果這個(gè)位置沒找對(duì)，回參考點(diǎn)就會(huì)失敗，出現(xiàn)報(bào)警，這是坐標(biāo)軸越位了，只有按復(fù)位鍵，重新移動(dòng)坐標(biāo)軸的位置……，數(shù)控機(jī)床作為智能化的先進(jìn)設(shè)備，如果是這樣一種使用狀態(tài)，未免太浪費(fèi)時(shí)間。其實(shí)這個(gè)問題是可以解決的，只要把參考點(diǎn)的位置設(shè)置在坐標(biāo)軸的正向極限位置，開機(jī)后，坐標(biāo)軸就總會(huì)處于參考點(diǎn)的負(fù)向，直接回參考點(diǎn)，也不會(huì)出現(xiàn)超程報(bào)警了。

該怎樣改變參考點(diǎn)的位置呢？其實(shí)改變參考點(diǎn)行程開關(guān)定位擋塊的位置，就能改變參考點(diǎn)的位置。經(jīng)查證資料和咨詢廠家售后，得知，回參考點(diǎn)定位配置的不是普通觸點(diǎn)式行程開關(guān)，而是接近傳感器，接近傳感器可以在不與目標(biāo)物實(shí)際接觸的情況下檢測(cè)靠近傳感器的金屬目標(biāo)物，避免了對(duì)傳感器自身和目標(biāo)物的損壞。機(jī)床每個(gè)坐標(biāo)軸上配備一個(gè)接近傳感器，為PNP型常開，有效電平為24Vdc，用于產(chǎn)生返回參考點(diǎn)的零脈沖，零脈沖信號(hào)接到系統(tǒng)的高速入口X20上。

實(shí)際上，機(jī)床在回參考點(diǎn)的過程中，絲杠每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，接近傳感器就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)零脈沖。那么，該取哪一個(gè)零脈沖作為回參考點(diǎn)信號(hào)呢？這個(gè)問題是這樣解決的：在坐標(biāo)軸的相應(yīng)位置上安裝一個(gè)硬件擋塊和一個(gè)行程開關(guān)，作為參考點(diǎn)減速開關(guān)。減速開關(guān)的作用：一是進(jìn)行初步定位，在位置檢測(cè)傳感器產(chǎn)生多個(gè)零脈沖信號(hào)的情況下，確定哪一個(gè)零脈沖信號(hào)是回參考點(diǎn)所需要的：二是在數(shù)控裝置需要精確識(shí)別零脈沖信號(hào)的時(shí)候，使數(shù)控機(jī)床機(jī)床的運(yùn)動(dòng)速度降到低速。減速開關(guān)信號(hào)接支PLC的輸入端。

圖1 雙開關(guān)方式回參考點(diǎn)

也就是說，機(jī)床的回參考點(diǎn)方式為雙開關(guān)方式：在坐標(biāo)軸上有減速開關(guān)進(jìn)行初步定位，在絲杠上有接近傳感器進(jìn)行精確定位。如圖1所示。

圖2 近傳感器的采樣方式

參考點(diǎn)零脈沖的采樣方式有兩種：

方式一（圖2（a））為以接近傳感器上升沿作為參考點(diǎn)位置的回參考點(diǎn)方式；

方式二（圖2（b））為以接近傳感器上升沿、下降沿的中點(diǎn)作為參考點(diǎn)位置的回參考點(diǎn)方式。A這兩種方式的選擇可以通過機(jī)床參數(shù)MD-34200進(jìn)行設(shè)定，MD-34200=2為方式一，MD-34200=4為方式二。

選擇的是使用減速信號(hào)、“中點(diǎn)”采樣方式；設(shè)定MD-34200=4，動(dòng)作過程如下：

（1）坐標(biāo)軸以“尋找減速開關(guān)”的速度Vc（參數(shù)MD-34020設(shè)定），向固定方向運(yùn)動(dòng)。

圖3 02S回參考點(diǎn)動(dòng)作圖

（2）壓上減速開關(guān)后，以“參考點(diǎn)減速”速度Vm（參數(shù)MD-34040設(shè)定）反向運(yùn)動(dòng)，尋找“參考點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)”的上升沿與下降沿的“中點(diǎn)”位置。

（3）“中點(diǎn)”到達(dá)后，減至“參考點(diǎn)定位速度”Vp（參數(shù)MD-34070設(shè)定），繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。

（4）到達(dá)機(jī)床參數(shù)設(shè)定的參考點(diǎn)偏移位置（參數(shù)MD-34080、MD34090設(shè)定）后，回參考點(diǎn)結(jié)束（參見圖3）。

我們先對(duì)數(shù)控車床進(jìn)行調(diào)整，要做的，一是調(diào)整減速開關(guān)擋塊的位置到坐標(biāo)軸的極限位置，二是設(shè)置好速度，偏移量等參數(shù)值零脈沖速度參數(shù)34040，回參考點(diǎn)時(shí)的定位速度參數(shù)34070，參考點(diǎn)偏移（Rv）MD34080，因?yàn)橹暗倪\(yùn)行很可靠，保留不變。

脫開電動(dòng)機(jī)與絲桿間的聯(lián)軸器，手動(dòng)按壓參考點(diǎn)減速擋塊，進(jìn)行回參考點(diǎn)試驗(yàn)，出現(xiàn)越位報(bào)警。這是必然的，因?yàn)橄到y(tǒng)參數(shù)的參考點(diǎn)坐標(biāo)還設(shè)定在擋塊沒移動(dòng)之前的位置上，這個(gè)位置正是我們不滿意的位置，現(xiàn)在正在調(diào)整，系統(tǒng)參數(shù)是由MD34100來設(shè)定的，先大致輸入了一個(gè)和現(xiàn)在擋塊位置比較接近的數(shù)值。（等參考點(diǎn)零脈沖確切定位后，再從屏幕上找這個(gè)精確值，以保證坐標(biāo)值的準(zhǔn)確性。）

在試驗(yàn)的過程中，發(fā)現(xiàn)沒有到達(dá)我們想要的參考點(diǎn)，而是有一段比較遠(yuǎn)的距離時(shí)，出現(xiàn)了報(bào)警信號(hào)，回參考點(diǎn)停止。查看診斷信號(hào)，原來，這是一個(gè)超程報(bào)警，是系統(tǒng)的軟限位參數(shù)設(shè)置得太小引起的。坐標(biāo)軸正向軟限位是由參數(shù)MD36110設(shè)置的，先把這個(gè)數(shù)值改為最大值，使回參考點(diǎn)的試驗(yàn)得以進(jìn)行。

現(xiàn)在，就要確定減速開關(guān)擋塊的具體位置了，我們讓這個(gè)位置和減速傳感器的零脈沖基本重合。

把電動(dòng)機(jī)與絲杠聯(lián)軸器連接接，進(jìn)行回參考點(diǎn)試驗(yàn)，回參考點(diǎn)成功。在MD34100中輸入了確切的位置坐標(biāo)。在MD36110中設(shè)置了正向軟限位數(shù)值。

但事情并沒有我們預(yù)想的那么順利，在進(jìn)行加工時(shí)，零件的尺寸是錯(cuò)誤的。

機(jī)床在運(yùn)行時(shí)，相對(duì)位置的輪廓走刀是正確的，就是絕對(duì)尺寸有10mm的誤差，反復(fù)檢查，對(duì)刀也是正確的。問題還是在參考點(diǎn)的設(shè)置上。10mm正好是一個(gè)絲杠螺距，這說明，零脈沖的信號(hào)，差了一圈。

這還是行程擋塊的問題，我們讓擋塊位置和絲杠上發(fā)出零脈沖的位置基本重合，這樣做看似精確，實(shí)際上是很不恰當(dāng)?shù)?，因?yàn)樾谐涕_關(guān)在壓上擋塊后，減速停止，再反向?qū)ふ伊忝}沖，這個(gè)開始減速的位置誤差比較大，并且不穩(wěn)定，很可能這時(shí)零脈沖還沒有發(fā)出，系統(tǒng)只好去尋找上一個(gè)零脈沖，這樣，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)螺距的誤差。

我們調(diào)整了行程擋塊的位置，使之和接近傳感器零脈沖檢測(cè)體的位置相差半個(gè)螺距左右，問題得以解決。

數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)制造，不但要考慮到加工的可行，還要有人性化的理念，讓人機(jī)之間的交流更加和諧，才能使數(shù)控機(jī)床的國產(chǎn)化進(jìn)程更快，走得更遠(yuǎn)。

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