FANUC數(shù)控機(jī)床參考點(diǎn)原理與故障處理研究

李海清

摘要：本文闡述了FANUC數(shù)控機(jī)床返參的工作方式和原理，通過(guò)維修說(shuō)明書和參數(shù)說(shuō)明書提煉了與返參相關(guān)的信號(hào)和參數(shù)，對(duì)PMC程序中與返參相關(guān)的PMC程序進(jìn)行說(shuō)明，列舉了數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)參考點(diǎn)故障并對(duì)其進(jìn)行了分析和處理。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;參考點(diǎn);故障處理

0? 引言

數(shù)控機(jī)床參考點(diǎn)是一個(gè)相對(duì)于機(jī)床零點(diǎn)的固定位置點(diǎn)，用以建立機(jī)床坐標(biāo)系和激活參數(shù)，對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)和控制。數(shù)控機(jī)床參考點(diǎn)一般會(huì)與機(jī)床原點(diǎn)重合，由機(jī)床廠家精確調(diào)整好，并由鋰電池來(lái)保持這一位置，當(dāng)然，在后期更換鋰電池時(shí)，可以由維修人員進(jìn)行位置調(diào)整。其可以根據(jù)需要設(shè)置若干個(gè)參考點(diǎn)。目前，數(shù)控機(jī)床返回參考點(diǎn)的檢測(cè)裝置通常為增量式脈沖編碼器，通過(guò)檢測(cè)回轉(zhuǎn)軸的角位移來(lái)確定工作臺(tái)的直線位移。機(jī)床返回參考點(diǎn)位置的準(zhǔn)確性直接影響機(jī)床的加工精度。因此，理解數(shù)控機(jī)床的返參工作方式、原理，并對(duì)常見(jiàn)的故障進(jìn)行分析解決，有利于快速恢復(fù)機(jī)床功能，保證制造生產(chǎn)的良好運(yùn)行。

1? 數(shù)控機(jī)床返回參考點(diǎn)原理

目前，數(shù)控機(jī)床返參多采用柵格法回參考點(diǎn)，F(xiàn)ANUC數(shù)控機(jī)床返參的過(guò)程和原理為：數(shù)控機(jī)床在返參工作方式下，按下相應(yīng)回轉(zhuǎn)軸的按鍵（一般默認(rèn)為正方向返參，通常按“+X”、“+Y”或“+Z”鍵），回轉(zhuǎn)軸沿正方向以G00速度快速向從參考點(diǎn)方向移動(dòng)（參數(shù)1420速度），當(dāng)快速移動(dòng)到減速擋塊位置并壓下參考點(diǎn)開關(guān)時(shí)，該回轉(zhuǎn)軸開始減速移動(dòng)，當(dāng)減速擋塊離開參考點(diǎn)開關(guān)時(shí)，參考點(diǎn)開關(guān)復(fù)位，返參回轉(zhuǎn)軸以FL速度（參數(shù)1425速度）低速移動(dòng)，此時(shí)回轉(zhuǎn)軸電機(jī)反向的轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)到相對(duì)編碼器的零位時(shí)，回轉(zhuǎn)軸停止移動(dòng)，則回轉(zhuǎn)軸停止的當(dāng)前點(diǎn)就是數(shù)控機(jī)床該坐標(biāo)軸的參考點(diǎn)[1，2]。

通過(guò)查閱和分析FANUC Series 0i Mate-MODEL D維修說(shuō)明書和參數(shù)說(shuō)明書，與返回參考點(diǎn)有關(guān)的信號(hào)和參數(shù)見(jiàn)表1，表2所示[3，4]。

2? 各坐標(biāo)軸返回參考點(diǎn)相關(guān)PMC程序

返回參考點(diǎn)涉及的PMC信號(hào)和程序不多，主要為減速開關(guān)信號(hào)、返參按鍵和進(jìn)給倍率和手動(dòng)方式等。以X軸正向返參為例來(lái)分析坐標(biāo)軸返回參考點(diǎn)的過(guò)程。如圖1所示，在“返參”工作方式下，即F4.5觸點(diǎn)閉合，按下X軸正方向按鍵，即X9.4觸點(diǎn)閉合，則G100.0線圈得電，X軸往正方向移動(dòng)，到達(dá)參考點(diǎn)后，X軸參考點(diǎn)到達(dá)信號(hào)F94.0發(fā)出信號(hào)，則F94.0常閉觸點(diǎn)斷開，X軸停止運(yùn)行，當(dāng)前點(diǎn)即為X軸的參考點(diǎn)。

X軸運(yùn)行過(guò)程中，參考點(diǎn)相關(guān)指示燈控制PMC程序如圖2所示，按下“返參”鍵，F(xiàn)4.5觸點(diǎn)閉合，X軸信號(hào)燈Y9.4在R9091.6（1s周期脈沖信號(hào)）周期脈沖信號(hào)下以1s為周期進(jìn)行閃爍，當(dāng)按下“+X”按鍵后，G100.0觸點(diǎn)接通，X軸信號(hào)燈Y9.4在R9091.5（200ms周期脈沖信號(hào)）周期脈沖信號(hào)下以200ms為周期進(jìn)行閃爍，當(dāng)X軸到達(dá)參考點(diǎn)后，F(xiàn)94.0信號(hào)發(fā)出，使閃爍斷開，X軸信號(hào)燈Y9.4保持常亮。

3? 數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)參考點(diǎn)相關(guān)故障處理

3.1 無(wú)法返回參考點(diǎn)故障

故障內(nèi)容：某汽輪廠FANUC 0i Mate D數(shù)控機(jī)床返參時(shí)，有減速動(dòng)作，但減速后繼續(xù)移動(dòng)直至超程報(bào)警。

故障分析與處理：從故障內(nèi)容分析，返參方式和按鍵沒(méi)有問(wèn)題，返參中有減速動(dòng)作，說(shuō)明減速開關(guān)被壓下，系統(tǒng)接收到了減速信號(hào)X9.0，但減速后繼續(xù)移動(dòng)，可能的故障原因?yàn)闇p速開關(guān)或擋塊故障或增量式編碼器故障。檢查其編碼器，發(fā)現(xiàn)編碼器外觀良好，暫時(shí)排除編碼器故障。檢查減速開關(guān)PMC地址信號(hào)，發(fā)現(xiàn)減速開關(guān)正常，檢查機(jī)械擋塊，發(fā)現(xiàn)其松動(dòng)，調(diào)整機(jī)械擋塊，重新返參，返參工作正常，故障排除。

3.2 要求返回參考點(diǎn)故障

故障內(nèi)容：某汽輪廠FANUC 0i Mate D數(shù)控銑床開機(jī)后顯示：“DS0300 APC報(bào)警：Y軸需返回參考點(diǎn)”和“DS0306 APC報(bào)警：電池電壓0”。

故障分析與處理：查看數(shù)控銑床報(bào)警信息，APC報(bào)警與絕對(duì)式編碼器相關(guān)，DS0300報(bào)警需對(duì)絕對(duì)式編碼器參考點(diǎn)設(shè)定，DS0306 APC報(bào)警說(shuō)明用于保持?jǐn)?shù)據(jù)的鋰電池可能有問(wèn)題。首先，在機(jī)床通電下，取下鋰電池并檢測(cè)其電壓，電壓為3.5V以上，說(shuō)明電池可以繼續(xù)使用，“DS0306 APC報(bào)警：電池電壓0”這一故障是由其他原因造成的。檢查編碼器電池線和反饋電纜有松動(dòng)，重新插好后發(fā)現(xiàn)故障還在，則考慮伺服放大器故障，采用備件替換法，替換該伺服放大器后，故障消失。

4? 結(jié)語(yǔ)

從數(shù)控機(jī)床返參的原理和相關(guān)PMC程序來(lái)看，F(xiàn)ANUC數(shù)控系統(tǒng)返參調(diào)試維修時(shí)，首先要理解數(shù)控機(jī)床的返參過(guò)程和原理，才能為后續(xù)的維修做好知識(shí)準(zhǔn)備，再根據(jù)故障的現(xiàn)象，來(lái)進(jìn)行具體的分析。

參考文獻(xiàn)：

[1]北京FANUC有限公司.FANUC0iD/0i-Mate簡(jiǎn)明聯(lián)機(jī)調(diào)試手冊(cè).

[2]劉茹敏，張洪強(qiáng)，劉海明，等.數(shù)控機(jī)床參考點(diǎn)位置的調(diào)整及常見(jiàn)故障維修[J].商情，2012，14.

[3]北京FANUC有限公司.FANUC Series 0i-MODEL D/ FANUC Series 0i Mate-MODEL D維修說(shuō)明書.

[4]北京FANUC有限公司.FANUC Series 0i- MODEL D/FANUC Series 0i Mate-MODEL D參數(shù)說(shuō)明書.