数控机床回参考点故障及检修
数控机床回参考点的故障分析和排除
数控机床回参考点的故障分析和排除数控机床参考点又名原点或零点，是机床的机械原点和电气原点相重合的点，是原点复归后机械上固定的点。
机床参考点确立后，各工件坐标系随之确立，即参考点为工件坐标系的原始参照系。
文章通过对数控机床回参考点的确立，并结合回参考点的故障维修实例，从而归纳总结出回参考的故障排除方法。
标签：数控机床；参考点；测量反馈元件1 参考点的确立数控系统按检测反馈元件测量方式的不同分为绝对脉冲编码器方式和增量脉冲编码器方式两种。
数控系统反馈元件采用绝对脉冲编码器，坐标值实际位置是靠位置检测装置的电池来维持，因此系统断电后，绝对脉冲编码器会记住当前位置。
在数控机床正常使用过程中，只要保证绝对脉冲编码器的后备电池有效，机床开机就不需要再进行回参考点操作。
而采用增量脉冲编码器的数控系统，系统断电后，工件坐标系的坐标值就会消失，因此机床每次开机后都必须先进行回参考点操作，通过参考点来确定机床的坐标原点，从而建立正确的机床坐标系。
除此之外，机床在按下急停开关及机床出现故障并修复后都需要进行一次手动回参考点的操作。
数控机床各轴回参考点的运动中，各轴的运动速度是在机床参数中设定的，并且数控系统是通过PLC的程序编制和数控系统的参数设定决定的，因此，数控机床各轴回参考点是通过PLC和数控系统配合完成的。
2 数控机床回参考点的故障维修实例下面介绍几个第一重型机械集团公司的数控机床回参考点的故障维修实例：例1军工分厂一台型号为TK6516数控铣镗床，数控系统为SIEMENS840D，Y轴出现回参考点位置的准确性差的故障，从而影响加工精度的故障。
维修人员首先检查该机床Y轴测量编码器的+5V电压是正常的，并且该轴在手动方式下能正常工作，回参考点的动作过程也正常，再检查参考点减速速度参数MD34040、位置环增益参数MD32200设置也都正确。
分析可能是由于编码器“零脉冲”受到干扰而引起的此故障，再经过仔细检查该故障轴后，发现该轴编码器的连接电缆的屏蔽线脱落，重新连接脱落的屏蔽线后，该故障轴回参考点位置准确，机床加工精度恢复。
数控机床回参考点故障及检修
数控机床回参考点故障及检修数控机床回参考点故障原因及检修十堰职业技术（集团）学校唐运福关键词：参考点；回零；故障检修数控机床的原点是数控机床厂家设定在机床上的一个固定点，作为机床调整的基准点。
机床开机、按下急停开关后以及机床出现故障并修复后都需要进行一次返回参考点的操作。
回参考点的方式因数控系统类型和机床生产厂家而异，目前，采用脉冲编码器或光栅尺作为位置检测的数控机床多采用栅格法来确定机床的参考点。
一、数控机床返回参考点的控制原理及调整方法现以SSCK-20数控车床(系统为FANUC-OTD)为例，说明数控机床返回参考点的控制原理及调整方法。
系统在返回参考点状态(REF)下，按下各轴点动按钮(+J)，机床以快移速度向机床参考点方向移动，当减速开关(*DEC)碰到减速挡块时，系统开始减速，以低速向参考点方向移动。
当减速开关离开减速挡块时，系统开始找栅格信号(编码器一转信号)，系统接收到一转信号后，以低速移动一个栅格偏移量(如果系统参数设定栅格偏移量)，准确停在机床的参考点上。
V1速度由系统参数518(X轴)、519(Z轴)决定，设定范围为30～24 000 mm/min，本机床分别设定为4 000 mm/min和6 000 ram/rain。
V2速度由系统参数534(所有轴)决定，设定范围为6～15 000 ram/rain，本机床设定为200 mm/min。
栅格偏移量根据机床实际调整由系统参数508(X轴)、509(Z轴)确定二、数控机床返回参考点的调整数控机床各轴传动机械拆装后、进给伺服电动机更换后、位置检测装置修复后都将导致机床参考点位置不准，需对机床的返回参考点进行调整。
通常机床参考点设计在机床刀架X轴、Z轴正方向上。
如果机床的刀架在机床回零操纵中要求设定固定的位置，只用调整回零开关撞块的方法是不能实现的，必须调整控制机床的相应参数。
机床相应参数调整步骤如下：1、预置参数0508项，X轴栅格调整的预置值。
数控机床返回参考点控制及常见故障诊断
长沙航空职业技术学院毕业论文设计题目：数控机床返回参考点的控制及常见故障诊断所在系别：航空机械制造工程系专业名称：数控设备应用与维护所在班级：数控设备应用与维护0901班学生姓名：**指导教师：***日期：2012年5月20日空军航空维修技术学院毕业设计（论文）任务书数控设备应用与维护专业 0901班姓名陈豪学号 29指导老师：黄登红设计题目：数控机床返回参考点的控制及常见故障诊断设计题号：17设计内容及要求：1.绘制并打印数控机床的挡块式和无挡块式回零控制原理图各一张（2号图纸）；2.完成设计说明书编制（不小于4000字）；设计说明书内容应包括：分析数控机床返回参考点的必要性；阐述数控机床返回参考点的原理和常见方式；完成返回参考点PLC控制程序编写（使用梯形图）和说明；与返回参考点相关的系统参数及其功能说明；返回参考点的常见故障及解决措施。
联系方式：手机：159****5961电话：*************邮箱：******************数控教研室2011年10月目录摘要 (4)绪论 (5)第一章数控机床返回参考点的必要性 (6)第二章数控机床返回参考点的原理及常见方式 (8)2.1 增量栅格法（挡块式）回参考点原理 (9)2.2 绝对栅格法（无挡块式）回参考点原理 (9)第三章数控机床返回参考点的相关参数及设定 (16)第四章数控机床返回参考点的PMC控制 (20)4.1 可编程控制器（PMC）简介 (20)4.2 数控机床返回参考点的PMC控制 (21)第五章数控机床返回参考点的常见故障分析及诊断.205.1 数控机床不能返回参考点的原因 (20)5.2 数控机床回参考点故障的主要类型错误!未定义书签。
5.3 数控机床回参考点常见故障分析与诊断错误!未定义书签。
5.3.1 增量式（挡块式）回零过程中的常见故障分析及诊断.............. 错误!未定义书签。
5.3.2 绝对式（无挡块式）回零过程中的常见故障分析及诊断............ 错误!未定义书签。
数控机床返回参考点常见故障分析
如上述测量的值在规定范围内，说明： 如上述测量的值在规定范围内，说明：
1）减速开关及接线不良，活更换减速开关 或重新接线 2）减速挡块位置不正确，重新调整减速挡块 3）进给伺服电动机内装编码器不良，拆开伺服电动机内 装编码器进行清洗，检查连接电缆及电缆的插座是否 良好 4）全闭环检测装置不良或有灰尘及油污，清洗光栅尺的 长光栅 5）如果只是每天早上首先开机出现，则更换系统的备份 电池 6）伺服放大器或者系统主板不良，则更换不良部件
2、机床能够正常执行返回参考点操作，但 参考点位置出现随机偏差
出现上述测速量超差的原因及处理方法： 1）伺服电动机与丝杠联结松动，紧固伺服电动 机与丝杠的联轴节。 2）丝杠螺母副间隙过大，调整丝杠螺母副的间 隙或者更换整套丝杠螺母副 3）丝杠两端固定或支撑的轴承间隙过大或不良， 调整丝杠两端的轴承间隙或更换轴承
数控机床返回参考点常见故障分析
主要内容： 1、数控执行返回参考点控制中
出现超程报警 2、机床能够正常执行返回参考 点操作，但参考点位置出现随 机偏差 3、机床参考点绝对位置丢失报 警（#300）
1、数控执行返回参考点控制中出现超程报 警
1、机床执行返回参考点控制中出现超程报警 （1）机床返回参考点过程中无减速动作或者一 直以减速移动故障原因 1）减速开关及接线不良 2）减速开关与挡块位置不当 3）减速开关信号系统的I/O接口故障 4）系统本身不良
故障的诊断： 通过系统PMC状态监控画面，检查机床在返回 参考点控制过程中信号是否正常，如果信号不 变化，则为减速开关不良。如果信号变化正常， 则为系统本身故障
（2）机床返回参考点过程中有减速动作 故障原因： 1）机床离参考点位置太近 2）减速挡块与机床超程保护开关太近 3）系统一转信号不良 故障的诊断与处理
回参考点的故障及处理方法
机 械管理开发
ＭＥ ＣＨＡＮＩ Ｃ ＡＬ ＭＡＮＡＧＥ ＭＥＮ Ｔ ＡＮＤ ＤＥ ＶＥＬ Ｏ ＰＭＥＮ Ｔ
Ｔ ｏ ｔ ａ ｌ １ ７ ５
Ｎｏ ． １ １ ， ２ ０ １ ７
峨蚋麟
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ６ ５ ２ ５ ０ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｎ ｌ ４ － １ １ ３ ４ ／ ｔ ｈ ． ２ ０ １ ７ ． １ １ ． １ ６
１ ． ２ ． ２ Ｆ Ａ Ｎ Ｕ Ｃ ０ － Ｔ系统 １ ） 选择 Ｈ Ａ Ｎ Ｄ Ｌ Ｅ方式 ， 用手轮将机床刀 台移到 靠 近参 考位 置处 。 ２ ） 选择 Ｍ Ｄ Ｉ 方式 ， 将参数 Ｐ ２ １ ＝ １ ０ ０ ０ ， Ｐ ２ ２ ＝ ０ ， 机 床关断 电源。
３ ） 开机， 参数 Ｐ ２ １ ＝ １ ０ １ １ ， 机床关断电源 。 ４ ） 开机 ， 参数 Ｐ ２ ２ ＝ ０ ０ １ １ ， 机床关断电源 。
的电动机每转的栅格信号使伺服电动机停止 ，将该 位置 定位 机床 的参 考 点 。 选择一个适合操作的位置 ，设置挡块和减速开 关， 把这个位置作为机床的零点。具体操作如下：
置， 从而建立一个正确的机床坐标系。 这就是数控机
床返 回机床参考点 的目的。 机床坐标轴移动到预先指定好 的准确位置 （ 即 参考点） ， 这个参考点到位后把该点的机床坐标值人
到一转信号后 ，按系统参数设定方向移动到栅格信 号位置停止 ， 该位置为机床的参考点位置 ， 回参考点
操作 完 成 ， 见图 １ 。
实际坐标记数器 出错（ 发生多记或少记现象） 的故障，
不管该轴进行多少次往复运动操作 ，机床控制系统
总能保持 以参考点为基准 ，保持实际位置与实际坐 标的一致 。 一旦机床在运动中出现坐标轴出错 ， 机床 出现报警 ， 且 自动要求执行重新返 回参考点的操作 ， 在重新返 回参考点之前 ， 报警无法消除 ， 也不能进行 自动循环 和 Ｍ Ｄ Ｉ 操作 。因此 ， 上述指定的参考点位
浅谈数控机床回参考点及故障分析处理
摘 要： 机床 参考点是机床机械 原点与 电气原点 相重合的 点， 是建立工件 坐标 系的关
键， 本文主要介 绍 了机床 回参 考点 的几种 常见方 法及回参 考点 的动作过 程 ， 而形成数 从
控机床 回参考点故障分析 思路 ， 同时介 绍 了常见的机床 回参 考点故障原 因与处理方法 。
得准 确的位置值 。
关 ，采用何种 方式或如 何运行 ，系统都 是通 过 Ｐ Ｃ的程 序编制 和数控 系统 的机 床参数 设定来 Ｌ
决 定 ， 的运动速度 也是在机 床参数 中设定 的。 轴 数 控系统 回参考点 的过程是 Ｐ Ｃ系统与数控 系 Ｌ 统 配合完 成的 ，由数控 系统给 出 回参 考点 的命
速挡块 位置不 正确或松动 ；减 速挡块 的长度 太 短； 回参考点 用的减速 开关的位 置不 当或松 动 ， 该 故障一般在 机床大修 后或 长期使用 未保 养 时
发生 。
检测 反馈元件 发 出的栅 点信号 或零标志 信号确
立 的参考点 。每 台数 控机床 可以有一个 参考 原 点 ， 可以按需要设 置多个参考原 点。控制 系统 也 启动 后 ， 多数 机床要 自动返 回参考点 ， 并重新 获
关键 词 ： 参考点 ； 减速 开关 ； 故障 分析
黑龙江 李 战梅
数控 机床 是集 机械 制 造 、 计算 机 、 液压 、 气
即停 止 ， 该停止点被认 做参考点 。 栅点法 的特点
是 如果接近 原点速度小 于某一 固定值 ，则伺 服 电机 总是停 止于 同一点 ， 也就是说 ， 在进 行 回参 考 点操作后 ， 机床参 考点的保持性好 。磁 开关 法 的特点是软 件及硬件 简单 ，但参 考点位 置 随着 伺 服电机速 度的变化 而成 比例地漂移 ，即参 考 点 不确定 。 目前 ， 多数机床采 用栅点 法 。栅 点法 中 ， 大 按 照检测元 件测量方 式 的不 同分为 以绝对 脉冲 编 码器方式 回参考点 和 以增量 脉冲 编码 器方 式 回参考点 。在使用绝 对脉 冲编码器作 为测 量反 馈 元件 的系统 中， 床调试 时第 一次 开机后 ， 机 通 过参数设 置配合机床 回零操 作调整 到合适 的参 考点后 ， 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 。在使用
数控机床回参考点的故障分析与排除
参 考 点 方 向移 动 当挡 块 再 次 压 下 零 点 开 关 时 数 控 系 统
，
，
的过 程 结 束
。
开 始 寻 找 零 点 当接 收 到 第
，
一
个零点脉 冲 便 已确定参考
，
这 种 回参 考 点 方 式 可 以 避 免 在 参 考 点 位 置 回参 考 点
这 种 不 正 常 操 作 对 加 工 中心 造 成 的 危 害
是
PLC
PLC
的程
13 2 2
．
初 始信 号 是 零
，
CNC
检测 到这种状态后
，
，
发 出向回
，
序 编 制 和 数 控 系统 的 机 床 参 数 设 定 决 定 的
，
轴 的运 动速
参 考 点 方 向相 反 的 方 向 运 动 指 令 在 零 点 开 关 被 释 放 即
13 2 2
．
数 控 机 床 回参 考 点 的过 程
，
维修 实 例
，
例
1
X H 7 14
加 工 中心 开 机 回 参 考 点
。
，
x
轴 向 回参
的每 次 开 机 都 不 必 再 进 行 回 参 考 点 操作 而 使 用 增 量 脉
，
。
考 点 的相 反 方 向 移 动 该机 配
，
冲编 码 器 的 系 统 中
，
，
机 床 每 次 开 机 后 都必 须 首 先 进 行 回
，
S IE M E N S 8 10 D
数控系统
，
采 用 半 闭环 控 制
。
参 考 点 操 作 以 确 定 机 床 的坐 标 原 点 寻 找 参 考 点 主 要 与
加工中心回参考点故障分析与排除
解决措施 ：将数控机床 回参考点的坐标轴先远
机床回参考点常见故障现象
故障现象 可能原因 参 考 点的 位 置与 实际 位置 减速撞块有松动 位置不正确 出现偏差 回不 到参 考 点 ，机床 回参 考 点轴 没有 减 速 ， 出现 未 准 信号线断线或减速开关坏 备好（ Ｎ ＯＴ Ｒ Ｅ ＡＤＹ）
码 器 和 机床 坐 标 轴 连 接处 进 行 查 看 ，最 后 确定 是 编
电，导致 电动机瞬时停止 ，带动 回参考点轴移动 ，
而Ｃ ＮＣ 没有 及 时地 得 到 信号 ，导 致开 机 实 际位 置 与 机 械坐 标 的 数 值不 一 致 。 解决 措 施 ：修 改Ｃ ＮＣ 参 数 ，把 参 数 １ ３ ０ ０ 的 ＃６
， ，
，
软 限位报警或９ ｏ 号报 警
Ｍｉ ｌ ｌ ／（ 收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ ０ ８ ０ ６ ）
磊
冷 加 工
７ ９
设 备 ｓ 维 修
上 ｑ ｕ ｉ ｐ 工中心回参考点故障分析与排除
河北省 机 电工程技 师学院 （ 张家 口 ０ ７ ５ ０ ２ ３ ） 张亚 力 刘 志 吴挣 杰
本 文 以Ｆ ＡＮＵＣ ￣ Ｎ 对 编 码 器 的 系 统 为 例 ，主 要
码器的联轴 器损坏。虽然机床坐标轴是可以动 的，
但 在 联 轴 器断 裂 处是 有 摩 擦 力 的 。
解决措施 ：更换编码器的联轴器。故障消失。
改为０ ，当向正方 回参考 点时修改参数 １ ３ ２ ０ 回参考
点轴的数值为最大 （ ９ ９ ９ ９ ９ ９ ９ ９ ９ ９ ）；当向负方 回
故 障 原 因 ：分 析 故 障 前 机 床状 态 ，机 床 由于 断
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数控机床回参考点故障原因及检修
十堰职业技术（集团）学校唐运福
关键词：参考点；回零；故障检修
数控机床的原点是数控机床厂家设定在机床上的一
个固定点，作为机床调整的基准点。
机床开机、按下急停开关后以及机床出现故障并修复后都需要进行一次返回
参考点的操作。
回参考点的方式因数控系统类型和机床生产厂家而异，目前，采用脉冲编码器或光栅尺作为位置检测的数控机床多采用栅格法来确定机床的参考点。
一、数控机床返回参考点的控制原理及调整方法
现以SSCK-20数控车床(系统为FANUC-OTD)为例，说明数控机床返回参考点的控制原理及调整方法。
系统在返回参考点状态(REF)下，按下各轴点动按钮(+J)，机床以快移速度向机床参考点方向移动，当减速开关(*DEC)碰到减速挡块时，系统开始减速，以低速向参考点方向移动。
当减速开关离开减速挡块时，系统开始找栅格信号(编码器一转信号)，系统接收到一转信号后，以低速移动一个栅格偏移量(如果系统参数设定栅格偏移量)，准确停在机床的参考点上。
V1速度由系统参数518(X轴)、519(Z轴)决定，设定范围为30～24 000 mm/min，本机床分别设定为4 000 mm/min和6 000 ram/rain。
V2速度由系统参数
534(所有轴)决定，设定范围为6～15 000 ram/rain，本机床设定为200 mm/min。
栅格偏移量根据机床实际调整由系统参数508(X轴)、509(Z轴)确定
二、数控机床返回参考点的调整
数控机床各轴传动机械拆装后、进给伺服电动机更换后、位置检测装置修复后都将导致机床参考点位置不准，需对机床的返回参考点进行调整。
通常机床参考点设计在机床刀架X轴、Z轴正方向上。
如果机床的刀架在机床回零操纵中要求设定固定的位置，只用调整回零开关撞块的方法是不能实现的，必须调整控制机床的相应参数。
机床相应参数调整步骤如下：
1、预置参数0508项，X轴栅格调整的预置值。
由于X轴丝杠螺距为6 mm，所以预置值为6 000；
2、预置参数0509项，Z轴栅格调整量的预置值。
由于Z轴丝杠螺距为6 mm，所以预置值为6 000；
3、调整参数0010项的第7位(APRS)为“0”，使手动回零完成后不执行自动坐标系设定；
4、用手动方法使机床刀架回到机床参考点；
5、机床回到零后，X、Z位置显示与规定值进行比较；
当显示的坐标值大于规定值半个螺距时，先调整撞块使之接近规定值，重新将刀架移动到原起点，再进行第4步操作，反复调整撞块使显示值大于或小于规定值，但二值的绝对值之差要小于半个螺距。
将参数0508与0509项预置值分别减去X、Z轴显示值与规定值的差值，再以所得结果重新分别设置参数0508项和0509项(单位0．001 mm).
规定零点坐标：X=260．000；Z=500．000。
回零后坐标显示：X=262．000；Z=501．000。
0508项参数设定为6 000-(262．000-260．000)×1 000=4 000；
0509项参数设定为6 000-(501．000-500．000)×1 000=5 000；
6、重新进行第4、5项操作，使机床刀架回零坐标值符合规定值；
7、在系统参数708和709中分别输入260 000(直径编程坐标值)和500 000；
8、将参数0010项的第7位设为“l”，使机床回零后执行自动坐标系设定显示回零值。
机床断电重新送电，进行回零操作，转塔刀架就按规定的距离精确地回到零点，并在显示屏上显示出机床零点的坐标值。
三、控机床返回参考点的常见故障分析
在实际生产加工中，数控机床返回参考点的常见故障现象可归纳为三大类，引起故障的原因归纳如下：
（一）、不能返回参考点或找不到参考点(通常会导致机床超程报警)
1、机床回零过程无减速动作或一直以减速回零，多数原因为减速开关及接线故障。
2、机床回零动作正常，但系统得不到一转信号。
原因可能是电动机编码器及电缆线或系统轴板故障(工厂中多数采用交换法来判别故障具体部位)。
3、减速开关偏移。
4、检测元件被污染。
当采用全闭环控制时光栅尺沾了油污，不能采集信号。
排除方法是清洗光栅尺。
（二）、找不准参考点(即返回参考点有偏差)
1、减速挡块偏移。
2、栅格偏移量参数设定不当。
3、参考计数器容量参数设定不当。
4、位置环增益设定过大。
5、编码器或轴板不良。
（三）、回参考点位置随机性变化故障
1、零脉冲信号受到干扰。
可检查脉冲编码器反馈电缆、屏蔽线连接是否是否正确地是否良好。
2、编码器的供电电压过低。
3、电动机与丝杠的联轴器松动。
4、电动机扭矩过低或由于伺服调节不良，引起跟踪误差过大。
可调节伺服参数，改变其运动特性。
5、零脉冲不良。
利用示波器检查编码器的输出脉冲，确认全部信号是否输出正常；否则对编码器进行清洗或更换。
6、滚珠丝杠间隙增大。
四、常见故障实例分析及维修
1、故障1
一数控车床(系统为FANUC Oi-C)在回零时，发现机床回零的实际位置不一样，漂移一个栅点或者是一个螺距的位置，并且时好时坏。
根据故障现象分析,如果每次漂移只限于一个栅点或螺距，这种情况有可能是因为减速开关与减速撞块安装不合理(多是移位)，机床轴开始减速时的位置距离光栅尺或脉冲编码器的零点太近；由于机床的加减速或惯量不同，机床轴在运行时过冲的距离不同，从而使机床轴所找的零点位置发生了变化。
维修中检查调整了减速开关与减速撞块的相对位置，使机床轴开始减速的位置大概处在一个栅距或一个螺距的中间位置；然后重新设置机床零点的偏移量，并适当减小机床回零速度或快移速度的加减速时间常数，机床恢复正常.
2、故障2
某一数控车床(系统为FANUC-TD)回零时，X轴回零动作正常(先正方向快速运动，碰到减速开关后，能以慢速运动)，但机床出现系统因X轴硬件超程而急停报警。
此时Z 轴回零控制正常。
根据故障现象和返回参考点控制原理，可以判定减速信号正常，位置检测装置的零标志脉冲信号不正常。
产生该故障的原因可能是来自X轴进给电动机的编码器故障(包括连接的电缆线)或系统轴板故障。
因为此时Z轴回零动作正常，所以可以通过采取交换方法来判断故障部位。
将两轴伺服电机及编码器交换插接后，发现故障转移到Z 轴上(X轴回零操作正常而Z轴回零出现报警)，所以可判定故障出在系统轴板上，最后更换轴板，机床恢复正常工作。
小结
数控机床回参考点的故障是数控机床中比较常见的故障之一，对故障现象作充分分析，就不难找到故障的原因所在，最终排除故障。