数控弯管机控制系统优化及回零故障分析
数控机床的回零及其常见故障分析[1]
![数控机床的回零及其常见故障分析[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/bb6b1621bcd126fff7050be2.png)
数控机床参考点的回归及其常见故障诊断数控机床启动后通常需要进行返回参考点的操作，在这个过程中常会遇到各种问题，问题处理的正确与否在很大程度上会直接影响机床的使用及工件的加工精度。
一、为什么要返回参考点在数控机床上，各坐标轴的正方向是定义好的，因此只要机床原点一旦确定，机床坐标系也就确定了。
机床原点往往是由机床厂家在设计机床时就确定了，但这仅仅是机械意义上的，计算机数控系统还是不能识别，即数控系统并不知道以哪一点作为基准对机床工作台的位置进行跟踪、显示等。
为了让系统识别机床原点，以建立机床坐标系，就需要执行回参考点的操作。
如在CK0630型数控车床上，机床原点位于卡盘端面后20mm处，为让数控系统识别该点，需回零操作。
在CK0630型数控车床的操作面板上有一个回零按钮“ZERO”，当按下这个按钮时将会出现一个回零窗口菜单，显示操作步骤。
按照这个步骤，依此按下“X”按钮、“Z”按钮，则机床工作台将沿着X轴和Z轴的正方向快速运动，当工作台到达参考点的接近开关时，工作台减速停止。
回参考点的工作完成后，显示器即显示机床参考点在机床坐标系中的坐标值（X400，Z400），此时机床坐标系已经建立（如图1所示）。
目前，大多数数控机床均采用增量式位置检测装置来做位置环反馈元件，当机床在断电状态时NC系统会失去对机床坐标系值的记忆，因此每次机床重新通电之初，必须手动操作返回机床参考点一次，恢复记忆，以便进行自动加工。
对使用日本FUNAC系统的机床，除通电之初外，在机床工作过程中如出现断电、紧急停止或压下了机床行程限位开关时，也必须返回参考点。
机床返回参考点的方向、速度、参考点的坐标等均可由系统参数设定。
二、返回参考点的原理目前数控机床回参考点的方式有两种：使用脉冲编码器或光栅尺的栅格法和使用磁感应开关的磁开关法。
磁开关法由于存在定位漂移现象，因此较少使用。
大多数数控机床均采用栅格法回参考点。
栅格法根据检测元件计量方法的不同又可分为绝对栅格法和增量栅格法。
数控机床回不了参考点故障的分析及排除
数控机床回不了参考点故障的分析及排除1、概述数控机床回参考点时根据检测元件的不同分绝对脉冲编码器方式和增量脉冲编码器方式两种,使用绝对脉冲编码器作为反馈元件的系统,在机床安装调试后,正常使用过程中,只要绝对脉冲编码器的后备电池有效,此后的每次开机,都不必再进行回参考点操作。
而使用增量脉冲编码器的系统中,机床每次开机后都必须首先进行回参考点操作,以确定机床的坐标原点,寻找参考点主要与零点开关、编码器或光栅尺的零点脉冲有关,一般有两种方式。
1)轴向预定点方向快速运动,挡块压下零点开关后减速向前继续运动,直到挡块脱离零点开关后,数控系统开始寻找零点,当接收到第一个零点脉冲时,便以确定参考点位置。
配F ANUC系统和北京KND系统的机床目前一般采用此种回零方式。
2)轴快速按预定方向运动,挡块压向零点开关后,反向减速运动,当又脱离零点开关时,轴再改变方向,向参考点方向移动,当挡块再次压下零点开关时,数控系统开始寻找零点,当接收到第一个零点脉冲,便以确定参考点位置。
配SIEMENS、美国AB 系统及华中系统的机床一般采用这种回零方式。
采用何种方式或如何运动,系统都是通过PLC的程序编制和数控系统的机床参数设定决定的,轴的运动速度也是在机床参数中设定的,数控机床回参考点的过程是PLC系统与数控系统配合完成的,由数控系统给出回零命令,然后轴按预定方向运动,压向零点开关(或脱离零点开关)后,PLC向数控系统发出减速信号,数控系统按预定方向减速运动,由测量系统接收零点脉冲,收到第一个脉冲后,设计坐标值。
所有的轴都找到参考点后,回参考点的过程结束。
数控机床回不了参考点的故障常见一般有以下几种情况:一是零点开关出现问题;二是编码器出现问题;三是系统测量板出现问题;四是零点开关与硬(软)限位置太近;五是系统参数丢失等等。
下面以本人在工作中遇到的几个实例介绍维修的过程。
2、维修实例例1)XH714加工中心开机回参考点,X轴向回参考的相反方向移动。
数控弯管机控制系统优化及回零故障分析
科 技 视 界
科技・ 探索・ 争鸣
拱桥悬臂浇筑施工方法研究
李 星辰
（ 重庆市城市建设投资＜ 集团＞ 有 ）
【 摘 要】 本文在 国内外相关拱桥悬臂 浇筑施 工科研 资料 以及深层分析 目 前研 究成果的基础上 ， 总结介 绍 了悬臂浇筑施工方法 的的分 类
分为塔 架斜拉扣挂悬臂浇筑法和悬臂桁架浇筑法 ， 并针对悬臂浇筑施 工法的受力方式 ， 突 出其发展 空间。 【 关键词】 拱桥 ； 悬臂浇筑 ； 施 工方法
段施工 中跨度最 大 的拱桥 和大跨度范 畴内世界上最坦 的拱桥 。２ ０ ０ ４ 年西 班牙 采用同种方 法建成 了跨度 ２ ５ ５ ｍ的Ｔ ｉ ｌ ｏ ｓ 桥 ． 为西班 牙混 拱桥悬臂浇筑施工方法在国外得到了迅速的发展 ． 修建范围遍及 凝 土拱桥跨 度之最 ． 主拱 圈为钢筋混凝 土结构 ， 桥 面为钢混凝上组合 世界 。 修建数量急剧增加 ， 跨径也不断增大。 将悬臂浇筑施工法应用到 结构 。 我 国多高山 、 多深谷 、 地形崎岖复杂的西部山区交通建设 当中 ， 发挥 了 其基本上不受 地形 条件限制 、 施工方 便 、 结构简 沽 、 后期维护少 、 维修 ２ 拱 桥 悬 臂 浇 筑 施 工 方 法 的 受 力 特 点 简便 、 整体性好（ 抗风 、 抗震性能好） 、 不 中断桥下通航或通车 、 对设备 的 塔架斜 拉扣挂悬浇 与斜 吊式悬浇两种 悬臂浇筑施 工方法归纳起 起重能力要求不高 、 对环境的破坏较小 等的优 点。 因此 ， 开展 山区钢筋 来都是借助斜拉索将拱肋 以弹性支承的形式 吊挂传力构件上。 在悬臂 混凝土拱桥建设新 工艺的研究对我 国大跨度拱桥 建设的推进具 有现 施工期 间 ． 由于浇筑力 的持续 施加 ． 使得 主拱 圈的最 大拉 应力很容易 实意义 超 出安全合理范 围．对于先成拱 的塔架斜拉扣挂悬臂浇筑法来说 ， 拱 脚截面较为不利 ． 而形成桁架体系的悬臂桁架法的危险截面还会 出现 １ 拱 桥 悬 臂 浇 筑 施 工方 法 的分 类 在立柱下 的主拱圈处 。 临时斜拉扣索这些 中间弹性 支承 （ 斜拉 索） 加强 １ ． １ 塔架斜拉扣挂悬浇法 了主拱 的刚度 ． 形成多 点弹性支承的拱肋 ． 降低拱肋的截面弯矩 、 减轻 塔架斜拉 扣挂 悬浇法是在拱 脚墩 台处安装 临时 的钢或 者钢筋混 拱重、 提高拱的跨越能力 ． 斜拉索 的水 平分力对主梁 产生 的轴 向预施 凝土 塔架 ． 用 斜拉索 （ 或者用 斜拉粗 钢筋 ） 一端 拉住拱 圈或者拱 肋节 压力 的作用可 以增强拱肋 的抗裂性能 ． 节约高强度钢材 的用量 。拱桥 段． 另一端绕 向台后并锚 固于岩盘上 ． 从 拱脚开始 ， 逐 段向拱顶悬臂浇 悬臂 浇筑施 工（ 塔架斜拉扣 挂和悬臂桁架 ） 结构待施 工完成 以后都要 筑． 直至拱顶合龙 。在施工过程中由索 、 塔、 拱肋三种 基本结构组成 的 拆 除斜拉索 ， 由主拱 圈作为 主要 的承受压力 的结构 。 组合结构 这种特有的施工方法 目前得到广泛的使用 ， 也是 国外采用 的时间最早 、 数量最多的大跨径钢筋混凝土拱桥无 支架施 工方法 。该 ３ 结 语 方 法如 分别 于 １ ９ ９ ７年 和 ２ ０ ０ ５ 年 在 克罗 地亚 建成 的跨 径 分布 为 Ｌ 综上所述 ， 针对我 国多高 山 、 多深谷 、 地形崎岖复杂 的西部 山区恶 ： ２ ６ ｍ＋ １ ０ ｘ ３ ０ ｍ＋ ２ ４ ｍ的 Ｍａ ｓ ｌ ｅ ｎ ｉ ｅ ａ桥 和净跨径 ２ ０ ４ ． Ｏ ｍ．净 失高 ５ ２ ． ０ ｍ 劣环境 的建设需求 ． 在 国内外相关拱桥悬臂浇筑施工科研 资料 以及深 的Ｋ ｒ ｋ ａ河桥 在 国内． ２ ０ ０ ７年 四』 Ｉ Ｉ 省西 昌一 攀枝花高速公 路上 的白 层分 析 目前研究成果 的基 础上总结 了悬 臂浇筑施工 方法 的分类 以及 沙沟 大桥ｌ １ １ ． 为我 国悬臂浇筑 施工打 开了历史 的开端 ， 打破 了我 国尚 各 自特点 ． 并详细 阐述 了悬 臂浇筑施工 当中的受力行 为方式 ， 在 配合 无悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥的境遇 拱桥特 点的基础 上得到悬臂浇筑施工在各种施工方法 的优越性 。 １ ． ２ 斜 吊式悬浇法 采用桁式概念进入拱桥 的施工 当中． 用悬臂桁架法架设大跨径桥 【 参考文献 】 梁． 是 当今世界普遍采用 的新技术 。 悬臂桁 架浇 筑法是将 主拱 圈、 拱上 ｆ １ ］ 李 晓斌 ． 大跨度 钢筋混凝土拱桥悬 臂浇注施工控制与模 型试验研究［ Ｄ ］ ． 西南 立柱 、 桥 面板齐头并进 ． 边浇筑边构成桁架发挥效应 ， 施工时用预应力 交通大学 ２ ０ ０ ８ ． 钢筋 或钢绞线作为桁架 的临时斜拉杆 。 桥面板的ｌ ｝ 缶 时明索用 拉杆 或者 『 ２ ］ 楼庄鸿． 楼庄鸿桥梁论文集『 Ｍ】 ． 北京： 人 民交通 出版社， ２ ０ ０ ４ ． 桥 面梁锚 固于台后 的岩盘上 ， 向河 中悬臂施工 ， 最后拱顶合龙 。 过程 中 『 ３ ］ 陈宝春， 黄卿维． 葡萄牙亨里克拱桥的设计与施工明． 世界桥梁， ２ ０ ０ ６ （ ０ ３ ） ： １ — ３ ． ４ ］ 高玉峰 ， 蒲黔辉 ， 李 晓斌 ， 等． 悬 臂浇筑 法在 国外 大跨度 混凝 土［ Ｊ ］ ． 世界桥 梁， 主拱 圈和上部结构 同时旋工 ． 这样使得在施 工过程 中， 拱 上结构也参 『 与了受力 ． 整体性好 ． 提高 了施工过程 中的稳定性 ， 同时施工 的工期得 ２ ０ ０ ８ （ ０ １ ） ： １ ８ — ２ １ ． ５ ］ Ｓ ａ ｎ ｔ ｉ ａ ｇ ｏ Ｐ ６ ｒ ｅ ｚ — Ｆ ａ ｄ ６ ｎ ， Ｊ ｏ ｓ ６ Ｅ ｍ ｉ ｌ ｉ ｏ Ｈ ｅ ｒ ｒ ｅ ｒ ｏ ａ ｎ ｄ Ｊ ｕ ａ ｎ Ｊ ｏ ｓ ６ Ｓ ６ ｎ ｃ ｈ ｅ ｚ ． Ｌ ｏ ｓ Ｔ ｉ ｌ ｏ ｓ 到大幅度 的提高。 虽然采用这种施工方法在 目前桥梁的修建 中数 量不 ［ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｌ ａ Ｐ ａ ｌ ｍａ Ｉ ｓ ｌ ａ ｎ ｄ ＡＲ ＣＨ’ ｌ Ｏ － － ６ ｔ ｈ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｃ ｏ ｎ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ Ａ ｒ ｃ ｈ Ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ｓ ， 是很 多． 但是它特有施工方法 已经逐渐显示 出自己修建上承式拱桥 独 ０ ０ １ ： １ ０ １ — １ ０ ６ ． 有 的优点及其强大 的生命力 。如 ２ ０ ０ ２ 年葡萄牙采用结合临 时辅助墩 ２ 的悬臂桁架法建 成了欧洲仅次 于克罗地亚 Ｋ ｒ ｋ 桥 的第二大跨度 的混 ［ 责任编辑 ： 杨扬］ 凝土拱桥——Ｉ ｎ ｆ ａ ｎ ｔ ｅ Ｄ ． Ｈ ｅ ｎ ｒ ｉ ｑ ｕ ｅ 桥ｆ ２ － ３ ］ ． 跨度 为 ２ ８ ０ ｍ， 也是 拱圈直 线节
数控弯管机控制系统优化及回零故障分析
数控弯管机控制系统优化及回零故障分析【摘要】本文介绍了数控弯管机回零故障的一般处理方法，对数控弯管机控制程序进行优化，并在现场进行了实际应用，提高了数控弯管机可靠性，降低设备故障停机时间，实现数控弯管机的稳定运行。
【关键词】数控弯管机；回零；控制系统；优化0 前言数控弯管机为管道加工设备，在进行管道加工时，弯制完一根管件后，数控弯管机各轴都需进行回零。
回零的目的是确定机床原点位置，建立起机床坐标系，同时也是机床各机械限位开关、软限位开关生效的前提条件。
1 故障现象数控弯管机在进行管道弯制时，在完成一根管件加工后，B轴出现持续缓慢旋转，无法回零，导致机床无法进入下一个管件的弯制动作。
2 故障分析数控弯管机B轴控制系统为半闭环控制系统，由工控机、伺服放大器、伺服电机等组成，其控制原理简图如图1。
如图1所示，数控弯管机B轴控制系统由工控机、伺服放大器、伺服电机、运动控制卡等部分组成。
当弯管机执行原点回归操作时，工控机发指令到伺服放大器，伺服放大器接收指令后驱动B轴电机旋转，进而带动B轴旋转。
当B轴旋转至零点开关时，零点开关发脉冲到运动控制卡，运动控制卡与工控机通讯后，工控机发指令到伺服放大器控制伺服电机停止。
数控弯管机B轴出现无法回零时，根据数控弯管机回零原理，可以从以下几点排除故障：3 B轴回零控制系统优化数控弯管机出现B轴无法回零现象，现场观察后，发现故障具有一定偶然性，因此可以排除伺服驱动器故障，初步确定故障原因可能为线路故障导致。
确定检修方案为在故障出现时，测量相应点位电位确定故障原因。
但在故障出现时测量中间转接点B2与24G1管脚间有低电平，此信号在运动控制卡PCI-1240U B2与24G1管脚间也有低电平，因此可以排除零点感应开关及线缆故障。
根据故障排除法，初步确定故障原因可能为工控机内部板卡故障或程序内部问题造成，但将工控机B轴板卡与Y轴板卡互换后，故障依旧存在，因此可以排除板卡故障，确定问题原因为程序内部问题导致。
FANUC数控机床机械原点的设置及回零常见故障分析
FANUC数控机床机械原点的设置及回零常见故障分析当前大多数数控机床均采用通过减速档块的方式回零，但谊方式在日常使用中故障率却艰高，有时甚至出现机械原点的丢失。
本文以FANUC系统的台中精机VCENTER-70加工中心为例浅析了数控机床机械原点的设置方法，并对该类数控机床常见回零故障的各种形式式进行了分析与总结。
机械原点是机床生产厂家在生产机床时任机床上设置的一个物理位置，可以使控制系统和机床能够同步，从而建立起一个用于测量机床运动坐标的起始位置点，通常也是程序坐标的参考点。
大多数数控机床在开机后都需要回零即回机械原点的操作。
本文以FANUC系统的台中精机VCENTER-70加工中心为例浅析了数控机床机械原点的设置方法，并对此类数控机床常见回零故障的各种形武进行了分析与总结。
1 机械原点设置1.1 机械原点丢失的原因台中精机生产的VCENTER-70加工中心采用增量编码器作为机床位置的检测装置。
系统断电后，工件坐标系的坐标值就会失去记忆，尽管靠电池能够维持坐标值的记忆，但只是记忆机床断电前的坐标值而不是机床的实际位置，所以机床首次开机后要进行返回参考点操作。
而当系统断电遇到电池没电或特殊情况失电时，就会造成机械原点的丢失．从而使机床回参考点失败而无法正常工作。
此时机床会产生。
#306 n轴电池电压0#的报警信息，并且还会产生机械坐标丢失报警。
#300第n轴原点复位要求”(n代指X、Y、Z)。
1.2 机械原点的设置在通常情况下，设置数控机床机械原点的方法主要有以下两种：1)手动使X、Y、Z三轴超程印利用三轴的极限位置选择机械原点。
2)利用各坐标轴的伺服检溯反馈系统提供相应基准脉冲来选择机床参考点即机械原点。
由于第一种方法是机床厂家通常建议的也是较为简便和实用的方法．因此本文在此详细介绍第1种做法。
以X轴为例，设置步骤如下：(1)将机床操作面板上的方式选择开关设定为MDI方式。
(2)按下机床MDI面板上的功能键[OFS/SET]数次，进入设定画面。
数控系统故障分析与维修
①硬件结构采用了传统的结构方式，即在主板上 插有存储器板、I/O板、轴控制模块以及电源单 元。其主板较其他系列主板要小得多，因此， 在结构上显得较紧凑，体积小
②F0系列为多微处理器CNC系统，F0A系列主 CPU为80186，F0B系列的主CPU为80286， F0C 系列的主CPU为80386.内置可编程控制器（PLC） 的CPU为8086
采用专用LSI，以提高集成度、可靠性，减少 体积和降低成本
产品应用范围广。每一CNC装置上可配多种控 制软件，适用于多种机床
不断采用新工艺、新技术。如表面安装技术 SMT、多层印刷电路板、光导纤维电缆等
CNC装置体积减少，采用面板装配式，内装式 PMC（可编程机床控制器）
FANUC6系统（1979年）
③采用INTEL 8086CPU的轮廓轨迹控制CNC系 统，系统可控制4轴，任意3轴联动
④PLC采用SIMATIC S5的PLC130－B，输入输 出点各512点
⑤采用12in彩色显示器或9in单色显示器
SIEMENS 850／880
850／880是西门子80年代末期开发的机床 及柔性制造系统，具有机器人功能。适合高功 能复杂机床FMS、CIM的需要。是一种多CPU 轮廓控制的CNC系统。 ①1986年西门子公司采用数控3系统电路板标准 （230mm高），NC－PLC双口RAM耦合方式， INTEL 80186CPU芯片，生产出850系统，它的 PLC还是沿用130WB或150U ②1988年针对850系统的缺陷，又推出全80186的 数控880GA1型系统，后推出主CPU采用80386 的880GA2型系统
数控机床开机回零问题及对策分析
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald112回零操作是数控机床在控制操作过程中必须执行的重要环节，数控机床操作流程中关于开机回零问题有着明文规定，这主要是由于一旦机床断电之后并不会对原有的坐标轴位置进行自动记忆与保存，遗失的原点与坐标需要通过回零操作来重新获取。
所谓的开机回零问题，正是让数控机床的坐标重新回到原点位置，从这一参考点来执行后续的任务控制与操作。
类似间隙补偿、刀具补偿等一系列补偿措施的作用发挥正是依赖于开机回零问题的有效落实。
从检测装置与方法的不同可以将回零操作分为两种，即栅格法回零和磁开关回零，后者由于定位漂移问题的干扰甚少采用，目前数控机床的开机回零问题主要是通过栅格法得以实现。
1 关于数控机床的开机回零问题数控机床回零操作其目的旨在重新确立参考点与坐标轴的位置，能够使各项控制操作任务重新回到零点坐标，从而完善自身的系统功能。
值得注意的是，回零操作这一简单的步骤不仅关系到数控机床的各项功能环节，例如精度补偿、轴向补偿等，同时还与数控机床的零件加工质量之间存在着必然联系。
1.1 回零操作的基本原理回零操作是数控机床操作功能得以体现的重要步骤，其工作原理主要包括两方面内容：其一，手动操作使得坐标轴位置趋于零点方向，在完成回零操作之后数控机床的控制操作系统将寻找到另一参考点，当轴部压块触碰到开关后机床便通过脉冲来实现对有效信息的查询，直至零脉冲出现后才会终止这一回零过程。
其二，机床坐标轴以最快速度向零点方向靠近，直至轴部下压至零点开关，这时机床控制系统将以同等速度返回到坐标轴的零点位置，已完成必要的信息检索工作。
值得注意的是，这时的控制信号是由回零轴制动控制而并非系统脉冲，以此来完成整个回零操作。
1.2 回零操作的两种方式栅格法回零和磁开关回零作为数控机床回零操作的两种主要方式，其执行过程和效果也都不尽相同。
作为数控机床回零操作的最常见方式，栅格法回零主要是通过脉冲编码器和光栅尺来实现控制操作系统的有效回零，同时这一方法又被划分为绝对栅格法与增量栅格法两个部分。
数控弯管机常见问题分析及应对措施
数控弯管机常见问题分析及应对措施2014年12月编制目录一、弯管机的分类与适用范围 (3)1.弯管机的分类 (3)2.弯管机的适用范围 (3)二、使用弯管机弯管时常见问题分析及应对措施 (3)1.金属堆积 (3)2.金属错层 (4)3.弯曲凹坑 (4)4.弯曲尾端外侧出现裂缝 (4)5.弯曲断裂 (4)6.弯曲末端截面凸包 (4)7.弯曲段轴向双面凸包 (4)8.弯曲段芯轴球形丘凸 (5)9.弯曲段横截面出现严重变扁 (5)10.弯曲段过度塌陷 (5)11.工具压痕 (5)12.弯曲内侧皱褶 (6)13.擦伤 (6)14.壁厚尺寸小于标准要求 (6)15.弯曲末端切点前出现直线段 (7)16.弯曲回弹 (7)数控弯管机常见问题分析及应对措施一、弯管机的分类与适用范围1.弯管机的分类按弯管时加热与否，分为：冷弯管机和热推弯管机按传动方式，分为4种：气动、手动、机械传动和液压传动按控制方式分为4种：手控、半自动、自动和数控2.弯管机的适用范围弯管机一般按控制方式进行分类，下面逐一介绍：手工控制弯管机：手工弯管是利用简单的弯管装置对管材进行弯曲加工。
它不需要专用的弯管设备，弯管装置制造成本低，调节使用方便，但劳动强度大、生产率低，主要应用于单件、小批量生产。
半自动控制弯管机：一般只对弯管角度进行自动控制，主要用于中、小批量的生产。
自动控制弯管机：通过尺寸预选机构和送料小车以及程序控制系统对弯管全过程（送进、弯管和空间转角）进行自动控制，这种炫管机一般采用液压传动、伺服电机控制，生产效率高，但前期投入大，且不适合管材尺寸参数多变的场合，适用于大批量生产。
数控弯管机：能够根据零件图规定的尺寸，通过输入数据来实现弯管过程的全自动控制，它适用于大批量生产，尤其是管材尺寸参数多变的场合。
二、使用弯管机弯管时常见问题分析及应对措施从工艺分析可知，常见的弯管缺陷有皱褶、鼓包、工具压痕、断裂、壁厚不够及弯曲回弹等缺陷，弯管缺陷的存在对弯制管材的质量会产品很大的负面影响。
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数控弯管机控制系统优化及回零故障分析
作者：袁光滨
来源：《科技视界》2013年第05期
【摘要】本文介绍了数控弯管机回零故障的一般处理方法，对数控弯管机控制程序进行优化，并在现场进行了实际应用，提高了数控弯管机可靠性，降低设备故障停机时间，实现数控弯管机的稳定运行。
【关键词】数控弯管机；回零；控制系统；优化
0 前言
数控弯管机为管道加工设备，在进行管道加工时，弯制完一根管件后，数控弯管机各轴都需进行回零。
回零的目的是确定机床原点位置，建立起机床坐标系，同时也是机床各机械限位开关、软限位开关生效的前提条件。
1 故障现象
数控弯管机在进行管道弯制时，在完成一根管件加工后，B轴出现持续缓慢旋转，无法回零，导致机床无法进入下一个管件的弯制动作。
2 故障分析
数控弯管机B轴控制系统为半闭环控制系统，由工控机、伺服放大器、伺服电机等组成，其控制原理简图如图1。
如图1所示，数控弯管机B轴控制系统由工控机、伺服放大器、伺服电机、运动控制卡等部分组成。
当弯管机执行原点回归操作时，工控机发指令到伺服放大器，伺服放大器接收指令后驱动B轴电机旋转，进而带动B轴旋转。
当B轴旋转至零点开关时，零点开关发脉冲到运动控制卡，运动控制卡与工控机通讯后，工控机发指令到伺服放大器控制伺服电机停止。
数控弯管机B轴出现无法回零时，根据数控弯管机回零原理，可以从以下几点排除故障：
3 B轴回零控制系统优化
数控弯管机出现B轴无法回零现象，现场观察后，发现故障具有一定偶然性，因此可以排除伺服驱动器故障，初步确定故障原因可能为线路故障导致。
确定检修方案为在故障出现时，测量相应点位电位确定故障原因。
但在故障出现时测量中间转接点B2与24G1管脚间有低电平，此信号在运动控制卡PCI-1240U B2与24G1管脚间也有低电平，因此可以排除零点感应开关及线缆故障。
根据故障排除法，初步确定故障原因可能为工控机内部板卡故障或程序内部
问题造成，但将工控机B轴板卡与Y轴板卡互换后，故障依旧存在，因此可以排除板卡故障，确定问题原因为程序内部问题导致。
对故障现象进行观察、分析后，发现故障出现时间都是在弯管过程中出现，而在机床启动进行原点回归时未出现，为进一步分析故障原因，现将控制系统程序回零原理阐述如下：
根据控制系统流程图，只有编码器回零和零点感应器有脉冲时，系统才完成B轴回零，虽然此种控制模式系统使用范围广泛，控制精度高，但在软件逻辑计算上条件要求非常高，软件设计非常繁琐。
结合现有的弯管工艺及加工的产品类型，对B轴控制系统进行了优化，优化后控制系统流程图如图3。
如图3所示，系统优化后，在进行管件弯制时，去除了回零时零点感应器脉冲条件，采用工控机读编码器当前位置来确定B轴是否回零。
当工控机接到回零指令后，伺服驱动器驱动伺服电机反向旋转，当反向旋转角度与正向旋转角度相加之和为零时，伺服电机停止旋转，B轴回零完毕。
由于加工的产品是圆管，而B轴控制的是各个弯角之间的相对角度，因此编码器及齿轮传动中的小误差不会对弯管的精度造成影响。
4 结束语
数控弯管机控制系统优化后，在机床启动时，只有同时满足编码器归零和零点感应器有脉冲两个条件才完成数控弯管机的原点回归。
这样就能大大降低因改变控制系统模式对机床精度的影响，从而在保证机床精度的前提下完成了控制系统的优化。
控制系统优化后运行稳定，弯制管件满足工艺图纸技术要求。
消除了机床不良状态，保证了设备的正常运行。
[责任编辑：杨扬]。