徐開(kāi)良，霍蛟飛

(西京學(xué)院數(shù)控中心，陜西西安710123)

大多數(shù)數(shù)控機(jī)床每次上電后，第一個(gè)操作就是回參考點(diǎn)。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)數(shù)控機(jī)床采用增量式測(cè)量元件作為位置測(cè)量裝置。系統(tǒng)斷電后，盡管可依靠后備電池維持記憶斷電前的機(jī)床坐標(biāo)值。但是，伺服系統(tǒng)重新上電后，機(jī)床的機(jī)械位置總會(huì)有微量變化，與記憶的坐標(biāo)值有差別。因此，機(jī)床每次上電后，需要重新執(zhí)行一次回參考點(diǎn)操作，建立機(jī)床精確定位基準(zhǔn)。

1 回參考點(diǎn)的作用

(1)系統(tǒng)通過(guò)回參考點(diǎn)，確定機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置，建立機(jī)床坐標(biāo)系。

(2)回參考點(diǎn)后，系統(tǒng)與各軸的位置測(cè)量系統(tǒng)同步，機(jī)械零點(diǎn)和電氣零點(diǎn)重合，MDA、AUTO控制方式才能運(yùn)行。

(3)確定了機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置后，各軸的軟限位及各種誤差補(bǔ)償才能生效。因?yàn)樗鼈兌际窃跈C(jī)床原點(diǎn)的基礎(chǔ)上建立的。

(4)在加工過(guò)程中，可隨時(shí)用G74指令返回參考點(diǎn)，目的是消除絲杠反向間隙補(bǔ)償及絲杠螺距誤差補(bǔ)償?shù)睦鄯e誤差。因?yàn)椋跈C(jī)床交付使用前，雖然已對(duì)機(jī)床各軸絲杠的各種誤差進(jìn)行測(cè)試和補(bǔ)償。但是，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后，補(bǔ)償值已不十分準(zhǔn)確。在加工過(guò)程中，機(jī)床軸經(jīng)多次反向及移動(dòng)后，會(huì)形成累積誤差。在需要精確定位時(shí) (如鏜孔)，需先用指令使該軸自動(dòng)返回參考點(diǎn)，精確定位后再進(jìn)行加工。

2 回參考點(diǎn)方法

機(jī)床回參考點(diǎn)有多種方法，各種方法均有其優(yōu)缺點(diǎn)，不能絕對(duì)地認(rèn)為某種方法好、某種方法不好。

在這些方法中，有的互相排斥，有的則互相兼容。一般購(gòu)進(jìn)新機(jī)床后，只提供其中的一種方法。用戶可根據(jù)自己的需要，增加一種 (可兼容的)或者用一種更適合自己操作習(xí)慣的方法 (不兼容的)取代原來(lái)的方法?；蛘哂捎诨貐⒖键c(diǎn)減速開(kāi)關(guān)損壞，無(wú)備件立即更換，但加工任務(wù)急迫，不允許機(jī)床停下來(lái)待修。這時(shí)，可采用應(yīng)急措施，臨時(shí)改用無(wú)擋塊回參考點(diǎn)方法。

所有增加或者改變回參考點(diǎn)方法，只需改變一個(gè)或幾個(gè)機(jī)床參數(shù)即可，不需要改動(dòng)硬件，很方便。

各種回參考點(diǎn)方法介紹如下:

(1)方法一:手按鍵式方法

操作步驟:①進(jìn)入回參考點(diǎn)方式;②用手一直按住回參考點(diǎn)軸的“方向鍵”，該軸朝參考點(diǎn)方向移動(dòng)，找到參考點(diǎn)后停止移動(dòng)，回參考點(diǎn)結(jié)束;③用同樣的方法進(jìn)行其他軸的回參考點(diǎn)操作;④也可以同時(shí)按著幾個(gè)回參考點(diǎn)軸的“方向鍵”，同時(shí)回參考點(diǎn)。

特點(diǎn):①回參考點(diǎn)時(shí)，手要一直按住回參考點(diǎn)軸的“方向鍵”。一旦松手，該軸立即停止移動(dòng)，這有利于保護(hù)機(jī)床。因?yàn)楫?dāng)進(jìn)行回參考點(diǎn)時(shí)，如發(fā)現(xiàn)前面有障礙物，馬上松手，該軸立即停止移動(dòng)，避免了刀具碰撞事故;②可根據(jù)機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)情況，臨時(shí)選擇某軸優(yōu)先回參考點(diǎn)，使主軸刀具避開(kāi)障礙物;③這種方法特別適合于工作臺(tái)上裝有多種工夾具和零件的中小機(jī)床;④缺點(diǎn)是麻煩，費(fèi)力，和下面介紹的方法二不能兼容。

設(shè)定方法:在回參考點(diǎn)公用參數(shù) (詳見(jiàn)第3節(jié))設(shè)置正常的情況下，修改參數(shù)MD11300=1。

(2)方法二:點(diǎn)擊按鍵式方法

操作步驟:①進(jìn)入回參考點(diǎn)方式;②用手點(diǎn)擊一下回參考點(diǎn)軸的“方向鍵”，該軸朝參考點(diǎn)方向移動(dòng)，找到參考點(diǎn)后停止移動(dòng)，回參考點(diǎn)結(jié)束;③用同樣的方法進(jìn)行其他軸的回參考點(diǎn)操作;④也可以同時(shí)點(diǎn)擊幾個(gè)回參考點(diǎn)軸的“方向鍵”，幾個(gè)軸同時(shí)回參考點(diǎn)。

特點(diǎn):①省事，只需點(diǎn)擊一下回參考點(diǎn)軸的“方向鍵”即可;② 省時(shí)，幾個(gè)軸可同時(shí)回參考點(diǎn);③可根據(jù)機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)情況，臨時(shí)選擇某軸優(yōu)先回參考點(diǎn)，使主軸刀具避開(kāi)障礙物;④缺點(diǎn)是一旦點(diǎn)擊某軸回參考點(diǎn)“方向鍵”，該軸就一直移動(dòng)，直到找到參考點(diǎn)為止，中間無(wú)法控制，除非按急停鍵，并且和方法一不能兼容。

設(shè)定方法:在回參考點(diǎn)公用參數(shù)設(shè)置正常的情況下，修改參數(shù)MD11300=0。

(3)方法三:點(diǎn)擊“NC啟動(dòng)”鍵式方法

操作步驟。①進(jìn)入回參考點(diǎn)方式;②點(diǎn)擊“NC啟動(dòng)”鍵;③各軸根據(jù)預(yù)先設(shè)定的順序，依次回參考點(diǎn);④前一個(gè)軸回參考點(diǎn)結(jié)束，后一個(gè)軸才啟動(dòng)回參考點(diǎn)，同時(shí)只能有一個(gè)軸回參考點(diǎn)。

特點(diǎn):①省事，只需點(diǎn)擊一下“NC啟動(dòng)”鍵;②費(fèi)時(shí)，同時(shí)只能有一個(gè)軸進(jìn)行回參考點(diǎn)動(dòng)作;③一旦按下“NC啟動(dòng)”鍵后，各軸按預(yù)先設(shè)定的順序依次回參考點(diǎn)，中間無(wú)法控制，除非按急停鍵;④主要優(yōu)點(diǎn)是可和方法一、方法二兼容，可同時(shí)存在，互不干涉。

設(shè)定方法:在回參考點(diǎn)公用參數(shù)設(shè)置正常的情況下，修改參數(shù):

MD34110=1 第一順序回參考點(diǎn)

=2 第二順序回參考點(diǎn)

=3 第三順序回參考點(diǎn)

(4)方法四:無(wú)擋塊式回參考點(diǎn)方法

操作步驟:①先進(jìn)入手動(dòng)操作方式;②將各回參考點(diǎn)軸移動(dòng)到參考點(diǎn)區(qū)域。區(qū)域?qū)挾热缦?采用編碼器為位置測(cè)量裝置，區(qū)域一般為一個(gè)絲杠螺距;采用光柵尺為位置測(cè)量裝置，區(qū)域一般為50 mm或更寬;③再進(jìn)入回參考點(diǎn)操作方式;④分別點(diǎn)擊 (或按住)各軸回參考點(diǎn)的“方向鍵”，各軸移動(dòng)到參考點(diǎn)位置后停止，回參考點(diǎn)結(jié)束。

特點(diǎn):① 該方法不需要減速開(kāi)關(guān)和減速擋塊，避免了經(jīng)常更換減速開(kāi)關(guān)的麻煩 (減速開(kāi)關(guān)是易損件);②當(dāng)減速開(kāi)關(guān)損壞時(shí)，可作為臨時(shí)應(yīng)急措施，不必停機(jī)待修;③本方法特別適用于用光柵尺作為位置測(cè)量裝置的機(jī)床，因?yàn)楣鈻懦叩牧忝}沖間距大(50 mm或更大)容易識(shí)別;④缺點(diǎn)是進(jìn)入回參考點(diǎn)方式后找零脈沖信號(hào)速度不能高，一般小于300 mm/min。另外當(dāng)采用編碼器為位置測(cè)量裝置時(shí)，參考點(diǎn)區(qū)域較窄，手動(dòng)進(jìn)入時(shí)，速度不能快。

設(shè)定方法:在回參考點(diǎn)公用參數(shù)設(shè)置正常的情況下，修改參數(shù):

MD34000=0 不帶減速開(kāi)關(guān)和減速擋塊

MD34040 找零脈沖信號(hào)速度 (應(yīng)小于300 mm/min)

3 有關(guān)回參考點(diǎn)的參數(shù)

MD34000=0 無(wú)擋塊回參考點(diǎn) (方法四)

MD34000=1 有擋塊回參考點(diǎn) (方法一，二，三)

MD34010=0 正方向回參考點(diǎn)

MD34010=1 負(fù)方向回參考點(diǎn)

MD34020 趨向減速擋塊速度 (高速)

MD34030 到參考點(diǎn)的最大安全距離

MD34040 尋找零脈沖速度 (低速，無(wú)擋塊回參時(shí)應(yīng)小于300 mm/min)

MD34050=0 正向?qū)ふ伊忝}沖MD34050=1 負(fù)向?qū)ふ伊忝}沖

MD34060 尋找零脈沖的最大安全距離

MD34070 由零脈沖到參考點(diǎn)的定位速度(中速)

MD34080 由零脈沖到參考點(diǎn)的距離 (±)

MD34092 參考點(diǎn)擋塊電子偏移

MD34093 減速開(kāi)關(guān)離開(kāi)擋塊到第一個(gè)零脈沖的距離 (用戶不能設(shè)定)

MD34100 參考點(diǎn)相對(duì)機(jī)床坐標(biāo)系位置

MD11300=0 點(diǎn)擊式回參考點(diǎn) (方法二)

MD11300=1 手按式回參考點(diǎn) (方法一)

MD34110=1 第一個(gè)回參考點(diǎn)軸

MD34110=2 第二個(gè)回參考點(diǎn)軸

MD34110=3 第三個(gè)回參考點(diǎn)軸

MD34200=1 帶零脈沖的增量編碼器

4 結(jié)束語(yǔ)

以上介紹的4種回參考點(diǎn)的方法均在某校自主研發(fā)的850B加工中心上調(diào)試通過(guò)，設(shè)定方法簡(jiǎn)單，效果滿意。這些方法可在采用SIEMENS 802D、810D、840D等系統(tǒng)的機(jī)床上直接套用或稍加改動(dòng)就可應(yīng)用，同時(shí)對(duì)采用其他系統(tǒng)的機(jī)床也具有啟示作用。

【1】陳先鋒．SIEMENS數(shù)控技術(shù)應(yīng)用工程師［M］．北京:人民郵電出版社，2011．

【2】SINUMERIK 802D Solution Line簡(jiǎn)明調(diào)試手冊(cè)［M］，2008．

【3】劉永久．?dāng)?shù)控機(jī)床故障診斷與維修技術(shù)［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006．

【4】王茲宜．現(xiàn)代數(shù)控維修［M］．北京:中央廣播電視大學(xué)出版社，2004．