杜羽 李艷

摘 要：隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，編碼器在數(shù)控機床上的的應(yīng)用越來越廣泛，但是在具體操作中合理的運用編碼器的特點，可以提高生產(chǎn)效率，避免錯誤和意外的發(fā)生，下面就淺談一下采用絕對編碼器的數(shù)控機床的操作技巧問題。

關(guān)鍵詞：絕對編碼器；數(shù)控機床；技巧

數(shù)控機床用旋轉(zhuǎn)編碼器測量長度角度，已經(jīng)使用了幾十年，其技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床上。絕對編碼器的工作原理是這樣的，編碼器光碼盤上有許多道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線……編排，這樣，在編碼器的每一個位置，通過讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進(jìn)制編碼（格雷碼），這就稱為n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。絕對型旋轉(zhuǎn)光電編碼器，絕對編碼器由機械位置決定的每個位置的唯一性，它無需記憶，無需找參考點，而且不用一直計數(shù)，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。因其每一個位置絕對唯一、抗干擾、無需掉電記憶，已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)系統(tǒng)中的角度、長度測量和定位控制。

絕對編碼器在使用過程中定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于工控定位中，并且絕對值編碼器具有掉電記憶功能，而增量編碼器沒有。因此設(shè)備開啟后可直接啟動工作，大大提高生產(chǎn)效率。

但是，不論絕對編碼器還是增量編碼器的機床，在操作的過程中都存在一定的問題。增量編碼器在使用時，開機需要先執(zhí)行回參考點操作，使用時比較麻煩，但是一旦出現(xiàn)報警、工件尺寸或刀具位置出現(xiàn)問題時，只需再次執(zhí)行一次回參考點操作，即可解決問題。絕對編碼器在使用中問題較少，但是尺寸一旦出現(xiàn)問題，解決起來比較麻煩，需要重新對刀操作。一般出現(xiàn)的問題是機床意外報警和程序仿真機床鎖定出現(xiàn)的絕對坐標(biāo)改變等問題。

對于使用絕對編碼器的數(shù)控機床，現(xiàn)以FANUC 0i-TD系統(tǒng)為例，在操作中有以下幾種方法：（1）為避免程序仿真造成刀具絕對坐標(biāo)的改變，不論哪種編碼器，在操作時應(yīng)先編程，后仿真，回參考點，再對刀。就避免了機床鎖住后仿真對刀具坐標(biāo)的影響。（2）在使用原已經(jīng)對過刀的刀具情況下編程操作，雖然使用原刀具，可以減少對刀操作，減小工作量，但是編程后應(yīng)進(jìn)行仿真操作，觀察走刀軌跡，避免編程錯誤對機床和操作人員造成的傷害。仿真時應(yīng)鎖住機床，觀察仿真走刀軌跡圖像，待校驗無誤后，再進(jìn)行操作。但是程序仿真時，程序執(zhí)行的是絕對坐標(biāo)運行操作，機床上顯示的刀具絕對坐標(biāo)值會產(chǎn)生變化，而事實上，機床鎖定后刀具的機械坐標(biāo)沒有發(fā)生任何變化，實際絕對坐標(biāo)也沒有變化，而程序結(jié)束時，刀具的實際絕對坐標(biāo)和機床運行顯示的絕對坐標(biāo)不一致，這將會造成絕對坐標(biāo)偏移。造成的直接結(jié)果就是刀具位置不正確，偏移量就是刀具實際絕對坐標(biāo)位置值，與機床顯示的絕對坐標(biāo)值的差值。舉例說明：機床仿真操作時，所選刀具的實際絕對坐標(biāo)值是X120、Z130，程序如下：

G98 G21 G40 M03 Sxx Txxxx；

G00 X100 Z100；（起刀點）

（中間程序省略）；

G00 X100 Z100；（退刀點、換刀點）

M05；

M30；

程序執(zhí)行前刀具的絕對坐標(biāo)為X120、Z130，機床鎖定后，程序啟動，機床面板顯示的刀具的絕對坐標(biāo)按照所編制的程序發(fā)生變化，按照上方所示程序，運行后刀具最后所停止的位置是退刀點的坐標(biāo)，即X100 、Z100。而實際上刀具在運行前后，位置沒有發(fā)生任何的變化，機械坐標(biāo)不變，但是絕對坐標(biāo)從X120、Z130變化至X100 、Z100，這樣造成的結(jié)果是刀具的位置發(fā)生偏移，偏移的結(jié)果是X軸移動120-100，即移動20mm，Z軸移動130-100，即移動30mm，造成的結(jié)果就是工件直徑X放大20mm，長度Z增加30mm長，這樣的結(jié)果顯然是不允許的。因此，怎樣避免上述問題是我們重點解決的事情。

方法一：當(dāng)仿真后刀具坐標(biāo)出現(xiàn)問題后，應(yīng)先點擊面板坐標(biāo)位置pos按鈕，顯示位置坐標(biāo)，點擊絕對坐標(biāo)按鈕，顯示絕對坐標(biāo)方式，再點擊操作按鈕，頁面顯示預(yù)置和歸零選項，點擊預(yù)置按鈕，再點擊所有軸選項，最后顯示的就是現(xiàn)在的正確絕對坐標(biāo)。原因在于，預(yù)置的結(jié)果是機床通過計算機械坐標(biāo)和車刀對刀操作的刀具形狀補正數(shù)值，得出現(xiàn)在刀具的絕對坐標(biāo)（絕對坐標(biāo)=機械坐標(biāo)+刀具形狀補正數(shù)值），而鎖定后機床運行程序后，面板顯示的是程序運行的絕對坐標(biāo)，此時的絕對坐標(biāo)與機械坐標(biāo)無關(guān)，則會造成坐標(biāo)顯示錯誤的情況。此方法是最簡單、有效的方法。例如上方程序，不論現(xiàn)在車刀在任何位置，當(dāng)鎖住機床后，執(zhí)行程序，程序執(zhí)行后的絕對坐標(biāo)為最后的刀具換刀點X100、Z100。若此時機床取消鎖定開始運行，則會出現(xiàn)問題。當(dāng)執(zhí)行預(yù)置結(jié)果后，顯示的坐標(biāo)即為刀具的正確絕對坐標(biāo)。

方法二：執(zhí)行程序校驗時，觀察刀具的絕對坐標(biāo)，X（現(xiàn)在）Y（現(xiàn)在），將程序的最后換刀點改為現(xiàn)在刀具的絕對坐標(biāo)或者程序最后加G00 X（現(xiàn)在）Y（現(xiàn)在），則運行后刀具的回歸點，即為現(xiàn)在的刀具位置，做到坐標(biāo)統(tǒng)一的結(jié)果。這樣的結(jié)果刀具坐標(biāo)則不會產(chǎn)生問題。當(dāng)檢驗程序無誤后，再將程序的換刀點改為原來的換刀點X100 、Z100或者刪除G00 X（現(xiàn)在）Y（現(xiàn)在） 。這樣的結(jié)果很簡單易接受，但是操作比較麻煩，需要頻繁改動程序。

方法三：在執(zhí)行程序校驗前，將刀具移動到刀具的換刀點，執(zhí)行MDI，G00 X100 Z100，或者手搖機床至換刀點坐標(biāo)。此時刀具所在的位置即為程序中刀具的換刀點，機床鎖定后執(zhí)行程序，程序的刀具起始位置和終止位置重合，則不會產(chǎn)生問題。這種方法操作較方法二簡單點，但是操作時需要看清程序的換刀點坐標(biāo)，不能產(chǎn)生錯誤，否則也會產(chǎn)生刀具坐標(biāo)偏差。

綜上所述，不管采用哪種方法，目的都是做到刀具的絕對坐標(biāo)不產(chǎn)生錯誤，操作人員可以找到一種簡單易行、適合自己的方法，從而做到提高生產(chǎn)效率的目的。