立式加工中心（xīn）回參考點（diǎn）及其故障（zhàng）診斷

所謂立式加工中心參考（kǎo）點又名原點或零點，是（shì）機床（chuáng）的（de）機械原點和電氣原點相重合的點，是原點複歸（guī）後機械上固定的點（diǎn）。每台機（jī）床可以有一個參考原點，也可（kě）以據需要設置多個參考原點，用於自動刀具交換（ATC）或自動拖盤交換（APC）等。參考點作為工件坐標係的原始參照係，機床參考點確定（dìng）後（hòu），各工件坐標係隨之建立。所謂機械原點，是基本機械坐標係的（de）基準點，機械零部件一旦裝（zhuāng）配（pèi）完畢（bì），機械原點隨即確立。所謂電氣原點，是由機床所使用的檢測反饋元件所發出的柵點信號或零標誌信號確（què）立的參（cān）考點。為了使電（diàn）氣原點與機械（xiè）原點（diǎn）重合，必（bì）須將電（diàn）氣原（yuán）點到（dào）機械原點（diǎn）的距離用一個設置原點偏移量的（de）參數進行設置。這（zhè）個重合（hé）的點就（jiù）是機床原點。在（zài）加工中心使用過（guò）程中，機床手動或者自動回參考點操作是經常進行的動（dòng）作。不管機床（chuáng）檢測反饋元件是配用增（zēng）量（liàng）式脈衝編碼器還是絕對式脈衝編碼器，在某些情況下，如進（jìn）行ATC或APC過程中，機床某（mǒu）一（yī）軸（zhóu）或全部軸都要先回參考原點。

按機床檢測元件檢測原（yuán）點信號方式的不同，返回機床參考點的方法（fǎ）有兩種。一種為柵點法，另一種為磁開關法。在柵點法中，檢測器隨著電機一轉（zhuǎn）信號同時產生一（yī）個（gè）柵（shān）點或一個（gè）零位脈衝，在機械本體上安裝一個減速撞塊及一個減速開關後，數控係統檢測到的第一個柵點（diǎn）或零（líng）位信號即為原點。在磁開關法中，在（zài）機械本體上安裝磁鐵及磁感應原點開關，當磁感應原點開關檢測到原點信號後，伺服電機立即停止，該（gāi）停止點被認作原點。柵點方法的特點是（shì）如果接近原點速度小於某一固定值，則伺服電機總是停止於同一點，也就是說，在進行回原點（diǎn）操作後，機床原點的保持性好。磁（cí）開關法的特點是（shì）軟件及硬件簡單，但原點位置隨著伺服電機速度的變化而成比例地漂移（yí），即原點不（bú）確定。目前，幾乎所有的（de）機床都采用柵點法。
使用柵點法回機床原點的幾種情（qíng）形如下：
1． 使（shǐ）用增量檢測反饋元件（jiàn）的（de）機床開機後的（de）第一次回機床原點；
2． 使用絕對式檢測反饋元件的機床安（ān）裝後調試時第一次（cì）機（jī）床開機回原點；
3． 柵點偏移量參數設置調整後機床第一次手動回原點。

按照檢（jiǎn）測元件測量方（fāng）式（shì）的不同分為以絕對脈衝編碼器方式歸零和以增量脈衝編碼器方式歸零。在使用絕對（duì）脈衝編（biān）碼器作為測量反饋元件的係統中，機床調試前第一次開機後，通過參數設置配合機床回零操作（zuò）調整（zhěng）到合適的參考點後，隻要絕對脈衝編碼器（qì）的後備電（diàn）池有效，此後（hòu）的（de）每次開機，不必進行回參考（kǎo）點操作（zuò）。在（zài）使用增量脈衝編碼器的係統（tǒng）中，回參考點有兩種模式，一種為開機後在參考點回零模式各（gè）軸手動回原點，每一次開機後都要（yào）進行手動回原點操作；另一（yī）種為使用（yòng）過程中，在存儲器模式下的用G代碼指令回原點（diǎn）。
使用增量式（shì）脈衝編碼器作為測量反饋元件的機（jī）床開機手動回（huí）原點的動作（zuò）過（guò）程一般有以下三種：
１．手動回原點時，回原點軸先以參數設置的快速進給速度向原點方向移動，當原點減（jiǎn）速撞塊（kuài）壓下原點減速開關時，伺服電（diàn）機減速至由參數設置的原點接近速度繼續向前移動（dòng），當減速撞塊釋（shì）放原點減速開關後，數控係統檢測到編碼器發出的第一個柵點或零標（biāo）誌信（xìn）號時，歸零軸停止，此停止點（diǎn）即為機床參考點。
２．回原點軸先以快速進（jìn）給速度向原點方向移動，當（dāng）原點減速（sù）開關被減（jiǎn）速撞塊壓下時，回原點軸製動到速度為零，在以接（jiē）近原點速度向相反方向移（yí）動，當減速撞塊釋（shì）放原點接近開關後，數控（kòng）係統檢測到檢測反饋元件發出的第一個柵點或零標誌信號時，回零軸停止，該點即（jí）機床原點。
３．回原點時，回原點軸先以快速進給速度向原點方向移動（dòng），當原點減速撞（zhuàng）塊壓下原點減速開（kāi）關時，回歸原點軸製動到速度（dù）為零，再向（xiàng）相反方向微動，當減速撞塊釋放原（yuán）點（diǎn）減速開關時，歸零軸又反向沿原快速進給方向移（yí）動，當減速撞塊再次壓下原點（diǎn）減速開關時，歸零軸（zhóu）以接近原點速度前移，減速撞塊釋（shì）放減速開關後，數控係統檢測到第一個柵點或零標誌信號時，歸零軸停止，機床原點隨之確立。
使用增量式檢（jiǎn）測（cè）反饋元件的機床開機第一次各伺服軸手動回原點大多（duō）采用（yòng）撞塊式複歸，其後各次的原點（diǎn）複歸可以用G代碼指令以快速進給速（sù）度高速複歸（guī）至（zhì）第一次原點複歸時記憶的參考點位（wèi）置。

進一步從數控係統控（kòng）製過程來分析（xī）機床原點的複歸，機床在回機床原點模式下（xià），伺服電（diàn）機以大於某一固定速度的進給速度向原點方向旋轉，當數控係（xì）統檢測到電機一轉信號時，數控係統（tǒng）內（nèi）的參考（kǎo）計數器被清零。如（rú）果通（tōng）過參數設置了柵（shān）點偏移量，則參考計數器內也自動被設（shè）定為和柵點偏（piān）移量相等的值。此後，參考計數器（qì）就（jiù）成為一個環行計數器。當計數器對移動指令脈衝計數到（dào）參（cān）考計數器設（shè）定的值時（shí）被（bèi）複位，隨著一轉信號的出現產生一個柵點。當減速撞塊壓下原點減（jiǎn）速開關時，電機減速到接近原點速度運行，撞塊釋（shì）放原點減速開關後，電機在下一（yī）個柵點（diǎn）停止，產生一個（gè）回原點完（wán）成標（biāo）誌（zhì）信號（hào），參考位置被複位。電源開啟後第二次返回原點，由於參考計數器（qì）已設置，柵點已建立，因此可（kě）以直接返（fǎn）回原點位置。使用絕對檢測反饋元件的機床第（dì）一次回原點時，首先數控係統與絕對式檢測反饋元件進行數據通信以建立當前的位置（zhì），並計算當前（qián）位置到機床（chuáng）原點的距離及當前位置到（dào）最近柵點（diǎn）的距離，將計算值賦給計數器，柵點（diǎn）被確（què）立。
當加工中心回參考點出現故（gù）障時，首先由簡單到複雜進行檢查。先檢查原（yuán）點減（jiǎn）速憧塊是否鬆動，減速開關固定是否牢固，開關是否損壞，若無問題，應進一步用百分表或激（jī）光測（cè）量儀檢查機械相對位置的漂移量（liàng），檢查減速撞塊的長度，檢查（chá）回原點起始位置、減速開關位置與（yǔ）原點位置的關（guān）係，檢（jiǎn）查回原點模式，是否是在開機後的第一（yī）次回原點，是否采用絕對脈衝編碼器，伺服電機每轉的運（yùn）動量、指令倍比及檢測倍（bèi）乘比，檢查回原點快速迸給速度（dù）的參（cān）數設置、接近原點速度的參數設置及快速（sù）進給時間常（cháng）數的參數設置是否合適，檢查係統是全閉環還（hái）是半閉環，檢查參考計數器設置是否適當等。

回原點故障現象及診斷調整（zhěng）步驟如下：
1．機（jī）床回原（yuán）點後原（yuán）點漂移檢查是否采用絕（jué）對（duì）脈衝編碼（mǎ）器，如果采用，診斷及（jí）調整步驟見使用絕對脈衝編碼（mǎ）器的機床回原（yuán）點時的原點漂移；若是采用增量脈衝編碼器的機床，應確（què）定係統是全閉環還是（shì）半閉環，若為全閉環係統，診斷調整步（bù）驟（zhòu）見全（quán）閉環係統中的原點偏移；若為半閉環係（xì）統，用（yòng）百分表或激光測量（liàng）儀檢查機械相對位置是（shì）否漂移。若不漂移，隻是位置顯（xiǎn）示有偏差，檢查是否為工件坐標（biāo）係偏置（zhì）無效。在機床（chuáng）回原點後，機床CRT位置顯示為一（yī）非零值，該值取決（jué）於某些諸如工件坐標係偏置一（yī）類的參數設置（zhì）。若機械相對位置偏移，確定偏移量。若偏移量為一（yī）柵（shān）格，診斷方法見原點漂移一柵點的處理步驟。若漂移量為數個脈（mò）衝，見原點漂移數個脈衝的診斷步驟。否則檢查脈衝（chōng）數量和參考計數器的值是否（fǒu）匹配。如不匹配，修正參（cān）考計數器（qì）的值使之匹配；如果匹配，則脈衝編碼器壞，需要更（gèng）換。