用PLC和万用表巧修FANUC-oi系统加工中心回参考点的故障

　　加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。其综合加工能力较强，工件一次装夹后，能完成较多的加工内容，且加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的5-10倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。

　　加工中心是当代高新技术机、电、光、气一体化的结晶，电气复杂，管路交叉林立，数控系统五花八门，产品从上世纪70年代到如今，不能互换，故障现象也是千奇百怪，各不相同，特别是大型、重型数控机床，价格昂贵，安装、调整时间长。数控机床内有成千上万只元器件，若其中一个出问题，就会引起机床的不正常现象，再加上大型、重型数控机床体积庞大，在无恒温厂房条件下使用，环境的影响很容易引发故障，因此目前国内加工中心开动率平均仅为20%-30 %，学习数控机床故障诊断、维修有重要意义，掌握故障诊断与维修的技术，有利于提高数控机床的使用效率。

　　本文就利用PLC和万用表对FANUC-oi系统加工中心典型的回参故障进行巧妙维修略作探讨分析，仅供同行参考。

1 加工中心结构和回参操作

　　以FANUC一系统的加工中心为例，在介绍基本结构及原理的基础上，再阐述利用PLC及万用表，对加工中心回参操作的故障进行诊断维修的方法。

　　1.1 加工中心结构

　　加工中心有各种类型，虽然外形结构各异，但总体上是由以下几大部分组成。

　　(1)基础部件。由床身、立柱和工作台等大件组成，是加工中心结构中的基础部件。这些大件有铸铁件，也有焊接的钢结构件，要承受加工中心的静载荷以及在加工时的切削负载，因此必须具备更高的静动刚度，也是加工中心中质量和体积最大的部件。

　　(2)主轴部件。由主轴箱、主袖电动机、主轴和主轴轴承等零件组成。主轴的启动、停止等动作和转速均由数控系统控制，并通过装在主轴上的刀具进行切削。主轴部件是切削加工的功率输出部件，是加工中心的关键部件，其结构的好坏，对加工中心的性能有很大的影响。

　　(3)数控系统。由CNC装置、可编程序控制器、伺服驱动装置以及电动机等部分组成.是加工中心执行顺序控制动作和控制加工过程的中心。

　　(4)自动换刀装置(ATC)。加工中心与一般数控机床的显著区别，是具有对零件进行多工序加工的能力，有一套自动换刀装置

　　1.2 回参操作的动作

　　加工中心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。每台机床可以有一个参考原点，也可以据需要设置多个参考原点，用于自动刀具交换〔atc)或自动拖盘交换( apc)等。参考点作为工件坐标系的原始参照系，机床参考点确定后，各工件坐标系随之建立。

　　机械原点，是基本机械坐标系的基准点，机械零部件一旦装配完毕.机械原点随即确立。

　　电气原点，是由机床所使用的检测反馈元件所发出的栅点信号或零标志信号确立的参考点。

　　为了使电气原点与机械原点重合，必须将电气原点到机械原点的距离，用一个设置原点偏移量的参数进行设置。这个重合的点就是机床原点。

　　在加工中心使用过程中，机床手动或者自动回参考点操作是经常进行动作。不管机床检测反馈元件，是配用增量式脉冲编码器还是绝对式脉冲编码器，在某些情况下，如进行atc或apc过程中，机床某一轴或全部轴都要先回参考原点。

　　手动回参考点的动作如下:

　　(1)确保机床通电且与PC电脑联机完成‘已起动控制软件)，将机床操作面板上的工作方式开关置于手动回参的位置上。

　　(2)分别按压+Z、+Y、-X轴移动方向按钮一下，则系统既控制机床往参考点位置处快速移动，当快到达参考点附近时，各轴自动减速，再慢慢趋近直至到达参点后停下。

　　(3)到达参考点后，机床面板上回参考点指示灯亮。

　　1.3 回参操作的原理方法。

　按机床检测元件检测原点信号方式的不同，返回机床参考点的法有两种。一种为栅点法，另一种为磁开关法。

　　在栅点法中，检测器随着电机一转信号同时产生一个栅点或一个零位脉冲，在机械本体上安装一个减速撞块及一个减速开关后，数控系统检测到的第一个栅点或零位信号即为原点。

　　在磁开关法中，在机械本体上安装磁铁及磁感应原点开关，当磁感应原点开关检测到原点信号后，伺服电机立即停止，该停止点被认作原点。

　　栅点方法的特点是: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，在进行回原点操作后，机床原点的保持性好。

　　磁开关法的特点是:软件及硬件简单，但原点位置随着伺服电机速度的变化而成比例地漂移，即原点不确定。

　　目前，几乎所有的机床都采用栅点法。