数控机床伺服轴的限位问题

数控机床伺服轴的限位问题
为了保证数控机床的运行安全，每个直线轴的两端都限位。

在机床使用过程中，过限位引起紧急停车的事是经常发生的，处理这种故障一般也不复杂。

但如果维修人员不了解机床
限位的配置情况和工作原理，就有可能采取不适当的方法，造成更大的故障。

1.数控机床限位的配置与工作原理
数控机床的限位可分为硬限位与软限位两种。

在伺服轴的正、负极限位置，装有限位开关或接近开关，这就是所谓的硬限位。

硬限位
是伺服轴运动超程的最后一道防护，越过硬限位后的很短距离就到达机械硬限位。

由于伺服系统功率很大，一旦撞上机械硬限位，就有可能造成机件的损坏，这是不允许的。

因此，硬限位的开关动作的结果是引起紧急停车，伺服系统掉电并且禁止再起动。

伺服轴的软限位是以机床参考点为基准(图1)、用机床参数设定的该轴的运动范围。

由于某种原因超出了这个范围，就叫做过了软限位。

软限位没有限位开关，仅是一组位置坐标值。

图1
因此只有在开机后找到参考点，建立机床坐标系之后，软限位才能起作用。

过软限位一般引起报警，中断正在执行的程序或手动命令，有的机床也会引起紧急停车，但允许重新起动。

有的数控机床还具有用编程的方法进行运动范围(或称禁区)设定功能。

如FANUC系统，可
在加工程序中编入下列语句：
G22 X-Y-Z-I-J-K- 设定运动范围……
G23 取消运动范围限制
图2
G22 指令规定机床只能在由空间点A、B所决定的长方体范围内运动(图2)。

正确运用禁区设定功能，可防止因编程错误造成刀具碰撞夹具等事件发生。

2.数控机床过限位故障的处理
超过编程禁区：控制系统作程序检查时，如果发现某轴的运动超过了指令设定的程序禁区，
就会发出报警信号，指出错误原因，并且拒绝执行该程序。

处理方法：修改程序。

过软限位：平时发生的过限位报警多是这种情况。

在手动状态下过软限位，停止正在进行的运动并禁止该轴在过限位方向的运动，而该轴往反方向以及其他轴的运动一般不禁止。

在自动状态下过软限位，中断正在执行的程序，各轴运动一律禁止。

处理方法：可用JOG方式或电子手轮往回走。

此时如果发出往前走的指令，机床将拒绝执行，因此这种情况不会有
什么危险。

压硬限位：这种故障发生在机床走参考点之前，因为此时软限位尚未建立。

压硬限位的原因可能是：
①走参考点时离极限位置太近。

有些机床规定必须离开参考点100mm以上，才能可靠地找到参考点。

如果距离太近，就有可能找不到参考点而压上硬限位。

②操作错误。

找到参考点之前，用手动方式(JOG或电子手轮)运动机床时方向走反。

③机床有故障。

一开机直接向限位开关冲去。

这种情况要先排除故障源，再处理压限位问题。

压硬限位的处理方法
方法1 关掉电源，拆下防护罩，用手转动滚珠丝杠(可转动同步皮带)，使之离开极限位置，为了防止方向走反，应先在适当位置装一百分表，监视运动方向。

对于升降轴，由于有电磁抱闸，无法直接转动。

可先将升降部分用木方及撬杠支好，然后用24V直流电源给电磁抱闸通电，再用手转动丝杠(撬杠配合)。

离开极限位置后先断开直流电源(使抱闸起作用)，方可去掉支撑物。

方法2 在电气柜里找到动作的限位开关的接线端子，采用人为短路或断路(视其为常闭或常开触点)的方法，给控制系统一假信号，这样就可以起动伺服系统，再用JOG或电子手轮运动机床，使其离开极限位置。

用这种方法要注意不能走错方向，否则会撞上机械硬限位，可造成机件的损坏。