参考点调整

参考点调整参考点是确定机床坐标原点的基准，而且还是轴的软限位和各种误差补偿生效的条件。

如果采用带绝对值编码器的伺服电机，机床的坐标原点是在机床调试时设定的。

但是由于成本原因，大多数数控机床都采用带增量型编码器的伺服电机。

编码器采用光电原理将角位置进行编码，在编码器输出的位置编码信息中，还有一个零脉冲信号，编码器每转产生一个零脉冲。

当伺服电机安装到机床床身时，伺服电机的位置确定，编码器零脉冲的角位置也就确定了。

由于编码器每转产生一个零脉冲，在坐标轴的整个行程内有很多零脉冲，这些零脉冲之间的距离是相等的，而且每个零脉冲在机床坐标系统的位置是绝对确定的。

为了确定坐标轴的原点，可以利用某一个零脉冲的位置作为基准，这个基准就是坐标轴的参考点。

为了确定参考点的位置，通常在数控机床的坐标轴上配置一个参考点行程开关。

数控机床在开机后，首先要寻找参考点行程开关，在找到参考点行程开关之后，在寻找与参考点行程开关距离最近的一个零脉冲作为该坐标的参考点，根据参考点就可以确定机床的原点了。

所以利用编码器的零脉冲可以准确地定位机床坐标原点。

采用增量式编码器时，必须进行返回参考点的操作，数控系统才能够找到参考点，从而确定机床各轴的原点。

使用绝对值编码器时，初始配置轴之后也要执行参考点调整操作，才能够实现机电系统同步。

所以在数控机床上电之后第一个必要执行的操作就是返回机床各轴的参考点，图5-18所示为参考点配置的一个简单例子。

图5-18 参考点配置的一个简单例子（1）参考点调整概要在840D/810D数控系统中，回参考点的方式可以有通道回参考点，即通道内的轴以规定的次序依次执行回参考点动作；也可以轴回参考点，即每个轴独立回参考点。

执行回参考点操作时，可以带有参考点档块，也可以没有参考点档块。

执行回参考点操作过程中，可以是点动形式，也可以是连续方式。

可以通过机床数据MD来实现这些配置。

λ MD 34110: REFP_CYCLE_NR 通道特定的回参考点；1 至n——确定通道特定回参考点的各轴的起动顺序；0——该机床轴不能由通道指定回参考点功能起动；-1——“NC起动”可以不必要求本轴回参考点。

λ MD 34200: ENC_REFP_MODE[n] 参考点模式；0——绝对值编码器；1——带零脉冲的增量编码器；3——带距离编码的长度测量系统；5——用接近开关取代参考点撞块。

λ MD 34000: REFP_CAM_IS_ACTIVE；1——有参考点撞块；0——无参考点撞块（利用零脉冲回参考点）。

λ MD 20700: REFP_NC_START_LOCK；0——“NC起动”可不必要求各轴回参考点。

λ MD 11300: JOG_INC_MODE_LEVELTRIGGRD；1——JOG-INC和回参考点功能以点动方式进行；0——JOG-INC和回参考点功能以连续方式进行。

轴指定回参考点：轴指定回参考点由各机床轴的接口信号“移动键正/负”(DB31 ,...DBX4.7 / 4.6)来起动。

若要求几个机床轴按一定顺序回参考点可以有如下可能性：λ由操作者决定其起动顺序λ由PLC程序决定各轴起动顺序通道指定回参考点：通道指定的回参考点由接口信号“激活回参考点”（DB21...30,DBX1.0 ）。

控制器通过接口信号“回参考点有效”（DB21...30, DBX33.0 ）确认成功的起动。

利用此功能本通道内的所有机床轴都可以回参考点。

通过MD 34110: REFP_CYCLE_NR（通道特定回参考点的轴顺序）可确各机床的回参考点的顺序。

当所有输入到REFP_CYCLE_NR的轴到达参考点时，接口信号“所有要求的轴到达参考点”（DB21...30，DBX36.2）被置位。

轴特定的回参考点与通道特定的回参考点互不排斥。

减速挡块：线性轴的回参考点通常需要安装减速档块，它有以下用途：λ接近零脉冲时(同步脉冲)选择进给方向；λ在需要时选择零脉冲。

位置测量系统：以下位置测量系统可以安装在电机或机床上：λ增量式旋转测量系统；λ绝对式旋转测量系统。

BERO：可以使用BERO（感应接近开关）作为编码器用于同步脉冲（代替位置编码器零脉冲）（优先用于旋转轴，主轴）。

（2）增量式编码器参考点调整以电机带有增量式编码器，具有标记零脉冲，机床轴带有参考点档块为例说明半闭环系统回参考点的操作。

使用增量测量系统回参考点时，其过程可以分为如下三个阶段：λ运行到减速挡块；λ与零脉冲同步；λ寻找参考点。

（a）寻找参考点减速挡块时的特性λ进给率修调和进给停止生效；λ机床轴可以停止/启动；λ必须在MD34030 REFP_MAX_CAM_DIST 中定义的进给范围内到达减速挡块。

否则输出相应的报警；λ机床轴必须在到达档块时停顿。

否则输出相应的报警。

（b）零脉冲同步时的特点λ进给修调不生效。

使用100％进给率修调。

如果进给率修调为0％，移动即被取消；λ进给停止生效；进给轴将停止并显示相应报警；λ不能使用NC 停止/启动键使进给轴停止/启动；λ MD34060 REFP_MAX_MARKER_DIST 监控零脉冲有效。

（c）寻找参考点时的特性λ进给率修调和进给停止生效；λ进给轴可以随NC 一起停止/启动；λ如果参考点偏移量小于进给轴从参考点运行速度到静止状态的制动路径，将从反方向回参考点。

回参考点动作可以有参考点档块、无参考点档块，同步零脉冲也分为参考点档块信号的上升沿或下降沿同步零脉冲。

如表5-6、表5-7所示为有/无参考点档块回参考点。

表5-6 有参考点档块回参考点表5-7 无参考点档块回参考点参考点减速挡块必须保证一个最短的长度，才能够正常完成回参考点的操作。

例如，同步脉冲在减速挡块之前，参考点在同步脉冲前使用档块下降沿寻找同步零脉冲。

减速挡块必须足够长，使得用“寻找减速挡块速度”寻找减速挡块时可以在档块上结束制动过程（在档块上停动），并且在用“寻找接近开关信号速度”在反方向运行时又再次离开档块（恒定速度）。

计算档块的最短长度时请使用其中较大的速度按下列公式计算：如果机床轴不能在减速挡块上停止（接口信号“回参考点减速挡块”已经复位），则发出报警20001。

如果减速挡块过短，并且在阶段1 机床轴制动时运行超出减速挡块，则会出现20001 报警。

如果减速挡块很长，可以达到进给轴的运行范围界限，这也就避免选一个不允许的回参考点起点(在档块之后)。

减速挡块必须精确调节。

以下几点对识别减速挡块的时间性能（接口信号“参考点运行延迟”）具有影响：λ减速挡块开关的精度；λ减速挡块开关的时间延迟(常闭接点)；λ PLC 输入端时间延迟；λ PLC 循环时间；λ内部处理时间。

调节两个同步脉冲信号的中间沿（或零脉冲）以达到同步是最好的方法。

过程如下：λ设置MD34080 REFP_MOVE_DIST = MD34090 REFP_MOVE_DIST_CORR = MD 34100 REF P_SET_POS = 0；λ轴回参考点；λ在JOG 方式，在两个零脉冲之前使轴移动一半的路径。

路径取决于主轴丝杠的螺距S 和变速系数n （例如：S=10 毫米/转, n=1:1 得出 5 毫米路径）。

λ调节档块开关，使它在此位置准确进行开关动作（接口信号”回参考点延迟”）；λ或者，无需移动档块开关，可以修改MD34090 REFP_CAM_SHIFT 中的值。

如果减速挡块没有精确调节，则可能会计算一个错误的同步脉冲（零脉冲）。

因此控制器接受一个错误的机床零点，并使进给轴运行到错误的位置。

这样，软件限位开关就在错误的位置上生效，不能对机床进行保护。

（3）绝对值编码器参考点调整数控系统上电时及如果相应进给轴被识别后，自动使用绝对值编码器回参考点。

接收绝对值不发生轴运行，例如：上电时，自动回参考点必须满足两个前提条件：λ进给轴使用绝对值编码器控制位置；λ绝对值编码器已校正(MD34210 ENC_REFP_STATE = 2)。

进给轴带有绝对值编码器时，测量系统无需通过回参考点挡块进行同步。

而采取校正的方式。

则在系统调试过程中设定实际值被系统接受。

绝对值编码器回参考点，移动待校正的进给轴到达给定位置，然后设定实际值，其校正一般步骤：λ设定MD34200 ENC_REFP_MODE 和MD34210 ENC_REFP_STATE 的值为0，然后通过上电使能。

参数ENC_REFP_MODE=0 表示进给轴的实际值曾经设定。

λ在JOG 方式，手动使轴进给到已知的位置。

位置进给的方向必须按照MD34010 REFP_CAM_DIR_IS_MINUS(0＝正方向，1＝负方向)中的设定。

λ必须缓慢地移动到已知位置而且始终按照定义的方向，确保该位置不被驱动系统中的背隙抵消。

λ在MD34100 REFP_SET_POS 输入需到达位置的实际值。

该值可以是特定值(如固定停止)，或者使用测量系统计算。

λ设定MD34210 ENC_REFP_STATE 的值为“1”。

这可以使能“校正”功能。

λ按复位使能修改后的机床数据。

λ更换到JOG－REF 方式。

λ按下第 2 步中使用的运行键将当前偏移值设定到MD34090 REFP_MOVE_DIST_CORR 中，同时MD34210 ENC_REFP_STATE 的值变为“2”，即轴已校正（按下运行方向键后更新屏幕显示）。

λ如果按了相应的进给键，进给轴不能移动，MD34100 REFP_SET_POS 中输入的值将在进给轴实际位置中显示。

λ退出JOG-REF 方式，轴校正完毕。

通过校正计算出机床零点和编码器零点之间的偏移量并将它存储在稳定的存储器中。

通常，只需在初次开机调试时进行一次校正。

然后系统知道该值并可以在任何时候通过编码器绝对值计算出绝对机床位置。

可以通过设定MD34210 ENC_REFP_STATE=2 来标识该状态。

偏移量保存在MD34090 REFP_MOVE_DIST_CORR。

必须在出现以下情况时重复校正过程：λ拆除/安装或更换编码器或内装有编码器的电机后；λ电机(带有绝对值编码器)和负载的变速换档后；λ通常，编码器和负载间的极限连接被断开且还未重新连接时。

系统不能发现需要重新校正的所有情况! 如果系统发现某些情况，会设定机床数据MD34210 的值为0 或1。

系统能够识别以下情况：变速换档，该变速档在编码器和负载间具有不同的变速比。

在其它情况下，用户自己必须覆盖机床数据MD34210。

数据保存也同时保存MD34210 ENC_REFP_STATE 的状态。

通过载入该数据记录，表示进给轴已自动校正。

如果数据记录来自其它机床(如串行调试机床时)，当数据载入和使能后，必须进行校正。

（4）带距离编码的测量系统回参考点在一些数控机床中，通常会配置带距离编码的直线光栅尺，如图5-19所示，对于线性测量系统的参数化需设置下列数值：λ机床零点和长度测量系统第一个参考标记位置之间的绝对偏移量：MD34090 REFP_MOVE_DIST_CORR（参考点偏移/绝对偏移）。