数控机床参考点位置的优化和调整

数控机床参考点位置的优化和调整

【摘要】数控机床是一种高度智能化的设备，但在实际应用中，一些数控机床，特别是经济型数控机床，却有诸多不如人意的地方，比如参考点位置的设置，自带插补程序的欠缺，一些配件的质量问题，这些地方，往往需要我们在使用过程中不断地优化，开发，更换，由于篇幅所限，本文仅对参考点位置的改变和调整过程为例作一介绍。

【关键词】接近传感器；双开关方式；零脉冲；减速开关；参数设置

数控机床的机械零点是机床在出厂时已经设定好了的，是一个不能改变的固定点。而参考点，是为了在操作中，寻找确认机床零点而设定的一个点，这个点可以和机械零点重合，也可以和机械零点有偏移量。一般，也是出厂时设定好了的。如果这个位置没找对，回参考点就会失败，出现报警，这是坐标轴越位了，只有按复位键，重新移动坐标轴的位置……，数控机床作为智能化的先进设备，如果是这样一种使用状态，未免太浪费时间。其实这个问题是可以解决的，只要把参考点的位置设置在坐标轴的正向极限位置，开机后，坐标轴就总会处于参考点的负向，直接回参考点，也不会出现超程报警了。

该怎样改变参考点的位置呢？其实改变参考点行程开关定位挡块的位置，就能改变参考点的位置。经查证资料和咨询厂家售后，得知，回参考点定位配置的不是普通触点式行程开关，而是接近传感器，接近传感器可以在不与目标物实际接触的情况下检测靠近传感器的金属目标物，避免了对传感器自身和目标物的损坏。机床每个坐标轴上配备一个接近传感器，为PNP型常开，有效电平为24Vdc，用于产生返回参考点的零脉冲，零脉冲信号接到系统的高速入口X20上。

实际上，机床在回参考点的过程中，丝杠每转一转，接近传感器就会产生一个零脉冲。那么，该取哪一个零脉冲作为回参考点信号呢？这个问题是这样解决的：在坐标轴的相应位置上安装一个硬件挡块和一个行程开关，作为参考点减速开关。减速开关的作用：一是进行初步定位，在位置检测传感器产生多个零脉冲信号的情况下，确定哪一个零脉冲信号是回参考点所需要的：二是在数控装置需要精确识别零脉冲信号的时候，使数控机床机床的运动速度降到低速。减速开关信号接支PLC的输入端。

图1 双开关方式回参考点

也就是说，机床的回参考点方式为双开关方式：在坐标轴上有减速开关进行初步定位，在丝杠上有接近传感器进行精确定位。如图1所示。

图2 近传感器的采样方式

参考点零脉冲的采样方式有两种：

方式一（图2（a））为以接近传感器上升沿作为参考点位置的回参考点方式；

方式二（图2（b））为以接近传感器上升沿、下降沿的中点作为参考点位置的回参考点方式。A这两种方式的选择可以通过机床参数MD-34200进行设定，MD-34200=2为方式一，MD-34200=4为方式二。

选择的是使用减速信号、“中点”采样方式；设定MD-34200=4，动作过程如下：

（1）坐标轴以“寻找减速开关”的速度Vc（参数MD-34020设定），向固定方向运动。

图3 02S回参考点动作图

（2）压上减速开关后，以“参考点减速”速度Vm（参数MD-34040设定）反向运动，寻找“参考点检测信号”的上升沿与下降沿的“中点”位置。

（3）“中点”到达后，减至“参考点定位速度”Vp（参数MD-34070设定），继续运动。

（4）到达机床参数设定的参考点偏移位置（参数MD-34080、MD34090设定）后，回参考点结束（参见图3）。

我们先对数控车床进行调整，要做的，一是调整减速开关挡块的位置到坐标轴的极限位置，二是设置好速度，偏移量等参数值零脉冲速度参数34040，回参考点时的定位速度参数34070，参考点偏移（Rv）MD34080，因为之前的运行很可靠，保留不变。

脱开电动机与丝杆间的联轴器，手动按压参考点减速挡块，进行回参考点试验，出现越位报警。这是必然的，因为系统参数的参考点坐标还设定在挡块没移动之前的位置上，这个位置正是我们不满意的位置，现在正在调整，系统参数是由MD34100来设定的，先大致输入了一个和现在挡块位置比较接近的数值。（等参考点零脉冲确切定位后，再从屏幕上找这个精确值，以保证坐标值的准确性。）

在试验的过程中，发现没有到达我们想要的参考点，而是有一段比较远的距离时，出现了报警信号，回参考点停止。查看诊断信号，原来，这是一个超程报警，是系统的软限位参数设置得太小引起的。坐标轴正向软限位是由参数MD36110设置的，先把这个数值改为最大值，使回参考点的试验得以进行。

现在，就要确定减速开关挡块的具体位置了，我们让这个位置和减速传感器的零脉冲基本重合。

把电动机与丝杠联轴器连接接，进行回参考点试验，回参考点成功。在MD34100中输入了确切的位置坐标。在MD36110中设置了正向软限位数值。

但事情并没有我们预想的那么顺利，在进行加工时，零件的尺寸是错误的。

机床在运行时，相对位置的轮廓走刀是正确的，就是绝对尺寸有10mm的误差，反复检查，对刀也是正确的。问题还是在参考点的设置上。10mm正好是一个丝杠螺距，这说明，零脉冲的信号，差了一圈。

这还是行程挡块的问题，我们让挡块位置和丝杠上发出零脉冲的位置基本重合，这样做看似精确，实际上是很不恰当的，因为行程开关在压上挡块后，减速停止，再反向寻找零脉冲，这个开始减速的位置误差比较大，并且不稳定，很可能这时零脉冲还没有发出，系统只好去寻找上一个零脉冲，这样，就会产生一个螺距的误差。

我们调整了行程挡块的位置，使之和接近传感器零脉冲检测体的位置相差半个螺距左右，问题得以解决。

数控机床的设计制造，不但要考虑到加工的可行，还要有人性化的理念，让人机之间的交流更加和谐，才能使数控机床的国产化进程更快，走得更远。

参考文献

[1]SINUMERIK802S base line简明安装调试[S].2010，10.

[2]SINUMERIK 802S/C base line/802D/810D power-line/840Di/840D powerline数控系统功能性样本.[S].2008，6.

[3]天津工程学院.现代数控机床维修技术[M].2009，3.