李曄　于洪涓

摘 要：作為數(shù)控機(jī)床控制操作系統(tǒng)的重要組成部分，回零操作環(huán)節(jié)的設(shè)置其目的旨在重新確定數(shù)控機(jī)床的原點(diǎn)與坐標(biāo)，找對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)于后期的機(jī)床坐標(biāo)系建立有著積極的指向作用。數(shù)控機(jī)床開機(jī)回零問(wèn)題的落實(shí)其意義還在于完善機(jī)床的精度補(bǔ)償措施，例如軸向補(bǔ)償、間隙補(bǔ)償?shù)取Ｓ纱丝梢?，作為零件加工質(zhì)量與效率的重要保證，回零操作是數(shù)控機(jī)床任務(wù)實(shí)施過(guò)程中的必要步驟，它的完成與否直接關(guān)系到數(shù)控機(jī)床的故障排除及有序運(yùn)轉(zhuǎn)，在實(shí)際工作環(huán)節(jié)中不容忽視。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 回零操作 工作原理 改進(jìn)對(duì)策

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（a）-0112-01

回零操作是數(shù)控機(jī)床在控制操作過(guò)程中必須執(zhí)行的重要環(huán)節(jié)，數(shù)控機(jī)床操作流程中關(guān)于開機(jī)回零問(wèn)題有著明文規(guī)定，這主要是由于一旦機(jī)床斷電之后并不會(huì)對(duì)原有的坐標(biāo)軸位置進(jìn)行自動(dòng)記憶與保存，遺失的原點(diǎn)與坐標(biāo)需要通過(guò)回零操作來(lái)重新獲取。所謂的開機(jī)回零問(wèn)題，正是讓數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)重新回到原點(diǎn)位置，從這一參考點(diǎn)來(lái)執(zhí)行后續(xù)的任務(wù)控制與操作。類似間隙補(bǔ)償、刀具補(bǔ)償?shù)纫幌盗醒a(bǔ)償措施的作用發(fā)揮正是依賴于開機(jī)回零問(wèn)題的有效落實(shí)。從檢測(cè)裝置與方法的不同可以將回零操作分為兩種，即柵格法回零和磁開關(guān)回零，后者由于定位漂移問(wèn)題的干擾甚少采用，目前數(shù)控機(jī)床的開機(jī)回零問(wèn)題主要是通過(guò)柵格法得以實(shí)現(xiàn)。

1 關(guān)于數(shù)控機(jī)床的開機(jī)回零問(wèn)題

數(shù)控機(jī)床回零操作其目的旨在重新確立參考點(diǎn)與坐標(biāo)軸的位置，能夠使各項(xiàng)控制操作任務(wù)重新回到零點(diǎn)坐標(biāo)，從而完善自身的系統(tǒng)功能。值得注意的是，回零操作這一簡(jiǎn)單的步驟不僅關(guān)系到數(shù)控機(jī)床的各項(xiàng)功能環(huán)節(jié)，例如精度補(bǔ)償、軸向補(bǔ)償?shù)?，同時(shí)還與數(shù)控機(jī)床的零件加工質(zhì)量之間存在著必然聯(lián)系。

1.1 回零操作的基本原理

回零操作是數(shù)控機(jī)床操作功能得以體現(xiàn)的重要步驟，其工作原理主要包括兩方面內(nèi)容：其一，手動(dòng)操作使得坐標(biāo)軸位置趨于零點(diǎn)方向，在完成回零操作之后數(shù)控機(jī)床的控制操作系統(tǒng)將尋找到另一參考點(diǎn)，當(dāng)軸部壓塊觸碰到開關(guān)后機(jī)床便通過(guò)脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)有效信息的查詢，直至零脈沖出現(xiàn)后才會(huì)終止這一回零過(guò)程。其二，機(jī)床坐標(biāo)軸以最快速度向零點(diǎn)方向靠近，直至軸部下壓至零點(diǎn)開關(guān)，這時(shí)機(jī)床控制系統(tǒng)將以同等速度返回到坐標(biāo)軸的零點(diǎn)位置，已完成必要的信息檢索工作。值得注意的是，這時(shí)的控制信號(hào)是由回零軸制動(dòng)控制而并非系統(tǒng)脈沖，以此來(lái)完成整個(gè)回零操作。

1.2 回零操作的兩種方式

柵格法回零和磁開關(guān)回零作為數(shù)控機(jī)床回零操作的兩種主要方式，其執(zhí)行過(guò)程和效果也都不盡相同。作為數(shù)控機(jī)床回零操作的最常見方式，柵格法回零主要是通過(guò)脈沖編碼器和光柵尺來(lái)實(shí)現(xiàn)控制操作系統(tǒng)的有效回零，同時(shí)這一方法又被劃分為絕對(duì)柵格法與增量柵格法兩個(gè)部分。所謂的絕對(duì)柵格法回零主要是指數(shù)控機(jī)床只需在首次調(diào)試中完成必要的回零步驟便可將這一信息長(zhǎng)期儲(chǔ)存于零點(diǎn)位置處，而無(wú)須此后重復(fù)操作。至于增量柵格法則相對(duì)來(lái)說(shuō)較為復(fù)雜，不僅需要手動(dòng)完成坐標(biāo)軸的設(shè)置，更需要通過(guò)脈沖來(lái)完成對(duì)控制操作系統(tǒng)的信號(hào)控制，進(jìn)而反向查詢零點(diǎn)開關(guān)位置，完成回零過(guò)程。關(guān)于第二種磁開關(guān)回零方式由于定位漂移現(xiàn)象的影響，無(wú)論是回零的準(zhǔn)確度還是實(shí)施效果都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如上述第一種回零方式，因此關(guān)于磁感應(yīng)開關(guān)回零此處不再贅述。

2 數(shù)控機(jī)床開機(jī)回零問(wèn)題的故障診斷

面對(duì)數(shù)控機(jī)床在開機(jī)回零問(wèn)題中出現(xiàn)的種種突發(fā)狀況，我們需要以冷靜的態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S來(lái)面對(duì)和解決，從實(shí)際回零操作的方式選擇著手來(lái)分析可能導(dǎo)致回零操作故障產(chǎn)生的根本原因，并積極采取有效的改進(jìn)策略來(lái)防止開機(jī)回零故障的再次發(fā)生。值得注意的是，現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中的危機(jī)預(yù)警裝置也能夠第一時(shí)間將數(shù)控機(jī)床設(shè)備中存在的問(wèn)題暴露出來(lái)，以便采取有效的措施加以遏制。在實(shí)際數(shù)值沒(méi)有發(fā)生改變的狀況下造成回零故障的原因來(lái)自多方面，需要在實(shí)際的操作過(guò)程中得以分析與闡釋。筆者從實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，將常見的數(shù)控機(jī)床回零故障總結(jié)為以下兩大方面：

第一，回零操作系統(tǒng)正常，但卻無(wú)法找到零點(diǎn)位置。從數(shù)控機(jī)床的預(yù)警指示燈鳴閃情況來(lái)看，控制操作系統(tǒng)顯然不存在問(wèn)題，元器件安裝位置也與接口狀態(tài)相契合，但零點(diǎn)脈沖處卻沒(méi)有接收到指示信號(hào)。造成這類回零故障的原因主要有三個(gè)方面：其一，零點(diǎn)位置處的開關(guān)破損；其二，零點(diǎn)開關(guān)與信號(hào)接收系統(tǒng)間的電路遭到破壞；其三，控制操作系統(tǒng)內(nèi)的元件出現(xiàn)了破損問(wèn)題。這時(shí)可有針對(duì)性的對(duì)零點(diǎn)位置的元件、開關(guān)和電路狀況進(jìn)行及時(shí)故障排查。

第二，回零操作步驟正確，零點(diǎn)位置卻不準(zhǔn)確。在對(duì)數(shù)控機(jī)床的控制脈沖和控制系統(tǒng)進(jìn)行檢查時(shí)我們發(fā)現(xiàn)其操作過(guò)程皆屬正常，然而最終確定的零點(diǎn)位置卻存在著嚴(yán)重誤差，出現(xiàn)了壓塊的無(wú)規(guī)律漂移。造成這類回零故障的原因也可概括為三個(gè)方面：回零減速過(guò)快使得零點(diǎn)位置遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了實(shí)際范圍；零點(diǎn)偏移量的參數(shù)設(shè)計(jì)欠缺妥當(dāng)；操作系統(tǒng)中機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)零點(diǎn)位置的影響。這時(shí)我們可以通過(guò)對(duì)開關(guān)位置的排查、機(jī)械結(jié)構(gòu)的重置以及系統(tǒng)壓塊的重新設(shè)計(jì)來(lái)解決其中的回零操作問(wèn)題。

數(shù)控機(jī)床回零故障的排查需要維修人員本身具備一定的機(jī)械操作與維修原理，能夠從故障現(xiàn)象追溯其中的本質(zhì)問(wèn)題，定期對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)。實(shí)則回零故障的發(fā)生概率一般較低，只要認(rèn)真分析故障現(xiàn)場(chǎng)、核算準(zhǔn)確電量參數(shù)、了解控制系統(tǒng)的運(yùn)行原理，勢(shì)必能夠及時(shí)對(duì)回零故障作出準(zhǔn)確判斷。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)數(shù)控機(jī)床開機(jī)回零問(wèn)題中存在的種種弊端，我們必須從實(shí)際的回零方式著手，由外至內(nèi)，從現(xiàn)象深究本質(zhì)，一步步挖掘到問(wèn)題的癥結(jié)所在。無(wú)論是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械操作部分還是電氣操作部分都有著自身的實(shí)施原則，切忌在處理回零故障時(shí)采取囫圇吞棗的對(duì)策，使得故障現(xiàn)象更加模糊。關(guān)于數(shù)控機(jī)床會(huì)令問(wèn)題的解決首先應(yīng)當(dāng)對(duì)開關(guān)、元器件、電路設(shè)備等環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)際檢查，觀察信號(hào)指示燈是否正常鳴閃，排除其中由于技術(shù)原因而導(dǎo)致的設(shè)施故障。此外，必要的回零參數(shù)和零點(diǎn)開關(guān)檢測(cè)也是必不可少的，回零參數(shù)的準(zhǔn)確性很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的間隙與壓軸面工作狀況，是解決回零操作問(wèn)題的必要步驟。最后，在對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行整體故障診斷時(shí)還需要分別對(duì)機(jī)械控制設(shè)備和電氣控制設(shè)備進(jìn)行技術(shù)故障排查，切實(shí)從根本上解決數(shù)控機(jī)床的開機(jī)回零問(wèn)題。

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