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数控系统返回参考点是建立机床坐标系的前提,也是众多使用功能的基础。因此,系统在正常工作之前首先要返回参考点。返回参考点动作不正常包含两种情况:一是回参考点动作不能进行,二是参考点位置不正确。
一、数控机床返回参考点基本原理
按机床检测元件检测原点信号方式的不同,返回机床参考点的方法有两种,即栅点法和磁开关法。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挡块及一个减速开关,当减速撞块压下减速开关时,伺服电机减速到接近原点速度运行。当减速撞块离开减速开关时,即释放开关后,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或者接近开关,当磁感应开关或接近开关检测到原点信号后,伺服电机立即停止运行,该停止点被认作原点。
二、参考点位置误差诊断分析
1.参考点位置偏差一个栅格,可能是参考点发生整螺距偏移
首先使用诊断功能监视减速信号,并记下参考点位置与减速信号起作用的那个点的位置。这两点之间的距离应该大约等于电机转一圈时机床所走的距离的一半。对于FANUC-Oi系统,参考点一般设定于参考点减速挡块放开后的第一个编码器的“零脉冲”上。若参考点减速挡块放开时刻,编码器恰巧在零脉冲附近,由于减速开关动作的随机性误差,可能使参考点位置发生1个螺距的偏移,这种情况可能会产生批量零件的报废,这一故障在使用小螺距滚珠丝杆的场合特别容易发生。解决的办法是调整参考点减速挡块位置或将电机旋转180°左右的角度,使得挡块放开点与“零脉冲”位置相差在半个螺距左右。
2.回零重复性差或参考点位置偏差的检查和处理
参考点返回具有随机性,导致回零重复性差或参考点位置偏差,造成这种现象的原因很多。
(1)滚珠丝杆间隙增大,反向移动机床时,造成移动位置偏差。解决的办法是重新修磨滚珠丝杆螺母,调整垫片,调整间隙。
(2)回零轴轴承座润滑不良,致使轴承磨损或损坏,回零轴轴承座误差叠加造成位置偏差。解决的办法是加润滑脂或重新更换轴承。
(3)联接轴或开关变动或松动引起重复性不稳定,例如:电机与机床的连接、回零减速开关或挡块变动等。解决的办法是重新调整。
(4)位置编码器的供电电压太低,供电电压不能低于4.85V。解决的办法是采用多芯绞束电缆给编码器供电,减小线路压降。
(5)电动机代码输入错误,电动机力矩小,现象是开机后可以听到电动机嗡嗡响声。解决的办法是一般需要正确输入电动机代码,重新进行伺服的初始化。
(6)相应轴的伺服参数(如位置环增益、速度增益、速度积分时间常数等)设置不正确或被修改,解决的办法是重新调试与设置伺服参数。
三、返回参考点过程中常出现的报警分析
1.回参考点时,出现超程报警
(1)运行中挡块松动或参考点开关损坏、松动,无减速信号,造成超程。检查连线、开关、卡线端子、挡块等。
(2)回参考点快移速度设得太高,减速动作未能完成时超程。修改回参考点快移速度。
(3)在开机时,若工作已在参考点减速区内(在机床零点附近),此时进行回参考点操作,会造成机床越位并超程。回参考点操作时,必须保证工作台在参考点减速区外,才能正常执行回参考点动作。
(4)回参考点时,压上减速挡块后,以参考点搜索速度向前运动并超程(回零方式)。a.位置反馈信号的1转信号没有输出;b.位置编码器不良;c.位置编码器的供电电压偏低,要求一般不能低于4.85V;d.伺服控制部分和伺服接口部分不良。
(5)回参考点时,压上减速挡块后,以参考点搜索速度反方向运行,并出现反方向的超程。
2.位置偏差量的把握
FANUC系统参考点返回时,位置偏差量未超过128个脉冲时,会出现“90”号报警。因为起始点离参考点太近或速度过低,而不能正常进行参考点返回。位置误差量可由下面的公式计算:,式中:ess为位置偏差量;F为进给速度(mm/min)。回参考点时,应取减速挡块压上后的速度FL;Kv——伺服位置环增益维修时,首先考虑位置环增益设定不当、回参考点速度设定不当、参考点计数器容量设置不当、位置反馈信号的1转信号没有输出、位置编码器不良、位置编码器的供给电压偏低(一般不能低于4.8v)等因素。
综上所述,FANUC-Oi系统和其他系统一样,要准确返回参考点除按用户手册正确设置参数外,还应结合现场情况,灵活使用。在实际工作中,使用者只有具备较强的参数理解能力和实践能力,才能准确摸索出调试机床参考点的技巧。
(作者单位:浙江省杭州技师学院)
一、数控机床返回参考点基本原理
按机床检测元件检测原点信号方式的不同,返回机床参考点的方法有两种,即栅点法和磁开关法。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挡块及一个减速开关,当减速撞块压下减速开关时,伺服电机减速到接近原点速度运行。当减速撞块离开减速开关时,即释放开关后,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或者接近开关,当磁感应开关或接近开关检测到原点信号后,伺服电机立即停止运行,该停止点被认作原点。
二、参考点位置误差诊断分析
1.参考点位置偏差一个栅格,可能是参考点发生整螺距偏移
首先使用诊断功能监视减速信号,并记下参考点位置与减速信号起作用的那个点的位置。这两点之间的距离应该大约等于电机转一圈时机床所走的距离的一半。对于FANUC-Oi系统,参考点一般设定于参考点减速挡块放开后的第一个编码器的“零脉冲”上。若参考点减速挡块放开时刻,编码器恰巧在零脉冲附近,由于减速开关动作的随机性误差,可能使参考点位置发生1个螺距的偏移,这种情况可能会产生批量零件的报废,这一故障在使用小螺距滚珠丝杆的场合特别容易发生。解决的办法是调整参考点减速挡块位置或将电机旋转180°左右的角度,使得挡块放开点与“零脉冲”位置相差在半个螺距左右。
2.回零重复性差或参考点位置偏差的检查和处理
参考点返回具有随机性,导致回零重复性差或参考点位置偏差,造成这种现象的原因很多。
(1)滚珠丝杆间隙增大,反向移动机床时,造成移动位置偏差。解决的办法是重新修磨滚珠丝杆螺母,调整垫片,调整间隙。
(2)回零轴轴承座润滑不良,致使轴承磨损或损坏,回零轴轴承座误差叠加造成位置偏差。解决的办法是加润滑脂或重新更换轴承。
(3)联接轴或开关变动或松动引起重复性不稳定,例如:电机与机床的连接、回零减速开关或挡块变动等。解决的办法是重新调整。
(4)位置编码器的供电电压太低,供电电压不能低于4.85V。解决的办法是采用多芯绞束电缆给编码器供电,减小线路压降。
(5)电动机代码输入错误,电动机力矩小,现象是开机后可以听到电动机嗡嗡响声。解决的办法是一般需要正确输入电动机代码,重新进行伺服的初始化。
(6)相应轴的伺服参数(如位置环增益、速度增益、速度积分时间常数等)设置不正确或被修改,解决的办法是重新调试与设置伺服参数。
三、返回参考点过程中常出现的报警分析
1.回参考点时,出现超程报警
(1)运行中挡块松动或参考点开关损坏、松动,无减速信号,造成超程。检查连线、开关、卡线端子、挡块等。
(2)回参考点快移速度设得太高,减速动作未能完成时超程。修改回参考点快移速度。
(3)在开机时,若工作已在参考点减速区内(在机床零点附近),此时进行回参考点操作,会造成机床越位并超程。回参考点操作时,必须保证工作台在参考点减速区外,才能正常执行回参考点动作。
(4)回参考点时,压上减速挡块后,以参考点搜索速度向前运动并超程(回零方式)。a.位置反馈信号的1转信号没有输出;b.位置编码器不良;c.位置编码器的供电电压偏低,要求一般不能低于4.85V;d.伺服控制部分和伺服接口部分不良。
(5)回参考点时,压上减速挡块后,以参考点搜索速度反方向运行,并出现反方向的超程。
2.位置偏差量的把握
FANUC系统参考点返回时,位置偏差量未超过128个脉冲时,会出现“90”号报警。因为起始点离参考点太近或速度过低,而不能正常进行参考点返回。位置误差量可由下面的公式计算:,式中:ess为位置偏差量;F为进给速度(mm/min)。回参考点时,应取减速挡块压上后的速度FL;Kv——伺服位置环增益维修时,首先考虑位置环增益设定不当、回参考点速度设定不当、参考点计数器容量设置不当、位置反馈信号的1转信号没有输出、位置编码器不良、位置编码器的供给电压偏低(一般不能低于4.8v)等因素。
综上所述,FANUC-Oi系统和其他系统一样,要准确返回参考点除按用户手册正确设置参数外,还应结合现场情况,灵活使用。在实际工作中,使用者只有具备较强的参数理解能力和实践能力,才能准确摸索出调试机床参考点的技巧。
(作者单位:浙江省杭州技师学院)