参考点报警类故障维修20例文档格式.docx

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对于大部分系统，参考点一般设定于参考点减速挡铁放开后的第一个编程器的“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个整螺距的偏移。

这一故障在使用小螺距滚珠丝杠的场合特别容易发生。

对于此类故障，只要重新调整参考点减速挡块位置，使得挡块放开点与“零脉冲”位置相差在半个螺距左右，机床即可恢复正常工作。

本机床经以上处理后，故障排除，机床恢复正常，全部零件加工正确。

例145．参考点减速信号不良引起的故障维修

某配套FANUCllM的加工中心，在回参考点过程中，发生超程报警。

经检查，发现该机床在“回参考点减速”挡块压上后，坐标轴无减速动作，由此判断故障原因应在减速信号上。

通过系统的诊断显示，发现该信号的状态在“回参考点减速”挡块压上/松开后，均无变化。

对照原理图检查线路，最终确认该轴的“回参考点减速”开关由于切削液的侵入而损坏；

更换开关后，机床恢复正常。

例146．伺服电动机重新安装后引起的回参考点故障维修

某配套SIEMENS802D的数控铣床，在用户首次开机时，在回参考点的过程中出现超程报警。

经了解，该机床是在重新安装后的第一次开机，且在机床搬送过程中拆下了Z轴电动机，并对电动机进行了重新安装。

分析原因，判断机床在搬送过程中，由于Z轴（主轴箱）位置产生了移动，使得电动机与丝杆间的相对联接位置发生了变化，导致参考点偏离了原来的位置，引起了Z轴超程报警。

在退出超程保护后，经重新调整参考点偏置值，机床恢复正常。

例147．减速挡块固定不良引起回参考点超程的故障维修

某配套SIEMENS810M的加工中心，在回参考点的过程中，发生超程报警。

经检查，发现该机床的回参考点减速挡块放开位置，处在机床行程极限开关之后，与系统回参考点设置要求不符。

机床参考点减速挡块尚未脱开，超程保护信号已经发出，导致了机床超程报警。

进一步检查发现，该挡块未可靠固定于卡轨内，在开关与挡块长期接触后，位置产生了移动，导致了超程报警。

重新固定挡块后，机床恢复正常。

例148．偶然因素引起参考点发生整螺距偏移的故障维修

某配套SIEMENS802D的数控铣床，在停机后重新起动机床，发现零件Y方向的定位位置产生了整螺距偏移。

原因分析同上例，初步判断其原因是由于参考点位置偏移引起的。

但检查参考点减速挡块，发现安装位置正确、固定可靠。

重新回参考点多次，Y方向的定位位置都正确，故其故障原因与参考点减速挡块的安装无关。

经认真检查，发现该轴行程开关上有较多的铁屑，由此判断参考点减速挡块的误动作是由于偶然性铁屑干涉所引起的。

维修时在参考点减速开关上增加了防护后，机床恢复正常工作，并从此再无此现象出现。

例149．回参考点不到位的故障维修

某配套SIEMENS810M的数控机床，在回参考点时发现：

机床在参考点位置停止后，“未到位”灯不熄灭，机床无法进行下一步操作：

分析过程同上例。

通过机床的诊断功能〖DIAGNOS〗，在轴诊断〖SERVICEAXIS〗页面下对系统各坐标轴的“位置跟随误差”进行了检查，发现机床Z轴的跟踪误差超过了定位精度的允许范围。

由于SIEMENS810系统可以进行自动漂移补偿，其操作方法如下：

1）按系统软功能键〖DIAGNOS〗，并进行系统软功能键扩展。

2）按系统软功能键〖NC-MD〗。

3）按系统软功能键〖AXIS-MDl〗。

4）调整光标，定位于参数NC-MD2722。

5）按操作面板上的程序编辑“修改”键，系统对Z轴进行自动漂移补偿。

经自动漂移补偿，使“位置跟随误差”的值接近“0”后，机床恢复正常工作。

例150．不能回参考点的故障维修

某配套SIEMENS802S的数控铣床，发生X轴手动回不到参考点故障。

802S属于步进电动机驱动，无位置测量反馈元器件。

其回参考点方式与一般的闭环系统不同，采用的是接近开关回参考点方式。

SIEMENS802S有两种型式，即：

①使用减速信号、参考点检测信号的双开关方式；

②仅使用参考点检测信号的单开关方式。

由于第二种型式只能设置一种回参考点的速度，参考点定位精度与接近开关的检测精度、回参考点速度的设置有关，因此在数控机床上通常很少使用。

在这两种型式中，又有如图4-14所示的两种参考点信号的检测方式，其中方式一（图4-14a）为以接近开关上升沿作为参考点位置的回参考点方式；

方式二（图4-14b）为以接近开关上升沿、下降沿的中点作为参考点位置的回参考点方式。

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。

该机床选择的是使用减速信号、回参考点双开关方式；

设定MD-34200=4，其回参考点的动作与普通的机床有所区别。

其动作过程如下：

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4-15 

802S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4-15）。

经检查发现，该机床的“参考点减速”动作正常，因此可以判定故障原因在参考点检测开关上。

进一步检查发现，该机床X轴参考点检测开关发讯挡块与接近开关间的距离较大，在回参考点过程中，接近开关始终无信号输出。

重新调整发讯挡块后故障消失，机床恢复正常。

维修体会与维修要点：

手动回参考点操作是建立机床坐标系的前提，绝大部分数控机床开机后的第一动作一般都是手动回参考点操作。

虽然在不同的数控系统中，回参考点的方法有所不同，但在绝大部分系统中，回参考点的动作过程如下（参见图4—16）：

1）在手动方式（JOG）下，选择“回参考点”操作方式。

2）按对应轴的方向键。

3）坐标轴以机床参数设定的“回参考点快速”速度，向参考点移动。

4）当“参考点减速”挡块压上后，参考点减速信号（*DEC）生效，电动机减速至机床参数设定的“参考点搜索速度”。

5）越过参考点减速挡块后，*DEC信号恢复，坐标轴继续以搜索速度运动。

6）在参考点减速挡块放开后，位置检测装置的第一个“零脉冲”到达后即开始计数，当到达机床参数设置的“参考点偏移量”后，坐标轴停止运动，回参考点运动结束。

由上述动作可见，影响回参考点动作的主要因素有：

1）数控系统的操作方式，它必须选择回参考点（Ref）方式。

2）“参考点减速”信号必须按要求输入。

3）位置检测装置“零脉冲”必须正确。

4）数控系统的参数设置必须正确。

在以上因素中，维修时常见的故障是减速

图4-5 

与回参考点有关的信号地址一览表

挡铁位置调整不当和减速信号的故障，其次是位置检测元器件的“零脉冲”干扰、检测元器件的故障，以及机床参数的设定错误。

有关位置检测装置“零脉冲”的故障的维修，以及机床参数引起的回参考点故障的维修，见本节后 

图4-16 

回参考点动作示意图在常用数控系统中，与回参考点有关的信号及其地址见表4-5。

表4-5 

与回参考点有关的信号地址一览表

系统型号

回参考点方式选择

参考点减速信号

FANUC0

X20.7/G120.7

X16.5（X）

X17.5（Y）

X18.5（Z）

X19.5（4）

FANUC6M

DGN037.7

DGN032.5（X）

DGN033.5（Y）

DGN034.5（Z）

DGN035.5（4）

FANUC11M

DGN002.7

DGN064.5（X）

DGN068.5（Y）

DGN072.5（Z）

DGN076.5（4）

系统型号

回参考点方式选择

参考点减速信号

FANUC16/18/160/180

G043.7

X009.0（*DECX）

X009.1（*DECY）

X009.2（*DECZ）

X009.3（*DEC4）

X009.4（*DEC5）

X009.5（*DEC6）

FANUCPM0

X000.5（*DECX）

X001.5（*DECZ）

SIEMENS810M

Q82.0=1

Q82.1=1

Q82.2=1

Q82.3=1

Q108.4（X）

Q112.4（Y）

Q116.4（Z）

Q120.4（4）

SIEMENS802D/S/C

V30000001.2

V38001000.7（*DECX）

V38011000.7（*DECY）

V38021000.7（*DECZ）

V38031000.7（*DEC4）

SIEMENS810D/840D

DBll/DBBl.2

DB31/DBB2.4（*DECX）

DB32/DBB2.4（*DECY）

DB33/DBB2.4（*DECZ）

DB34/DBB2.4（*DEC4）

DB35/DBB2.4（*DEC5）

YASKAWAJ50M

#1306.3

#1328.0（*DECX）

#1328.1（*DECY）

#1328.2（*DECZ）

YASKAWAJ50L

#1304.7

#1306.4（*DECX）

#1306.5（*DECZ）

注：

在SIEMENS系统中，同型号的系统，由于系统软件版本的不同，地址号可能会有所区别。

4.6.2 

“零脉冲”不良故障维修5例

例151．FANUC6M回参考点时发生ALM091报警的维修

某配套FANUC6M的卧式加工中心，在回参考点时发生ALM091报警。

FANUC6M发生“ALM091”的含义是“脉冲编码器同步出错”，在FANUC6M中可能的原因有以下两个方面：

1）编码器“零脉冲”不良。

2）回参考点时位置跟随误差值小于128μm。

维修时对回参考点的跟随误差（诊断参数DGN800）进行了检查，检查发现此值为200μm左右，达到了规定的值。

进一步检查该机床的位置环增益为16.67S-1，回参考点速度设置为200mm/min，属于正常范围，因此初步排除了参数设定的原因。

可能的原因是脉冲编码器“零脉冲”不良。

经测量，在电动机侧，编码器电源（+5V电压）只有+4.5V左右，但伺服单元上的+5V电压正确。

因此，可能的原因是线路压降过大而导致的编码器电压过低。

进一步检查发现，编码器连接电缆的+5V电源线中只有一根可靠连接，其余3根虚焊脱落：

经重新连接后，机床恢复正常。

例152．更换编码器后出现参考点位置不稳定的故障维修

某配套FANUC6M的立式加工中心，在更换编码器后，回参考点时出现参考点位置不稳定，定位精度差的故障。

原因分析过程同上例。

经检查发现该机床有关参数设置均正确无误，编码器+5V电压正常，编码器全部线路焊接可靠，机床手轮及增量进给值均正确无误，故排除了参数设置与连接问题。

考虑到该编码器已进行更换，维修时，利用示波器对该编码器的零位脉冲进行了测量，最后检查出原因是：

编码器的“零脉冲”Z和的输出端引脚与原编码器的插脚正巧相反，使得编码器的“零脉冲”Z信号总是为“1”（只有在“零位”的瞬间为“0”）。

因此，机床只要减速挡块放开，“零脉冲”就已经存在，参考点的定位精度完全决定于减速挡块的精度；

从而导致了参考点位置不稳定，定位精度差的故障。

经更换Z和信号后，机床随即恢复了正常。

例153~例154．FANUC 

ll系统光栅不良引起PS200报警的维修

例153．故障现象：

某配套FANUCllM系统的卧式加工中心，在X轴回参考点时，CNC显示PS200报警。

检查该机床回参考点减速动作正确，系统与回参考点有关的全部参数设定无误，因此，初步判定故障是由于“零脉冲”不良引起的。

分析实际机床，该机床采用的是全闭环结构，测量系统使用的是Heidenhain公司生产的光栅尺。

为了尽快确定故障部位，维修时将X、Y的光栅尺前置放大器（EXE601）进行了互换。

开机试验，X轴回参考点正常，由此确认故障是由于光栅尺前置放大器EXE601不良引起的；

拆下EXE601进行修复后，机床恢复正常工作（有关Heidenhain光栅尺的原理与维修，可以参见本书第6章第6.4.5节的有关内容）。

例154．故障现象：

机床同前，检查该机床回参考点减速动作正确，系统与回参考点有关的全部参数设定无误，初步判定故障是由于“零脉冲”不良引起的。

由于机床使用了Heidenhain光栅，通过更换EXE601前置放大器,故障仍然不变，由此确认故障是由于光栅尺不良引起的。

拆下光栅尺检查，发现该光栅尺由于使用时间较长，内部光栅尺已被污染，重新清洗处理，经测试确认光栅输出信号恢复后，重新安装光栅尺，故障排除，机床恢复正常。

例155．屏蔽线不良引起参考点不稳定的故障维修

某配套FAGOR8030的立式加工中心，在回参考点时出现参考点位置不稳定，参考点定位精度差的故障。

经检查该机床在手动方式下工作正常，参考点减速速度、位置环增益设置正确，测量编码器+5V电压正常，回参考点的动作过程正确。

因此，可以初步判定故障是由于编码器零位脉冲受到干扰而引起的。

进一步检查发现，该轴编码器连接电缆的屏蔽线脱落，重新连接后，参考点定位恢复稳定，定位精度达到原机床要求。

脉冲编码器同步出错，可能的原因是：

编码器零位脉冲不良或回参考点速度太低。

由于参考点零位脉冲检查需要有示波器进行，维修时一般可以先检查回参考点速度和位置增益的设置，并确认系统的位置跟随误差值在128μm以上。

在参数设置正确时，可能的原因为“零脉冲”信号不良。

由于零位脉冲的信号脉宽较窄，它对干扰十分敏感，因此必须针对以下几方面进行检查：

1）编码器的供电电压必须在+5V±

0.2V的范围内，当小于4.75V时，将会引起“零脉冲”的输出干扰。

2）编码器反馈的屏蔽线必须可靠连接，并尽可能使位置反馈电缆远离干扰源与动力线路。

3）编码器本身的“零脉冲”输出必须正确，满足系统对零位脉冲的要求。

4）参考点减速开关所使用的电源必须平稳，不允许有大的脉动。

4.6.3 

参数设定错误的故障维修5例

如前所述，数控系统中出现“脉冲编码器同步出错”报警，除编码器“零脉冲”不良外，可能的原因还有回参考点时位置跟随误差值小于128μm。

闭环系统位置跟随误差，决定于系统位置环增益、回参考点速度、伺服驱动单元测速反馈（F/V变换电压补偿）的调节等。

位置跟随误差值可由下面的公式计算：

式中 

ess——位置跟随误差（μm）；

V——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——伺服系统位置环增益（S－1）。

其中，进给系统的位置环增益Kv、减速挡块压上后的速度FL由机床参数进行设定。

在各系统中，对应的参数号见表4-6。

表4-6 

回参考点主要参数一览表

寻找减速

开关速度

参考点

减速速度

定位速度

参考点

偏移

回参考点

方向

位置环

增益

SIEMENS

810/840D

MD-34020

MD-34040

MD-34070

MD-34080

MD-34090

MD—34010

MD-32200

YASNUCJ50

#6280（X）

#6281（Y）

#6282（Z）

#6283（4）

#6310（X）

#631l（Y）

#6312（Z）

#6313（4）

#6316（X）

#6317（Y）

#6318（Z）

#6319（4）

#6304（X）

#6305（Y）

#6306（Z）

#6307（4）

#6010.0（X）

#6010.1（Y）

#6010.2（Z）

#6010.3（4）

#6406（X）

#6407（Y）

#6408（Z）

#6409（4）

1.表中的数据按X、Y、Z、4轴的次序排列。

2.在SIEMENS系统中，同型号的系统，由于系统软件版本的不同，地址号可能会有所区别。

根据表4-6的设置，可用公式计算出ess若此值小于128LLm，则属于机床参数设置错误，此时，可根据机床的实际情况对参数进行更改处理，使ess值在128Llm以上。

例156．位置环增益设定不当引起的故障维修

某配套FANUC6M的卧式加工中心。

在回参考点时发生ALM091报警。

原因分析过程同前述。

维修时对回参考点的跟随误差（诊断参数DGN800）进行了检查，检查发现此值回参考点时为831μm左右，小于规定的128μm值。

进一步检查机床参数的设定，发现该轴位置环增益（PRM090）设置为（30S-1），回参考点减速速度为150mm/min。

根据机床的实际情况，该机床属于大型机床，工作台负载重，其快进速度、加速度等设定都较低。

因此引起故障的原因可能是位置环增益设置过大。

根据德国机床生产厂家的推荐，参照同类机床的数据比较，并经计算校验后得出：

对于该机床，位置环增益Kv应在16.67S－1左右。

维修时将位置环增益（PRM090）设置为16.67S-1后，机床恢复正常；

测试3轴的动态特性，也满足机床动特性的要求。

例157．回参考点速度设定不当引起的故障维修

某配套FANUCllM的卧式加工中心，在回参考点时发生PS200报警。

FANUCllM的PS200报警的含义与FANUC6M的ALM091报警相似，因此分析过程同前述。

检查诊断参数（DGN3000），发现回参考点时，位置偏差其值为20μm左右，系统的Kv设置为16.67S－l，属于正常范围。

但进一步检查发现，参数FL（PRMl425）的设定为20mm/in，此值显然太小。

对照其余轴，该参数为200，查明故障原因是操作者在恢复参数时输入错误而引起的，更改为200后，机床恢复正常。

例158．软件限位设定不当引起的故障维修

某配套FANUC0MD系统的立式加工中心，回参考点过程中出现ALM520和Y轴过行程报警。

经检查，机床“回参考点减速”开关以及CNC的信号输入均正常，因此初步分析原因是由于参数设定不当引起的故障。

仔细观察Y轴回参考点动作过程，发现“回参考点减速”开关未压到，CNC就出现了ALM520报警，ALM520报警的意义是：

机床到达“软件限位”位置，即机床移动距离值超过了系统参数设定的软件行程极限值。

此类故障可以通过重新设定参数进行解决，处理方法如下：

1）将机床运动到正常位置，进行手动回参考点，并利用手动方式压上“回参考点减速”开关，进行回参考点，验证回参考点动作的正确性。

2）在回参考点动作确认正确后，通过MDI/CRT面板，修改软件限位参数（为了方便可以直接将其改为最大值±

99999999）。

3）再次执行正常的手动回参考点操作，机床到达参考点定位停止。

4）恢复软件限位参数（由±

99999999改回原参数值）。

5）再次执行正常的手动回参考点操作，机床动作正常，报警消除。

例159．参数设定不当引起的故障维修

某配套FANUC0TD系统的数控车床，在执行回参考点动作时,出现位置不准的故障。

分析与处理过程：

由于机床回参考点动作过程正常，但实际参考点位置每次都不同，出现此类故障，通常与系统的参数设定、编码器以及编码器与丝杠间的联接等方面原因有关。

在本机床上，经互换伺服电动机确认编码器以及编码器与丝杠间的联接可靠。

检查系统的参数设定，在伺服参数页面下检查参考计数器容量（Refcounter），发现其值设置与实际机床不符，导致参考点位置的不正确。

设定正确的参数后，机床恢复正常。

例160．YASKAWAJ50M系统出现ALM231、232、233报警的维