增量式回零设置中的几个要求及调整方法

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前面学习了“为什么增量式编码器机床开机需回零及机床厂怎么设置参考点”（☜戳蓝字），下面谈谈设置中的几个要求及如何满足这些要求。如图1所示为回参考点动作及原理图，请注意图中各字母符号含义。

图1 回参考点动作及原理图

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（1）对减速后的运动速度（F_L）的要求

为了保证参考点返回的可靠性，手动回参考点时对减速（DECeleration）后的运动速度（Feedrate Low）有一定的要求，要求回参考点时坐标轴的跟随误差必须在128个脉冲以上，否则脉冲编码器（Position Coder）的1转信号（PCZ）散乱，不能与参考（点）计数器同步，不可能进行正确的位置检测。

由于跟随误差是进给速度与位置增益的比值，可知， 对于增益为30/s的一般伺服系统，返回参考点低速FL至少应为：

（默认检测单位为1μm）

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FL过低时，将引起CNC 90号报警。

（2）对减速挡块的长度（L_DW）的要求

为了保证参考点定位的准确性，手动回参考点对减速挡块的长度LDW（即图1中D2-D1）有一定的要求。当减速挡块太短时，在减速范围内坐标轴无法降至低速FL。当开关被释放时，栅格信号（PCZ）出现，而软件未检测到进给速度到达FL时，回参考点动作不会停止，这样就造成了参考点发生整螺距偏移。‍

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（a）按（式2）设计减速挡块长度（留取20%的余量）：

式中，

    L_DW：减速挡块的长度（mm）

    v_R：‍回参考点快速进给速度（mm/min）

    T_R：‍快速进给加减速时间常数（ms）

    T_S：‍伺服时间常数（ms）

    F_L：‍回参考点低速（mm/min）

（式2）用于快速进给直线形加减速的情况。快速进给指数形加减速时，快速进给加减速时间常数不除以2。式中的30（ms）为FANUC 0i Mate-C/D信号接收电路的固定延时。

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‍（b）计算示例：

   V_R=15000mm/min（PRM1428或1424）

   T_R=150ms（PRM1620）

   T_S=1/K_V=33ms（PRM1825）

   F_L=300mm/min（PRM1425）

则
‍考虑到将来可能要加大时间常数，取挡块长度为42mm。

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（c）可用编码器测量挡块的实际长度。例如，测量Z轴挡块的长度，操作步骤如下：

① Z轴回到参考点。

② 在INC/JOG或MPG（手轮）方式下，选择相应的进给增量值，记录X9.2由“1”→“0”的机床坐标值Z₁。

③ 记录X9.2由“0”→“1”的机床坐标值Z₂。

④ Z₁–Z₂的值即为Z轴减速挡块的长度值。

（3）对减速开关释放至第1栅格点的距离（L_DA）的要求

由于减速开关动作有一定的先后偏差，如果将开关动作置于两个栅格中间（电机1/2转的移动量，即LDA≈1/2▪t，t指伺服电机转一转所产生对应轴的直线移动量），就可以减小误动作的可能性。

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LDA之值可通过诊断数据（DGN）302来监控，302中显示的数值应大约为各轴螺距的一半（丝杠与电机直连时）。通过调整（敲打）挡块的位置可改变DGN302中的值。

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若挡块释放时，机床恰巧在“零脉冲”（PCZ）附近，就会出现参考点整螺距偏移，使零件加工尺寸出现错误，因此该值是检查回参考点正确可靠的重要依据。

（1）减速信号的调整（L_DA）

挡块的调整（准确地说，是减速信号位置的调整，因此有时需要调整行程开关的位置）是参考点设置中关键的一部分，挡块位置变化，就能引起参考点位置的改变。

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① 首先按照图纸装好行程开关、挡块与槽板。

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② 在手动（JOG）方式下（以X轴为例）移动工作台面。当挡块离减速开关2mm处停下，观察挡块是否完全压到开关，压下行程开关，触杆高度（如图1所示H）变化是否在4±0.5mm之内。

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③ 参考点是行程的极限点，将行程极限参数PRM1320、1321分别设为999999和-999999，也就是取消软限位。挡块的位置应使行程得到充分利用，可利用观察该轴对应的负载表显示来界定，移动该轴直至其负载明显增大（80%以上）。

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④ 调整挡块时查看DGN302，其值应在丝杠螺距的一半左右，如果不在范围之内，要松开挡块重新调整。

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（2）参考点位置（R）的精调

有时参考点（Reference）位置需要与机床上某个特定点重合，比如在加工中心上，参考点与换刀点必须精确重合。手动调整挡块位置无法精确到μm级，此时可采取CNC系统的参数偏移的方法，使参考点位置得到精确调整。

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这个参数是PRM1850，它的含义是：在栅格点（Grid）位置（如图1中的G点）基础上的偏移量，可以是正值或者负值，范围-99999999~99999999。图1中最终的参考点位置R点是G点正偏移的结果。使用非常方便。

（文/汤彩萍）

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