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1、分析分析 FANUC 数控系统返回参考点功能数控系统返回参考点功能一. 概述： 现今汽车行业的机加工母机都使用数控机床。我公司动力总成厂（SGMPT）的机加工 机床也不例外的使用数控机床，且使用当今国际上最先进的数控系统。我厂使用的数控系 统有 1）FANUC；2）INDRAMAT；3）LANDIS；4） 等产品。其中使用最多的 是 FANUC 系统，97%以上的数控机床使用 FANUC 系统。 我厂使用 FANUC 系统控制的设备有：1）卧式加工中心；2）立式加工中心；2）立式 车床；4）滚齿机；5）珩磨机；6）高频淬火机；7）抛光机；8）上下料机械手 （GANTRY）9）各种专机等。 使用
2、 FANUC 数控系统的种类有：1）FS-160CM；2）FS-18BT；3）FS-PMD；4）FS- PMH；5）FS-PMI；6）FS-15M。 在我们对设备的使用和维修过程中，遇到较多的是返回参考点（通常所说的“回零” ） 问题。返回参考点的作用是修改数控系统（CNC）的软件记忆位置与设备的机械位置相一 致（类似标定） ；所以数控机床在运行前必须进行返回参考点。在调试时，要初次设置参考 点；在使用时，加工超差有时需要调整参考点；在维修时，系统，伺服或光栅故障，或者 更换丝杠后，需找回原参考点。FANUC CNC 提供的返回参考点方法有多种；根据各种设备的特点和应用场合等个性 问题，设置各
3、种设备的参考点方法不相同；同种设备的生产厂商不同，其返回参考点的方 法也不相同；而各个厂商根据自己的思路，设计的返回参考点操作过程各不相同。所以我 们在现场操作过程中，感觉纷繁复杂，不着边际，且经常出错，造成设备或刀具受损。所 以我们急需分析清楚 FANUC CNC 各种方法返回参考点功能的原理，从理论上找出其共性； 以便在以后的操作中有理论依据，避免出错！ 下面针对我厂所使用的 FANUC CNC 各种返回参考点方法进行理论分析。而我厂使用 最多的 FAUNC CNC 是 FS-160CM，FS-18BT，FS-PMD；且这三种 CNC 的参数和 PMC 接 口体系是一致的；在分析过程使用
4、FS-160CM 参数和 PMC 接口信号。返回参考点的方法有四种： 1) 栅格法；2)手动输入法；3)双 MARK 法；4) 扭矩法。二. 返回参考点有关的信息： 注：注： Pxxxx：CNC参数号；参数号；Gxxxx：PMC CNC信号；信号；Fxxxx：CNCPMC信号；信号； Xxxxx：MTPMC信号。信号。 1. 与返回参考点有关的参数：1) P1002(1)：所有轴使用回零减速开关与否（位型参数） 。0：使用；1：使用轴都不使用。说明：当 P1002（1）=0 时，若某个轴不使用回零减速开关则由的 P1005（1）设置。P1005(1)：各个轴使用回零减速开关与否（轴位型参数）
5、； 0：使用；1：不使用。说明：当 P1002（1）=0 时， P1005（1）才有效。2) P1006(5)：确定回零方向（位型参数） ； 0：正向；1：负向。说明：回零方向和回零时的运动方向是两个概念。3) P1815(5)：APC 分别表示每个轴是否为绝对型编码器（轴位型参数） ；0：增量型编码器；1：绝对型编码器。 P1815(4)：APZ分别表示每个绝对型编码器的轴是否已建立参考点（轴位型参数） ；0：已经建立参考点；1：尚未建立参考点。4) P1815(1)：OPT分别表示每个轴是否全闭环系统（轴位型参数） ； 0：半闭环；1：全闭环。5) P1240：各个轴第一参考点的坐标值（轴
6、双字型参数） 。单位：最小检测单位（我们的 设备都是 0.001 mm） 。 解释：参考点在机床坐标系中的坐标值。即回零完成后，机床坐标系变为 P1240 设定 的值。6) P1420：各个轴的快速速度（轴字型参数） 。单位：mm/min。 解释：执行 G00 命令，快速倍率为 100%时的各个轴运行速度。 P1424：各个轴回零快速速度（轴字型参数） 。单位：mm/min。解释：回零时压减速开关前各个轴的速度。说明：若 P1424=0, 则取 P1420*快速倍率的速度。7) P1425：所有轴回零低速速度（字型参数） 。单位：mm/min。解释：即压上减速开关后轴运动降至此速度。8) P1
7、850：各个轴的栅格偏移量（轴双字型参数） 。单位：0.001 mm。解释：脱开减速开关找到第一个 MARK 点后各个轴再偏移的距离。用于调整各个轴的 参考点。9) P3003(5)：减速开关有效状态（位型参数） ； 0：“0”有效；1：“1”有效。2. 与返回参考点有关的输入/输出信号：1) X0009(07)：*DEC1*DEC8 回零减速开关信号。 解释：分别连接第 1 到第 8 伺服轴的回零减速开关。 例如：X 轴回零减速开关连接到 X9(0)；Y 轴回零减速开关连接到 X9(1)；Z 轴回零减速开关连接到 X9(2)；2) G0014(0,1)：ROV1，ROV2快速倍率信号。 解释
8、：回零时压到回零减速开关前的快速速度，受该倍率信号控制。3) G0043(0,1,2,7)：MD1，MD2，MD4，ZRN方式选择信号。 解释：G43(0,1,2,7)=1,0,1,0JOG 方式(CRT 上显示 JOG)；G43(0,1,2,7)=1,0,1,1回零方式(CRT 上显示 REF)。4) G0100(07)：+J1 +J8手动正向信号。 解释：手动运行时，分别控制第 1 到第 8 伺服轴正向运动。 G0102(07)：-J1 -J8手动负向信号。 解释：手动运行时，分别控制第 1 到第 8 伺服轴负向运动。5) F0094(07)：ZP1ZP8回零完成信号。解释：此信号为“1”
9、 ，分别表示第 1 到第 8 伺服轴返回参考点完成，且在参考点上； 一但某一轴移动，对应这一轴的信号变为“0” 。 说明：只有手动回零（REF 方式）和自动回零（G28 指令）回零完成后，才能置回零完成信号为“1” ；而用其它方式（JOG 或 G00，G01）移动轴到参考点，却不能置为“1” 。6) F120(07)：ZRF1ZRF8参考点已经建立。 解释：在返回参考点过程中，一旦 CNC 位置与机械位置的对应关系被建立，此信号便 置“1” 。ZRF1ZRF8 分别对应第 1 到第 8 伺服轴。 说明：该信号一旦建立便被保持，轴运动不会复位此信号为“0” ；只有 CNC 位置与 机械位置的对应
10、关系被破坏后，才复位为“0” 。 例如：半闭环系统使用增量型编码器的轴，和全闭环系统使用增量型光栅尺的轴，断 电后 ZRF 信号被复位为“0” ；所有每次开机后，都需进行返回参考点操作。半闭环系统使 用绝对型编码器的轴，和全闭环系统使用绝对型光栅尺的轴，断电后 ZRF 信号也保持为“1” ；所有每次开机后，不需进行返回参考点操作。三. 详细分析四种返回参考点方法的原理: 1.栅格法: 栅格法适用范围最广；即适用于半闭环系统，也适用于全闭环系统；即适用于增量型 位置反馈元件，也适用于绝对型位置反馈元件。 栅格法分两种情况：1）有回零减速开关；2）无回零减速开关。 1.1 有回零减速开关的情况：
11、1) 有关的参数： P1002(1)=0，且 P1005(1)=0：有减速开关。 P1006(5)：确定回零方向。0：正向；1：负向。 注：回零方向和回零时的运动方向是两个概念。 P3003(5)：减速开关有效状态。0：“0”有效；1：“1”有效。 P1424：回零快速速度。压减速开关前的速度。注：若 P1424=0，以 P1420*快速倍率的速度运行。 P1425：回零低速速度。压上减速开关后降至到此速度。 P1850：栅格偏移量。脱开减速开关找到第一个 MARK 点后，伺服轴偏移的距离。 P1240：第一参考点的坐标值。返回参考点完成后，机床坐标系变为 P1240 设定的值。2) 有关的
12、PMC 状态： 方式：G43(0,1,2,7)=(1,0,1,1)；返回参考点（REF）方式。 运动方向：G100(0-7)；分别控制 8 个轴返回参考点时的正向运动；G102(0-7)；分别控制 8 个轴返回参考点时的负向运动。注：运动方向与 P1006(5)的回零方向是两个概念。 减速开关：X9(0-7) 分别代表 8 个轴的减速开关;注：减速开关是“0”有效还是“1”有效，取决于 P3003(5)。 回零完成：F120(0-7) =1 分别表示 8 个轴的参考点已经建立；注：使用增量型反馈元件的轴，在不断电的时，保持为“1”，断电后为 “0”；使用绝对型反馈元件的轴，断电后也保持为“1”
13、。F94(0-7)=1 分别表示返回参考点完成，且在参考点上。 注：当轴移动后，便为“0” 。3)回零过程（以 X 轴回零为例）： 将操作方式置成回零方式，G43(0,1,2,7)=(1,0,1,1)。CRT 上显示 REF。操作 X 轴的 JOG 方向信号，G100(0)+JX或 G102(0)-JX。机床便沿 X 轴按指定 方向运动。 （1）压减速开关前：快速运动；速度为 P1424X设定的值，若 P1424X=0， 则以 P1420X*快速倍率的速度运动。 （2）压减速开关后：运动方向与回零方向一致时，速度减至由 P1425 设定的回 零低速运动。若运动方向与回零方向相反，保持原来的快速
14、压过减速开关 后，自动反向；再次压到减速开关后，减速至 P1245 设定的回零低速运动。（3）脱开减速开关后：继续以回零低速运动，找到反馈元件上的第一个 MARK（零信号）点后，再移动由 P1850X设定的栅格偏移量后，停止。 此点就是参考点。+X 方向图 1.1.1：运动方向为正向；回零方向也为正向时的图示 G100(0)=1；P1006(5)=0+X 方向图 1.1.2：运动方向为负向；回零方向为正向时的图示 G102(0)=1；P1006(5)=0MARK 点参考点减速挡块快速速度P1424回零低速P1425回零起点栅格偏移量P1850MARK 点参考点减速挡块快速速度P1424回零低速
15、P1425回零起点栅格偏移量P1850换向点快速速度P1424回零起点栅格偏移量P1850换向点+X 方向图 1.1.3：运动方向为正向；回零方向为负向时的图示 G100(0)=1；P1006(5)=1+X 方向图 1.1.4：运动方向为负向；回零方向也为负向时的图示 G102(0)=1；P1006(5)=14） 回零结束后的状态： (1) 机床坐标系的 X 坐标值跳变为由 P1240X设定的第一坐标系的值； (2) 返回参考点完成信号 F0094(0)ZFX=1； (3) 参考点已经建立信号 F0120(0)ZRFX=1；1.2 无回零减速开关的情况： 1) 有关的参数： P1002(1)=
16、1，或 P1005(1)=1：无减速开关。 P1006(5)：确定回零方向。0：正向；1：负向。 P1425：回零低速速度。 P1850：栅格偏移量。找到第一个 MARK 点后，伺服轴偏移的距离。 P1240：第一参考点的坐标值。返回参考点完成后，机床坐标系变为 P1240 设定的值。2) 有关的 PMC 状态： 方式：G43(0,1,2,7)=(1,0,1,1)；返回参考点（REF）方式。 运动方向：G100(0-7)；分别控制 8 个轴返回参考点时的正向运动；G102(0-7)；分别控制 8 个轴返回参考点时的负向运动。MARK 点参考点减速挡块回零低速P1425MARK 点参考点减速挡块快速速度P1424回零低速P1425回零起点栅格偏移量P1850回零完成：F120(0-7) =1 分别表示 8 个轴的参考点已经建立；F94(0-7)=1 分别表示返回参考点完成，且在参考点上。3)回零过程（以 X 轴回零为例）： (1)设置 JOG 方式, G43(0,1,2
