加工中心參考點(diǎn)(原點(diǎn)或零點(diǎn))，是機(jī)床的機(jī)械原點(diǎn)和電氣原點(diǎn)相重合的點(diǎn)。每臺機(jī)床可以有一個(gè)參考原點(diǎn)，也可以按需要設(shè)置多個(gè)參考原點(diǎn)，如用于自動(dòng)刀具交換(ATC)或自動(dòng)拖盤交換(APC)等。參考點(diǎn)作為工件坐標(biāo)系的原始參照點(diǎn)，機(jī)床參考點(diǎn)確定后，各工件坐標(biāo)系隨之建立。機(jī)械原點(diǎn)是基本機(jī)械坐標(biāo)系的基準(zhǔn)點(diǎn)，機(jī)械部件一旦裝配完畢，機(jī)械原點(diǎn)隨即確立。電氣原點(diǎn)是以機(jī)床檢測反饋元件發(fā)出的柵點(diǎn)信號或零標(biāo)志信號確立的參考點(diǎn)。為了使電氣原點(diǎn)與機(jī)械原點(diǎn)重合，必須將電氣原點(diǎn)到機(jī)械原點(diǎn)的距離用一個(gè)原點(diǎn)偏移量參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。這個(gè)重合的點(diǎn)就是機(jī)床原點(diǎn)。在加工中心使用過程中，機(jī)床手動(dòng)或者自動(dòng)回參考點(diǎn)操作是經(jīng)常進(jìn)行的動(dòng)作。

　　一、加工中心回參考點(diǎn)的方法

　　按機(jī)床檢測元件檢測原點(diǎn)信號方式的不同，返回機(jī)床參考點(diǎn)的方法有兩種，即柵點(diǎn)法和磁開關(guān)法。在柵點(diǎn)法中，檢測器隨著電機(jī)一轉(zhuǎn)信號同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)柵點(diǎn)或一個(gè)零位脈沖。在機(jī)械本體上安裝一個(gè)減速撞塊及一個(gè)減速開關(guān)，當(dāng)減速撞塊壓下減速開關(guān)時(shí)，伺服電機(jī)減速至接近原點(diǎn)速度運(yùn)行。當(dāng)減速撞塊離開減速開關(guān)即釋放開關(guān)后，數(shù)控系統(tǒng)檢測到的第一個(gè)柵點(diǎn)或零位信號即為原點(diǎn)。在磁開關(guān)法中，在機(jī)械本體上安裝磁鐵及磁感應(yīng)原點(diǎn)開關(guān)或者接近開關(guān)，當(dāng)磁感應(yīng)原點(diǎn)開關(guān)或接近開關(guān)檢測到原點(diǎn)信號后，伺服電機(jī)立即停止，該停止點(diǎn)被認(rèn)作原點(diǎn)。
　　柵點(diǎn)法的特點(diǎn)是如果接近原點(diǎn)速度小于某一固定值，則伺服電機(jī)總是停止于同一點(diǎn)，也就是說，在進(jìn)行回原點(diǎn)操作后，機(jī)床原點(diǎn)的保持性好。磁開關(guān)法的特點(diǎn)是軟件及硬件簡單，但原點(diǎn)位置隨著伺服電機(jī)速度的變化而成比例地漂移，即原點(diǎn)不確定。目前，大多數(shù)機(jī)床采用柵點(diǎn)法。
　　柵點(diǎn)法中，按照檢測元件測量方式的不同分為以絕對脈沖編碼器方式歸零和以增量脈沖編碼器方式歸零。在使用絕對脈沖編碼器作為測量反饋元件的系統(tǒng)中，機(jī)床調(diào)試時(shí)第一次開機(jī)后，通過參數(shù)設(shè)置配合機(jī)床回零操作調(diào)整到合適的參考點(diǎn)后，只要絕對脈沖編碼器的后備電池有效，此后每次開機(jī)，不必進(jìn)行回參考點(diǎn)操作。在使用增量脈沖編碼器的系統(tǒng)中，回參考點(diǎn)有兩種模式，一種為開機(jī)后在參考點(diǎn)回零模式下各軸手動(dòng)回原點(diǎn)。每一次開機(jī)后都要進(jìn)行手動(dòng)回原點(diǎn)操作。另一種在存儲器模式下，第一次開機(jī)手動(dòng)回原點(diǎn)，以后均可用G代碼指令回原點(diǎn)。

　　二、加工中心開機(jī)手動(dòng)回參考點(diǎn)的動(dòng)作過程

　　使用增量式脈沖編碼器作為測量反饋元件的機(jī)床，開機(jī)手動(dòng)回原點(diǎn)的動(dòng)作過程一般有以下三種：
　　1.手動(dòng)回原點(diǎn)時(shí)，回原點(diǎn)軸先以參數(shù)設(shè)置的快速進(jìn)給速度Fr向原點(diǎn)方向移動(dòng)，當(dāng)原點(diǎn)減速撞塊壓下原點(diǎn)減速開關(guān)時(shí)，伺服電機(jī)減速至由參數(shù)設(shè)置的接近原點(diǎn)速度Fl繼續(xù)向前移動(dòng)，當(dāng)減速撞塊釋放減速開關(guān)后，數(shù)控系統(tǒng)檢測到編碼器發(fā)出的第一個(gè)柵點(diǎn)或零標(biāo)志信號時(shí)，歸零軸停止，此停止點(diǎn)即為機(jī)床參考點(diǎn)。
　　2.回原點(diǎn)軸先以快速進(jìn)給速度Fl向原點(diǎn)方向移動(dòng)，當(dāng)原點(diǎn)減速開關(guān)被減速撞塊壓下時(shí)，回原點(diǎn)軸制動(dòng)到速度為零，再以接近原點(diǎn)速度Fr向相反方向移動(dòng)，當(dāng)減速撞塊釋放原點(diǎn)接近開關(guān)后，數(shù)控系統(tǒng)檢測到檢測反饋元件發(fā)出的第一個(gè)柵點(diǎn)或零標(biāo)志信號時(shí)，回零軸停止，該點(diǎn)即機(jī)床原點(diǎn)。
　　3.回原點(diǎn)時(shí)，回原點(diǎn)軸先以快速進(jìn)給速度Fr向原點(diǎn)方向移動(dòng)，當(dāng)減速撞塊壓下減速開關(guān)時(shí)，回歸原點(diǎn)軸制動(dòng)到速度為零，再向相反方向以Fl速度微動(dòng)，當(dāng)減速撞塊釋放減速開關(guān)時(shí)，歸零軸又反向以Fl速度沿原快速進(jìn)給方向移動(dòng)，當(dāng)減速撞塊再次壓下減速開關(guān)時(shí)，歸零軸仍以接近原點(diǎn)速度Fl前移，減速撞塊釋放減速開關(guān)后，數(shù)控系統(tǒng)檢測到第一個(gè)柵點(diǎn)或零標(biāo)志信號時(shí)，歸零軸停止，機(jī)床原點(diǎn)隨之確立。(參見圖3)。
　　使用增量式檢測反饋元件的機(jī)床，開機(jī)第一次各伺服軸手動(dòng)回原點(diǎn)大多采用撞塊式復(fù)歸，其后各次的原點(diǎn)復(fù)歸可以用G代碼指令，以快速進(jìn)給速度復(fù)歸至開機(jī)第一次原點(diǎn)位置。
　　從數(shù)控系統(tǒng)控制過程來分析機(jī)床回原點(diǎn)：機(jī)床在回原點(diǎn)模式下，伺服電機(jī)以大于某一固定值的進(jìn)給速度向原點(diǎn)方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)檢測到電機(jī)一轉(zhuǎn)信號時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的參考計(jì)數(shù)器被清零。如果通過參數(shù)設(shè)置了柵點(diǎn)偏移量，則參考計(jì)數(shù)器內(nèi)也自動(dòng)被設(shè)定為和柵點(diǎn)偏移量相等的值。此后，參考計(jì)數(shù)器就成為一個(gè)環(huán)行計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)數(shù)器對移動(dòng)指令脈沖計(jì)數(shù)到設(shè)定的值時(shí)被復(fù)位，隨著一轉(zhuǎn)信號的出現(xiàn)產(chǎn)生一個(gè)柵點(diǎn)。當(dāng)減速撞塊壓下原點(diǎn)減速開關(guān)時(shí)，電機(jī)減速到接近原點(diǎn)速度運(yùn)行，撞塊釋放原點(diǎn)減速開關(guān)后，電機(jī)在下一個(gè)柵點(diǎn)停止，產(chǎn)生一個(gè)回原點(diǎn)完成標(biāo)志信號，參考位置被復(fù)位。電源開啟后第二次返回原點(diǎn)，由于參考計(jì)數(shù)器已設(shè)置，柵點(diǎn)已建立，因此可以直接返回原點(diǎn)位置。
　　使用絕對檢測反饋元件的機(jī)床第一次回原點(diǎn)時(shí)，首先，數(shù)控系統(tǒng)與絕對式檢測反饋元件進(jìn)行數(shù)據(jù)通信以建立當(dāng)前的位置，并計(jì)算當(dāng)前位置到機(jī)床原點(diǎn)的距離及當(dāng)前位置到最近柵點(diǎn)的距離，將計(jì)算值賦給計(jì)數(shù)器，柵點(diǎn)被確立。

　　三、回參考點(diǎn)故障診斷

　　當(dāng)加工中心回參考點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，先檢查原點(diǎn)減速撞塊是否松動(dòng)，減速開關(guān)固定是否牢固或是否損壞。若無問題，應(yīng)進(jìn)一步用百分表或激光測量儀檢查機(jī)械相對位置的漂移量；檢查減速撞塊的長度；檢查回原點(diǎn)起始位置、減速開關(guān)位置與原點(diǎn)位置的關(guān)系；檢查回原點(diǎn)的模式；是否開機(jī)后的第一次回原點(diǎn)；是否采用絕對脈沖編碼器；檢查伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)量、指令倍乘比(CMR)及檢測倍乘比(DMR)的設(shè)置；檢查回原點(diǎn)快速進(jìn)給速度的參數(shù)設(shè)置、接近原點(diǎn)速度的參數(shù)設(shè)置及快速進(jìn)給時(shí)間常數(shù)的參數(shù)設(shè)置是否合適；確認(rèn)系統(tǒng)是全閉環(huán)還是半閉環(huán)；檢查參考計(jì)數(shù)器設(shè)置是否適當(dāng)?shù)取！　』卦c(diǎn)故障現(xiàn)象及診斷調(diào)整步驟如下：
　　1.機(jī)床回原點(diǎn)后原點(diǎn)漂移
　　如采用絕對脈沖編碼器，診斷及調(diào)整步驟見“使用絕對脈沖編碼器的機(jī)床回原點(diǎn)時(shí)的原點(diǎn)漂移”一節(jié)；若是采用增量脈沖編碼器的機(jī)床，應(yīng)確定系統(tǒng)是全閉環(huán)還是半閉環(huán)。若為全閉環(huán)系統(tǒng)，診斷調(diào)整步驟見“全閉環(huán)系統(tǒng)中的原點(diǎn)漂移”一節(jié)；若為半閉環(huán)系統(tǒng)，用百分表或激光測量儀檢查機(jī)械相對位置是否漂移。若不漂移，只是位置顯示有偏差，檢查是否為工件坐標(biāo)系偏置無效。在機(jī)床回原點(diǎn)后，機(jī)床CRT位置顯示為一非零值，該值取決于某些諸如工件坐標(biāo)系偏置一類的參數(shù)設(shè)置。若機(jī)械相對位置偏移，確定偏移量。若偏移量為一柵格，診斷方法見“原點(diǎn)漂移一柵點(diǎn)”一節(jié)的處理步驟。若漂移量為數(shù)個(gè)脈沖，見“原點(diǎn)漂移數(shù)個(gè)脈沖”一節(jié)的診斷步驟。否則檢查脈沖數(shù)量和參考計(jì)數(shù)器的值是否匹配。如不匹配，修正參考計(jì)數(shù)器的值使之匹配；如果匹配，則脈沖編碼器壞，需要更換。
　　2.使用絕對脈沖編碼器的機(jī)床，回原點(diǎn)時(shí)的原點(diǎn)漂移
　　首先檢查并重新設(shè)置與機(jī)床回原點(diǎn)有關(guān)的檢測絕對位置的有關(guān)參數(shù)，重新再試一次回原點(diǎn)操作。若原點(diǎn)仍漂移，檢查機(jī)械相對位置是否有變化。如無漂移，只是位置顯示有偏差，則檢查工件坐標(biāo)偏置是否有效。若機(jī)械位置偏移，則絕對脈沖編碼器故障。
　　3.全閉環(huán)系統(tǒng)中的原點(diǎn)漂移
　　先檢查半閉環(huán)系統(tǒng)回原點(diǎn)的漂移情況，如果正常，應(yīng)檢查電機(jī)一轉(zhuǎn)標(biāo)志信號是否由半閉環(huán)系統(tǒng)提供。檢查有關(guān)參數(shù)設(shè)置及信號電纜連接。如參數(shù)設(shè)置正常，則光柵尺等線性測量元件不良或其接口電路故障。如參數(shù)設(shè)置不正確，則修正設(shè)置重試。
　　4.原點(diǎn)漂移一個(gè)柵點(diǎn)
　　先減小由參數(shù)設(shè)置的接近原點(diǎn)速度，重試回原點(diǎn)操作。若原點(diǎn)不漂移，則為減速撞塊太短或安裝不良。可通過改變減速撞塊或減速開關(guān)的位置來解決，也可通過設(shè)置柵點(diǎn)偏移量改變電氣原點(diǎn)解決。當(dāng)一個(gè)減速信號由硬件輸出后，數(shù)字伺服軟件識別這個(gè)信號需要一定時(shí)間。因此當(dāng)減速撞塊離原點(diǎn)太近時(shí)，軟件有時(shí)捕捉不到原點(diǎn)信號，導(dǎo)致原點(diǎn)漂移。　　如果減小接近原點(diǎn)速度參數(shù)設(shè)置后，重試原點(diǎn)復(fù)歸，若原點(diǎn)仍漂移，可減小快速進(jìn)給速度或快速進(jìn)給時(shí)間常數(shù)的參數(shù)設(shè)置，重回原點(diǎn)。若時(shí)間常數(shù)設(shè)置太大或減速撞塊太短，在減速撞塊范圍內(nèi)，進(jìn)給速度不能到達(dá)接近原點(diǎn)速度，當(dāng)接近開關(guān)被釋放時(shí)，即使柵點(diǎn)信號出現(xiàn)，軟件在檢測進(jìn)給速度未到達(dá)接近原點(diǎn)速度時(shí)，回原點(diǎn)操作不會(huì)停止，因而原點(diǎn)發(fā)生漂移。
　　若減小快進(jìn)時(shí)間常數(shù)或快速進(jìn)給速度的設(shè)置，重新回原點(diǎn)，原點(diǎn)仍有漂移，應(yīng)檢查參考計(jì)數(shù)器設(shè)置的值是否有效，修正參數(shù)設(shè)置。
　　5.原點(diǎn)漂移數(shù)個(gè)脈沖
　　若只是在開機(jī)后第一次回原點(diǎn)時(shí)原點(diǎn)漂移，則為零標(biāo)志信號受干擾失效。為防止噪聲干擾，應(yīng)確保電纜屏蔽線接地良好，安裝必要的火花抑制器，不要使檢測反饋元件的通信電纜線與強(qiáng)電線纜靠得太近。若并非僅在開機(jī)首次回原點(diǎn)時(shí)原點(diǎn)變化，應(yīng)修正參考計(jì)數(shù)器的設(shè)定值。
　　如果通過上述步驟檢查仍不能排除故障，應(yīng)檢查編碼器電源電壓是否太低；編碼器是否損壞；伺服電機(jī)與工作臺的聯(lián)軸器是否松動(dòng)；系統(tǒng)主電路板是否正常；有關(guān)伺服軸電路板是否正常及伺服放大器板是否正常等。