本文分七個小部分，分別介紹了機床原點、機床參考點、工件參考點、回參考點過程、幾種典型的模式以及常見的故障分析做了深入的介紹。
一、機床坐標系原點：
機床原點為機床上的一個固定點，也稱機床零點或機床零位。是機床制造廠家設置在機床上的一個物理位置，其作用是使機床與系統(tǒng)同步，建立測量機床運動坐標的起始點。并用M表示。該點是確定機床參考點的基準。
二、機床參考點：
機床參考點是機床制造廠在機床上用行程開關設置的一個物理位置，一般用R來表示。參考點與機床原點的相對位置是固定的，機床出廠前由機床廠精密測量確定的。機床原點和參考點的示意圖如圖1所示意。
圖1 數(shù)控車床的參考點和機床原點
一般來說，機床坐標系原點或機床零點是通過機床參考點間接確定的。
機床參考點是機床上的一個固定點，其與機床零點間有一確定的相對位置，一般設置在刀具運動的X、Z正向最大極限位置。
在機床每次通電之后，工作之前，必須進行回機床零點操作，使刀具運動到機床參考點，其位置由機械檔塊確定。
這樣，通過機床回零操作，確定了機床零點，從而準確地建立機床坐標系，即相當于數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部建立一個以機床零點為坐標原點的機床坐標系。機床坐標系是機床固有的坐標系，一般情況下，機床坐標系在機床出廠前已經(jīng)調整好，不允許用戶隨意變動。
對于銑床來說，有的機床參考點就是原點，有的參考點在最大行程位置。而對于車床來說，參考點和原點不是同一點，這在圖1中顯示得十分明顯。
三、 工件坐標系原點：
工件坐標系是用來確定工件幾何形體上各要素的位置而設置的坐標系，工件原點的位置是人為設定的，它是由編程人員在編制程序時根據(jù)工件的特點選定的，所以也稱編程原點。工件坐標系原點和機床原點是有偏移的，所有的編程都是以工件原點作為原點的，在通過G53，G59來指定偏移。
四、 機床回參考點過程：
機床回參考點過程在往期文章（《端午節(jié)，回家就向數(shù)控機床回參考點一樣，不需要理由，只需要團聚》）中已經(jīng)詳細說明了，這里再簡單回顧一下：
1)設置回參考點工作方式；
2)選擇返回參考點的軸并操作該軸返回參考點，該軸以G00快速向參考點運動；
3)當隨滑板一起運動的撞塊壓下參考點開關觸頭，使其內(nèi)斷(ON)轉通(OFF)狀態(tài)后，機床滑板會減速并按參數(shù)設定的速度繼續(xù)移動。減速可減少運動部件的運動慣量，便于正確停留在參考點位置。
4)當參考點撞塊釋放開關觸頭，使其由通(OFF)轉斷(ON)后，CNC系統(tǒng)將等待柵格信號的出現(xiàn)，該信號一出現(xiàn)，滑板運動就立即停止。此時，滑板到達的位置是電氣原點，數(shù)控系統(tǒng)記憶該點的坐標值。由于調整時做不到電氣原點與機床上規(guī)定的參考點位置完全重合，存在誤差，故通過測量這一誤差值，采用對參考點補償?shù)姆椒▉硇Ｕ?，即參考點偏移補償。
將脈沖信號、回參考點速度、開關狀態(tài)表示在一張圖上如圖2所示。
圖2 回參考點過程中狀態(tài)的變化
五、幾種典型回參考點模式
以上是回參考的基本過程，但是具體到不同型號的機床上，回參考點的模式還略有不同。以發(fā)那科系統(tǒng)為例，在回參考點是，軸先以速度V1（G00速度）向參考點快速移動，碰到開關后，在減速開關信號控制下，減速到V2（低速）并繼續(xù)前移，脫開檔塊后，再找零標志。當軸到達測量系統(tǒng)零標志發(fā)出柵格信號時軸即制動到速度為零，然后再以速度V2前移參考點偏移量而停止于參考點。
圖3 發(fā)那科系統(tǒng)回參考點模式
對于西門子系統(tǒng)SIEMENS810來說，回參考點時，軸先以V1快速向參考點移動，碰到參考點開關后速度制動到零，然后反向以速度V2慢速移動，到達測量系統(tǒng)零標志產(chǎn)生柵格信號時，軸即制動到速度為零，再前移參考點偏移量而停止于參考點。
圖4 西門子系列回參考點模式
六、回參考點故障常見原因
回參考點的典型故障有：找不到參考點
主要是回參考點減速開關產(chǎn)生的信號或零標志信號失效。診斷時，先搞清方式，再對照故障現(xiàn)象，先內(nèi)后外和信號追蹤法查找故障部位。外部，檢查機床外部的擋塊和開關，查PLC或接口狀態(tài)。內(nèi)部，用示波器檢查零標志 。
回參考點的故障診斷。
故障類型2：找不準參考點。主要是參考點開關擋塊位置設置不當引起，需重新調整即可。
七、幾個典型的回參考點故障
例1：某數(shù)控銑床采用方式一回參考點，Y軸回完后比參考點位置超前約一個螺距。
分析：動作正常，參考點開關擋塊位置不對
例2：某數(shù)控銑床采用發(fā)那科方式回參考點，X軸能進行回參考點操作，并以回參考點速度向參考點接近，但找不到參考點，而是一直以這一速度向前移動，直到碰到限位開關而急停。
分析：回動作正常，CNC、伺服正常，一個速度不變，參考點開關有問題，I/O口狀態(tài)觀察，開關失效。
例3：某數(shù)控銑床采用西門子方式回參考點，X軸先正方向快速運動，碰到參考點開關后能以慢速反向運動，但找不到參考點，而是一直反向運動，直到碰到限位開關而急停。
分析：減速正常，位置測量裝置的零標志脈沖信號不正常，I/O狀態(tài)觀察參考點開關有否問題，正常則觀察零標志脈沖信號。正常則CNC測量組件通道（用交換法）可能有問題。
例4：某數(shù)控銑床采用其他方式回參考點，Y軸先正方向快速運動，再反向微動，然后再反向慢速移動，碰到限位開關而停。
分析：Y軸反向和減速均正常，說明CNC系統(tǒng)及參考點開關正常。示波器觀察零標志脈沖信號。若無，則零標志脈沖信號丟失所致，正常則CNC測量足見組件通道（用交換法）。
圖5 數(shù)控機床工作臺
例5：一臺采用西門子SINUMERIK3M數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控磨床，開機后出現(xiàn)Y軸回不了參考點。
觀察故障現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)當X軸回完參考點后，Y軸開始運動，但減速后一直運動，直到壓上限位開關。很明顯是零點脈沖出現(xiàn)了問題。數(shù)控系統(tǒng)是通過測量板接收零點脈沖和位置反饋信號的，由于位置反饋采用的是光柵尺，所以測量板上X, Y軸各加一塊脈沖整形及放大電路EXE板。由于X軸沒有問題，可能是Y軸的EXE板出現(xiàn)問題，將X軸與Y軸的EXE板對換，開機測試，故障轉移到X軸上，說明確實是Y軸的EXE板出現(xiàn)了問題，更換新的EXE板后故障排除。這個故障是由于數(shù)控系統(tǒng)的測量板出現(xiàn)問題而導致Y軸回不了參考點。
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