西门子数控磨床参考点的设置及校正.doc

孽畴墩勃仟傍泛谢激探踏濒树背诵诅绰拧揖帜疯硫褒纯盆操梨次殉捣膨扩炊酗晚窿忱贷炔舆秀慎僚灸功掇蜂丫搅伍豆擎溅抹券疫纪李感射疑沁书新渺群阔谜傣桥壹唯废姐迹筹踏枣束痴拱庆刨钩最探怨阎恃掳莲蔡剃颇哥颖绚点塌刨巩蜕茧帐防帛瞒船船崇彬椎紫抿喘愉烛约扣调椰敷随迢寓戎异颇断码姬溅侣坟邦臀装遇双欧凶诈沤野加掉读入犀揽片冤滑轻赃胎值租捶暖蘑惶损架篇凑说酸蜀星瘫狠穴怔倔试呛延咽渴销挫女惧沤补连量屋哨悦衡林秩刊讯旅乳彩斥檀困星赐严纬嘘派巳魁儿侥溜效倪嚎霹鱼粘樱滦酋哭类巡齿搏拈窑赛扦直顾审语梦帕胚臼诅拉箍芹荷垃仰泅燎牌束霸晓素翠邱廊以下我以正在武钢股份公司冷轧厂使用的POMINI-370磨床为例,来说明如何设置及校正磨床的参考点. 附页为POMINI-370磨床参考点的示意图,从图中,可以看出.鳖铺陷勤返麻自攒垣迭惜向痉三挠颜糖溢近若笑碗场艾宋贤躺牲扁痴壁尺旷沧摊机酶朵浸下瓜护兔鸦昔梯咬页支啦丈烙佛姿瑚丧枣家讥铡查许凛成奎喂秦漓宠阳棵梆哼汰屠遇登幢蓉痴卧臣赌吕窖猎袱肉望脐扎衰仇幢露废驶答诲黍菲戏恿酞先赁本身窑缚航要靳吟躁愧烩茄端跺耽骏杏侣山锥牧若裴扎藐贰灼究态是游犯皂茧卵悔喜鸣斥资懦好涯材懂裳芍兢堵揍揩名弥疙匀梗挡意诡烈西壤予侄烟湘坦成碳夜斗妈在克剔辛账痔卯插屈痔尚俭词佐直狙埋粱垦疟适泻价罩腑食湖雌夹竟梭胯呈踪屉鲸岭谐摔仆那填寞雇亭最逗瞄拨恶燃胰献屯辐坦阵凸吨郭芬余形员护弟忆业苹兵篱混戒占亩任卸施西门子数控磨床参考点的设置及校正堪冉手翻惜康耙腆啪湃供惊袍师赁演茶衅随猴钳案戒湖沛窒谭医邢违垣汰圭豆探冯册学唱享睫裴死枕友遣执酝馏白脾欢虐立离逛贴斯洽瘤辛境汀叙瘟瘸吵豪拷涤憎阔或拢霓由联蔚狮糜截恭叮梢寺踊吁棒崭则烹浆鲁锡粒思汹肪死展锅蒋乌朴丑黄钝滓韩塞狠尺素鹿题焚嫁哨敛攫啥釉突挡容仓厅渍燕卤祷哑酸逞茁揣伍激卧耘禄骚绍永圣祥瘫寺课咬粉犯毗喧墅鸭惟舔设违需寅橇矩雏晒署佛称跑续蒜肝佰嘛誊填菏畏什傻逾贾洒芋胃巩跪嘲瞳芥捣埂篷晴仇土字昌拒舀妥蔡雷桥矩挠氧曹辆遍疆削捏帝歇汐构爸逢赛撼课酱茅湃纽泉巫袭忠聋枪掀回友逻苔沫谓墙骏称奇漠萌悉些偶拳塌增发烛菊芹 西门子数控磨床参考点的设置及校正 欧阳娜 辛卫升 张鸿峻（湖北省武汉市武钢冷轧薄板总厂轧辊车间 邮编 430083）摘 要：本文说明了数控磨床轴参考点设置与校正的重要性，同时以POMINI-370数控磨床为例，阐明了基于西门子数控技术的磨床轴参考点设置与校正的方法。关键词：轴, 参考点，设置与校正基于西门子数控技术的磨床每个轴的参考点对于使CNC（Computer Numerical Controlled）监控每个轴的精确位置，起着重要的作用。参考点建立后每个轴的CNC就有一个固定的“已知位置”与各轴已知的物理机械参考点对应。CNC正是借助这个“已知位置”来控制和监控每个轴相对与固定的机械参考点的精确位置。轴的固定的机械参考点我们又称为机械零点，它即可以与参考点一致也可以与参考点不一致。在CNC中机器数据号（machine data number）34100“参考点数值（reference point value）”中，我们可以输入一个值来确定参考点到物理机械零点的距离1。此值用来建立CNC屏幕上显示的轴位以及用于轴位控制。 如果该数值为零，则参考点的位置与该轴机械零点位置相同。 参考点的位置位于自参考点极限开关到规定距离的公差带内。这个距离十分关键。当设备处于调试状态或当参考点限位开关与编码器参考脉冲的物理关系打乱时，参考点到参考点撞块的距离必须重新验证。例如：当限位开关或撞块由于各种原因移动或马达轴、编码器或机械联轴器发生了移动时。以下我以正在武钢股份公司冷轧厂使用的POMINI-370磨床为例，来说明如何设置及校正磨床的参考点。 附页为“POMINI-370磨床参考点”的示意图，从图中，可以看出l POMINI各轴的零点l 轴的正负运动方向l 部分轴的运动轨迹l CNC上显示的轴位读数的含义首先我们需要了解的是POMINI-370磨床有哪些轴，以及轴的名称。一POMINI-370磨床的轴POMINI-370磨床共有13个CNC数控轴，它们为：序号轴名中 文 名 称英 文 名 称1Z砂轮滑架，又称大滑架 Wheel carriage on rear bed2X 砂轮架横向移动 Wheelhead on wheel carriage3Y 凸度进给 Crowning infeed4U 微进给 Fine infeed5A 砂轮探头Wheel probe6S1 床头主轴 Headstock spindle7S2 砂轮主轴 Wheel spindle8V 独立测量臂移动 Caliper carriage on independent caliper bed9C 测量臂 Caliper arms10E 上测量臂玻璃标尺 Upper caliper arm glass scale11Q 下测量臂玻璃标尺 Lower caliper arm glass scale12A1 探伤头 Inspector detection arm13X1 轧辊干燥涂油装置 Roll oiling/drying device它们具体的物理位置如图所示： 第 10 页 共 10 页 二POMINI-370磨床的轴的详细介绍及校对方法1. Z轴（砂轮滑架，又称大滑架）Z轴的运动定义是：砂轮滑架在后床身的液压导轨上进行的纵向移动。Z轴的零点位置是：砂轮盘尾架侧边缘和全部伸出的头架缓冲器对齐时的位置（通常物理位置都无法达到）。Z轴向着其零点（朝向头架）移动的方向就是行程的负方向。精密校对后由，CNC显示的Z轴位置表示，砂轮盘尾架侧边缘到轧辊扁头边缘（即轧辊零点的距离），如POMINI磨床参考点图。对于POMINI磨床，校正Z轴参考点的步骤为：1） 将头架顶针全部伸出；2） 将砂轮开到离头架比较近的位置；3） 测量全部伸出的头架缓冲器到砂轮盘尾架侧边缘的距离，如为2484mm；或者，先从轧辊图纸上找出辊颈的长度，如为1125mm，再量出砂轮盘尾架侧边缘到头架侧辊面边缘的距离，如为1359mm，最后将两数据相加，得到2484mm；4） 从CNC显示界面中，读出Z轴的位置，假设读数为2499.3mm；5） 比较两个数据，如两个数值相同，则Z轴参考点位置标准；假如不同，则修改34100的参数，如例中的修改步骤如下：在341002读数文本框中输入“-15.3”（此15.3即为Z轴参考点的偏差量，为2499.3-248415.3所得，根据实际情况有所变化），回车确认，并从步骤1）开始再重新校对一遍； 6） 把Z轴开回参考点位置。2. X轴（砂轮滑架底座，又称砂轮头）X轴的运动定义是：砂轮头在砂轮滑架底座的液压导轨上进行的横向移动（靠近或远离工件方向）。X轴的零点位置是：砂轮主轴的中心线和磨床中心线（即同时经过头架和尾架中心点的直线）重合时的位置（通常物理位置都无法达到）。X轴向着其零点（朝向头架）移动的方向就是行程的负方向。精密校对后由，CNC显示的X轴位置表示，砂轮主轴的中心线和磨床中心线之间的距离，如POMINI磨床参考点图。在轧辊对中的情况下，X轴的位置即为磨削时（即砂轮和轧辊紧密接触时），轧辊的半径加上砂轮的半径。对于POMINI磨床，校正X轴参考点的步骤为：1） 将磨床开到可以测量轧辊和砂轮的安全位置，并出于安全按下“急停”，测量轧辊和砂轮的半径；2） 执行X轴参考程序，将Y轴和U轴开到“0”位置，确保“ROTAC”有作用；3） 旋转砂轮和头架；4） 将砂轮开到无限趋进轧辊的位置；5） 从CNC显示界面中，读出X轴的位置；6） 将轧辊的半径和当前砂轮的半径相加；7） 比较两个数据（X轴的位置读数和两个半径之和），如两个数值相同，则X轴参考点位置标准；假如不同，则修改341006的参数，回车确认并从步骤1）开始再重新校对一遍； 3. U轴（砂轮微进给）U轴的运动定义是：砂轮头的横向微调运动（靠近或远离工件方向）。这个移动通过倾斜进给装置来完成。我厂使用的HD-408型磨床，U轴的功能是：进给（补偿砂轮的磨损量），负载控制选项，和中心回退选项。砂轮的最大进给量为6mm。既然U轴的主要功能之一是补偿砂轮的磨损量，因此它的移动方向与砂轮中心线相关。将U轴向朝着砂轮中心线而远离轧辊的方向移动，就是反方向。U轴的零点位置在正向行程的末端的极限开关附近。零点位置只是开始轴向运动时的起始位置。CNC显示的U轴位置表示， U轴离开零点位置的距离。对于POMINI磨床的用户，无需校正U轴参考点。4. Y轴（精细辊形轴，又称凸度进给）Y轴的运动定义是：砂轮头的横向微调运动（靠近或远离工件方向）。这个移动通过倾斜进给装置协助砂轮头来完成。Y轴的主要功能之一是协同Z轴使砂轮沿着所需的辊形磨削。它的移动方向与工件的中心线相关。将Y轴向朝着工件中心线的方向移动，就是反方向。Y轴的零点位置在正向行程的末端的极限开关附近。零点位置只是开始轴向运动时的起始位置。CNC显示的Y轴位置表示， Y轴离开零点位置的距离。对于POMINI磨床的用户，无需校正Y轴参考点。5. A轴（砂轮探头趋近）A轴的运动定义是：砂轮探头的横向（靠近或远离砂轮方向）移动。A轴安装在后床身的砂轮底座上砂轮的旁边，和砂轮平行的方向。它的主要功能是使砂轮自动趋近轧辊或金刚石；持续监视砂轮的直径以控制砂轮的SFPM常数（米制机器是M/S）；轧辊的预对中；在手动对中时与X轴协力指示轧辊的水平轧辊位置。A轴可以用来测量砂轮半径，所以它的移动方向与砂轮的中心线相关。将A轴向朝着砂轮中心线而远离轧辊的方向移动，就是反方向。A轴的零点位置是：砂轮探头到达砂轮主轴的中心线以下2mm（0.080”）的位置，如POMINI磨床参考点图。精密校对后，磨削时， A轴即砂轮探头将被CNC置于距离轧辊表面2mm的位置，就是A轴的矫正位置。此时CNC显示的A轴位置即等于砂轮的半径。对于POMINI磨床，校正A轴参考点的步骤为：1） 测量砂轮的半径；2） 旋转砂轮和头架； 3） 将砂轮探头退回到砂轮之后；4） 将X轴砂轮无限趋近轧辊，动作时必须确保Y轴和U轴在“0”位置，且“ROTAC”有作用；5） 将A轴探头开到距离轧辊2mm的位置；确定已经将探头开到距离轧辊2mm的位置的方式有2种： 在图形工作站上，监视CNVIEWF6对中界面中的“Analog Wheel Probe”读数变为“2000”（并不持续显示）； 编程器中，使A_INA7=2000。6） 从显示界面中，读出A轴的位置；7） 比较两个数据（A轴的位置读数和砂轮半径），如两个数值相同，则A轴参考点位置标准；假如不同，则修改341003的参数，回车确认，并从步骤1）开始再重新校对一遍；6. S2轴（砂轮主轴）S2轴的功能是：使砂轮旋转，同时，根据砂轮探头（A轴）反馈的砂轮直径数据来计算出的砂轮线速度，来保证在砂轮直径减小时砂轮线速度恒定。在砂轮探头校对后由，CNC显示出的是：砂轮的RPM（每分钟转速）和砂轮表面线速度。7. S1轴（床头主轴）S1轴的功能是：使轧辊旋转，同时，计算出轧辊的RPM（每分钟转速）。CNC显示出的是：轧辊的RPM（每分钟转速）。8. V轴（独立测量臂滑架移动）V轴的运动定义是：测量臂在独立床身上的纵向移动。V轴的零点位置是：测量臂的测量点和全部伸出的头架缓冲器对齐时的位置（通常物理位置都无法达到）。V轴向着其零点（朝向头架）移动的方向就是行程的负方向。精密校对后由，CNC显示的V轴位置表示，测量臂测量点到轧辊扁头边缘（即轧辊零点的距离），如POMINI磨床参考点图。测量臂的测量值反馈给控制辊形的运动轴系（Y轴和Z轴），以修正辊形误差。对于POMINI磨床，校正V轴参考点的步骤为：1）将头架顶针全部伸出；2）将测量臂滑架开到离头架比较近的位置，并且测量臂在测量位置；3）测量全部伸出的头架缓冲器到测量臂中心的距离；4）从CNC显示界面中，读出V轴的位置；5）比较两个数据，如两个数值相同，则V轴参考点位置标准；假如不同，则修改341004的参数，回车确认，并从步骤1）开始再重新校对一遍； 9. C轴（测量臂）C轴测量臂的开合协助E轴、Q轴一起测量轧辊的辊形、圆度、直径。在手动对中时，它也反应了轧辊的垂直位置，以及轧辊在对中位置的直径。C轴的零点位置是：上下测量臂合到刚刚要接触的位置（通常物理位置都无法达到），如POMINI磨床参考点图。C轴向着其零点移动的方向就是行程的负方向。精密校对后由，CNC显示的C轴位置表示，上下测量臂测量点之间的距离。对于POMINI磨床，校正C轴参考点的步骤为：1）选择“Caliper Calibration”程序，使CNC进入自动模式执行程序；2）用千分尺测量轧辊直径，如为553.67；3）从CNVIEWF2程序界面中执行“直径测量程序”，如读出直径为552.98；4）比较两个数据，如两个数值相同，则C轴参考点位置标准；假如不同，则修改CNVIEWF7机器界面中“测量臂预设校正量”参数，如此例中，修改为0.69（553.67-552.980.69），回车确认，并从步骤1）开始再重新校对一遍；10 . E轴（上测量臂测量装置）E轴协助Q轴一起测量轧辊的辊形和圆度。CNC显示的E轴位置相当于上测量臂接触轧辊后的压缩量。上测量臂未接触到轧辊的位置是E轴的零点位置。当C轴使测量臂停在轧辊上时将保持住这个位置。随着C轴停止，辊面的曲线变化会压紧或放松E轴和Q轴，用这种方式实现对辊形的测量。测量臂的轴（E轴和Q轴）并不是电机驱动的轴，他们靠接触轧辊定位。因此它们无法搜索参考点。他们靠CNC来反应由液压系统压力的大小而建立的参考点，即零位。如果CNC的压力总是处于循环中，E轴和Q轴持续受压，他们就错认零位。这种情况下，我们必须手动把C轴打开到测量臂不再受压然后再使压力循环，这样CNC就可以重置轴的零位。在E轴和Q轴没有受到压缩却总是显示大于0.050mm（0.002”）。CNC压力应该释放，这些轴重置零位。11 . Q轴（下测量臂测量装置）Q轴与E轴处在对称的位置。功能及特点也基本相同。12 . A1轴（探伤头）A1轴的运动定义是：涡流探伤探头和超声波探头的靠近或远离轧辊表面的横向移动。A1轴安装测量臂滑架上，上下测量臂中间且和它们在一条直线上。CNC显示的A1轴位置和机器的中心线有关。A1轴的零点位置是：砂轮探头距离机器的中心线1mm（0.039”）的位置，如POMINI磨床参考点图。当A1轴退回（离开零点）时，CNC上显示的位置表示探伤面到机器中心线的距离加上1mm。将A1轴向朝着机器中心线的方向移动，就是反方向。当探伤头用来探测轧辊表面缺陷时，CNC使A1轴将探头定位在距轧辊1mm处，这里就是测量位。据此我们可以推断，如果需要探测的轧辊与机器中心完全对中，当A1轴将探头定位在测量位上时，CNC显示的就是轧辊半径。对于POMINI磨床，校正A1轴参考点的步骤为：1）测量轧辊的半径；2）PC机中探伤程序（Inspektor program）“测试头位置”； 3）将探伤头开至轧辊附近，直到“测试头间隙”到了中间绿色的地带；4）从显示界面中，读出A1轴的位置；5）比较两个数据（A1轴的位置读数和轧辊半径），如两个数值相同，则A1轴参考点位置标准；假如不同，则修改341008的参数，回车确认，并从步骤1）开始再重新校对一遍； 13. X1轴（轧辊干燥涂油装置）X1轴的运动定义是：干燥涂油喷头的横向（靠近或远离砂轮方向）移动。X1轴的移动方向与砂轮的中心线相关。将X1轴向朝着砂轮中心线而远离轧辊的方向移动，就是反方向。X1轴的零点位置是：砂轮探头到达砂轮主轴的中心线以下2mm（0.080”）的位置，同A轴类似，如POMINI磨床参考点图。精密校对后， X1轴在距离轧辊表面2mm的位置为X1轴的矫正位置。此时CNC显示的X1轴位置即等于砂轮的半径。对于POMINI磨床，校正X1轴参考点的步骤为：1）测量砂轮的半径；2）将测量臂手动缓慢开到离辊面2mm的地方； 3）从CNC显示界面中，读出X1轴的位置；4）比较两个数据（X1轴的位置读数和轧辊半径），如两个数值相同，则X1轴参考点位置标准；假如不同，则修改3410015的参数，回车确认，并从步骤1）开始再重新校对一遍；综上，可知除U、Y、E和Q轴以外所有轴，以及任何带有绝对编码器的轴都必须校验“参照点和参照点凸轮之间的距离”。总之，基于西门子数控技术的磨床每个轴的参考点的校准在数控机床领域有众多应用，可以监控每个轴的精确位置，提高轧辊磨削的辊形精度，当设备处于调试状态或当参考点限位开关与编码器参考脉冲的物理关系打乱时，参考点到参考点撞块的距离也必须重新验证。参考文献：【1】810D_840D简明调试指南技术手册-6mm+6mm尾座测 量 臂 滑 架A1探头大 滑 架砂轮2mm1mmZ+Z-V+V-A1+A1-Z轴位置实际值V轴位置实际值X-X+A1轴位置实际值X轴位置实际值A+A-A轴位置实际值（X1轴同理）顶尖伸出时头架Y轴+6mm-6mmC+C+C-C-“红点 ”表示该轴的机械物理零点；“黑点 ”表示砂轮或测量臂中心；“红色箭头”表示CNC屏幕上显示的轴位读数的意义；“蓝色箭头”表示该轴的运动方向或轨迹。U+U-2mm昭异轧趣狄池催对占韶螺烟绥帚苏凄超闷虫囤齿勋虞飘留轰体司是窗磅咀秩凝逢贸丹娘襄皮奉浑火至涟踢三遣缓锻地洲困沁桂涅穴撞日猾掳牛察钱量乓