单元08：增量零点、绝对零点、距离编码调整
★工作任务：
1.增量式参考点返回相关参数设置。
2.绝对方式回零相关参数设置。
3.距离编码零点建立过程。
★实训设备：
FANUC-0i数控机床综合实训系统、机电实训系统、数控机床考核系统、常用钳工工具、电工工具1套、数字(指针)万用表1只。
一、增量方式回零参数设置
所谓增量方式回零，就是采用增量式编码器，工作台快速接近，经减速档块减速后低速寻找栅格作为机床零点。
FANUC 系统实现回零必须满足下面各条件：
①回参考点（ZRN）方式有效——对应 PMC 地址 G43.7=1，同时G43.0（MD1）和G43.2（MD4）同时=1。
②轴选择（+/-Jx）有效——对应P MC 地址G100~G102=1。
③减速开关触发（*DECx）——对应P MC 地址X9.0~X9.3或G196.0~3从1到0再到1。
④电气栅格被读入，找到参考点。
⑤参考点建立，CNC 向P MC 发出完成信号Z P4 内部地址F094，ZRF1，内部地址F120。
时序如下，其动作过程和时序图如下：
图8-1 增量回参考点时序图
与增量式参考点返回相关参数：
移，用于调整机床参考点（参照上图）。
[数据形式] 双字轴型。
[数据单位] 检测单位。
[数据范围] 0～99999999。
★注意：设定的栅格偏移量绝对值应小于参考计数器容量（1821#参数）的最大值。
#1 (DLZ) 0 : 使用挡块回参考点。
（增量式回零）。
1 : 使用无挡块参考点。
#1（DLZx）0 : 使用挡块回参考点。
1 : 各轴使用无挡块参考点。
(PRM1002#1=0时有效，可对各轴进行选择。
)
#0 (ZRNx) 通电后，未建立参考点时，自动运行指令G28（自动回参考点）以外的轴移动时：
0 : 发生报警224信号，禁止轴移动。
1 : 不发生报警224信息，允许轴移动。
#5（ZMIx）0 : 回参考点方向为正方向。
1 : 回参考点方向为负方向。
#5 (DECx) 回参考点用减速信号*DECn(*DEC1,*DEC2)：
0 :为标准规格的负逻辑（信号状态为“0”进行减速）。
1 :为标准规格的正逻辑（信号状态为“1”进行减速）
增量式回零在传统的数控机床上使用最普遍，故障率也比较高，维修中遇到的主要问题有；回零时不减速，直至超程。
有减速但找不到零点出现90#报警。
回零位置偶尔差一个螺距等，我们将在第七章中结合案例讨论典型故障现象及解决方案。
二、绝对方式回零（又称无档块回零）
所谓绝对回零，就是采用绝对位置编码器建立机床零点，并且一旦零点建立，无需每次开电回零，即便系统关断电源，断电后的机床位置偏移（绝对位置编码器转角）被保存在电机编码器 S-RAM中，并通过伺服放大器上的电池支持电机编码器 S-RAM 中的数据。
传统的增量式编码器，在机床断电后不能够将零点保存，所以每遇断电再开点后，均需要操作者进行返回零点操作。
80年代中后期，断电后仍可保存机床零点的绝对位置偏码器被用于数控机床上，其保存零点的“秘诀”就是在机床断电后，机床微量位移的信息被保存在编码器电路的 S-RAM 中，并有后备电池保持数据。
FANUC 早期的绝对位置编码器有一个独立的电池盒，内装干电池，电池盒安装在机柜上便于操作者更换。
目前αi 系列绝对位置偏码器电池安装在伺服放大器塑壳迎面正上方。
这里需要提请读者注意的是，当更换电机或伺服放大器后，由于将反馈线与电机航空插头脱开，或电机反馈线与伺服放大器脱开，必将导致编码器电路与电池脱开了，S-RAM中的位置信息即刻丢失。
再开机后会出现 300#报警，需要重新建立零点。
绝对零点建立的过程如下：
图8-2 绝对回参考点方式
① 置PRM 1815#b4=0。
（前提条件1815#b5=1——采用绝对位置编码器）参数说明：
APCx 位置检测器为：
0：非绝对位置编码器。
1：绝对位置编码器。
APZx 零点位置：
0：没有在位。
1：在位。
② 用手动操作使轴移动电动机转1转以上的距离，在该位置先切断、再接上CNC电源。
（对绝对位置检测器第 1 次供电时必须进行这一操作。
）此时的进给速度和移动方向不受限制，使伺服电动机转1转以上，是为了要在脉冲编码器内检测到1转信号。
③ 用手动操作将轴移动到靠近参考点（约数 mm前）的位置。
④ 选择“ZERO RETURN”方式。
⑤ 按进给轴方向选择信号“＋”或“－”按钮后，向下1个GRID位置移动，当找到栅格位置后，系统返回参考点完成，轴移动停止，该位置即作为参考点。
需要说明的是，绝对位
置零点建立时寻找到的栅格，是“电气栅格”，即在编码器“物理栅格”基础上通过 1850# 参数偏置后的栅格。
三、距离编码回零
光栅尺距离编码是解决“光栅尺绝对回零”的一种特殊的决绝方案。
具体工作原理如下；传统的光栅尺有A相、B相以及栅格信号，A相、B相作为基本脉冲根据光栅尺分辨精度产生步距脉冲，而栅格信号是相隔一固定距离产生一个脉冲，所谓固定距离是根据产品规格或订货要求而确定的，如10mm, 15mm, 20mm, 25mm,30mm, 50mm等。
该栅格信号的作用相当于编码器的一转信号，用于返回零点时的基准零位信号。
而距离编码的光栅尺，其栅格距离不像传统光栅尺是固定的，它是按照一定比例系数成变化的，如下图示意；当机床沿着某个轴返回零点时，CNC读到几个不等距离的栅格信号后，会自动计算出当前的位置，不必像传统的光栅尺那样每次断电后都要返回到固定零点，它仅需在机床的任意位置移动一个相对小的距离就能够“找到”机床零点。
图8-3 距离编码
距离编码零点建立过程：
⑴ 选择回零方式，使信号ZRN置1，同时MD1、MD4置1
⑵ 选择进给轴方向 (+J1, –J1, +J2, –J2, etc.)
⑶ 机床按照所选择的轴方向移动寻找零点信号，机床进给速度遵循1425参数中（FL）设定速度运行。
⑷ 一旦检测到第一个栅格信号，机床即停顿片刻，随后继续低速（按照参数1425 FL中设定的速度）按照指定方向继续运行。
⑸ 继续重复上述(4)的步骤，找到3--4个栅格后停止，并通过计算确立零点位置。
⑹ 最后发出参考点建立信号(ZRF1, ZRF2, ZRF3, etc.置1)
图8-4 距离编码方式时序图
相关参数
OPTx 位置检测方式：
0：不使用分离式编码器（采用电机内置编码器作为位置反馈）。
1：使用分离式编码器（光栅）。
DCLx 分离检测器类型：
0：光栅尺检测器不是绝对栅格的类型。
1：光栅尺采用绝对栅格的形式。
DC4 当采用绝对栅格建立参考点时：
0：检测3个栅格后确定参考点位置。
1：检测4个栅格后确定参考点位置。
[数据类型] 双字节数据。
[数据单位] 检测单位。
[数据有效范围] 0 – 99999999。
距离编码1（Mark 1）栅格的间隔。
[
[数据单位] 检测单位。
[数据有效范围] 0 – 99999999。
距离编码2（Mark 2）栅格的间隔。
[
[数据单位] 检测单位。
[数据有效范围] -99999999 ~ 999999991821、1882、1883参数关系如下图所示。
图8-5 距离编码参数关系
具体实例如下图所示，机床采用公制入。
图8-6 距离编码实例
参数 No. 1821（距离编码 1 的间距）=“20000” No. 1882（距离编码 2 的间距）=“20020” No. 1883（参考位置）=上图 A 点位置+5mm
9965000
-50002000020000-200209960-5000
11-221-
=++++的间距）距离编码的间距距离编码的间距距离编码的距离
与距离编码距离编码（
所以参数1883# 内设为9965000。