伺服电机使用的位置反馈编码器，有的使用绝对位置编码器，有的使用相对位置编码器，因此数控机床返回参考点时也有所不同，主要差别在于：当伺服电机使用绝对位置编码器时，只需回一次参考点，以后数控系统始终知道坐标轴在何处，只要不将轴拆下来，不发生例如皮带打滑等机械传动上的问题，即使数控系统或机床断电，坐标轴的位置也不会丢失，下次通电时，数控系统的显示屏上会显示出坐标轴当前的位置；而当伺服电机使用相对位置编码器时，每次开机都要先返回参考点，当找到参考点（即原点）后，只要数控系统不断电，不发生例如皮带打滑等机械传动上的问题，原点就不会丢失，但一旦数控系统断电后，再次通电时，数控系统的显示屏上显示坐标轴当前的位置为0，数控系统必须重新返回参考点，否则每次开机的参考点位置都是不一样的。因此，对于使用相对位置编码器的数控机床，当机床上电，接通数控系统的电源后，首先要执行返回参考点操作，这是数控机床进行自动加工的前提条件。
由于所使用的数控系统不同，数控机床返回参考点的过程也有差别。本文以德国西门子802C数控系统、日本发那科Power Mate 0数控系统、日本三菱E60数控系统为例，详细介绍挡块式参考点返回的数控机床手动返回参考点的过程及其相关的信号与参数。
1 德国西门子802C数控系统参考点返回
1.1参考点返回过程
当使用德国西门子802C数控系统时，数控系统正常启动后，选择“回参考点”运行方式，然后按照预先设定的返回参考点的方向，按下802C数控系统MCP面板上该方向的手动进给键，例如：设定X轴为负方向返回参考点，则按-X键，机床就开始执行该轴的参考点返回。当减速挡块经过减速开关时，坐标轴回参考点延时信号接通，该轴会反向退回一定的距离，然后以设定的低速再次向参考点逼近。当减速挡块再次经过减速开关，坐标轴回参考点延时信号再次接通时，数控系统寻找该轴编码器发出的零脉冲并停止在该位置上，该位置即是参考点位置。此时，802C数控系统的液晶显示屏上显示当前该坐标轴的位置为0，同时该轴前方有参考点返回标记。
减速开关信号接入802C数控系统的输入点，其地址可由用户来定义。由于802C数控系统的I/O接口插座各引脚已经定义了接何种信号，不能由用户来选择输入信号公共端和输出信号公共端，因而当使用接近开关作为减速开关时，应使用PNP型接近开关，可以使用常开触点，也可以使用常闭触点，但在梯形图程序中的处理是不一样的：用常开触点时，在有减速开关信号时有坐标轴回参考点延时信号；用常闭触点时，在无减速开关信号时有坐标轴回参考点延时信号。
1.2相关信号
1.2.1激活回参考点运行
该信号的地址为V32000001.0，在手动方式下将该信号置1，即激活回参考点运行，使数控系统处于回参考点运行方式，机床可以执行返回参考点操作。
1.2.2坐标轴回参考点延时信号
V38001000.7为第1轴回参考点延时信号，V38011000.7为第2轴回参考点延时信号。在回参考点的过程中，当该信号第1次接通时，坐标轴反向运行一段距离，此时该信号断开，当该信号第2次接通时，坐标轴寻找零脉冲并停止。
1.3相关参数
1.3.134000带减速挡块的坐标轴
该参数设为1，表示该坐标轴带减速挡块。
1.3.234010返回参考点方向
该参数用来设定坐标轴返回参考点的方向，该参数设为0，表示正方向返回参考点；该参数设为1，表示负方向返回参考点。
1.3.334020寻找减速挡块速度
返回参考点时，按下方向键之后，机床坐标轴以该参数设定的速度在寻找减速挡块的方向运行。
1.3.434030减速挡块最大位移
该参数用来设定坐标轴从出发点到到达减速挡块的最大位移。如果机床坐标轴运行该位移后仍未到达减速挡块，则坐标轴停止，并产生20000报警。
1.3.534040寻找接近开关信号速度
执行返回参考点时，减速挡块碰到减速开关后，坐标轴以该参数设定的速度来运行。
1.3.634110回参考点坐标轴的顺序
该参数用来确定坐标轴按何种顺序回参考点。该参数设为-1，表示机床坐标轴不通过通道相关回参考点启动，该坐标轴可以不回参考点而使NC启动；该参数设为0，表示机床坐标轴不通过通道相关回参考点启动，该坐标轴不回参考点时不可以使NC启动；该参数设为1~5，表示机床坐标轴通道相关回参考点的顺序，例如，设为1表示第1个通道相关回参考点的坐标轴。
1.3.734200位置测量系统类型（参考点方式）
该参数设为0，表示不回参考点；该参数设为1，表示增量测量系统回参考点，编码器给出零脉冲；该参数设为2，表示接近开关单边沿触发；该参数设为3，表示位置坐标系基准标记；该参数设为4，表示接近开关双边沿触发；该参数设为5，表示接近开关凸轮。
按本例中返回参考点过程，该参数设为1，表示编码器给出零脉冲。
1.4减速挡块的长度
减速挡块必须足够长，这样才能使得减速后寻找减速挡块时可以在挡块上结束制动过程并且停止在挡块上，计算挡块的最短长度时可按下式计算：
最短长度=（寻找减速挡块速度或者寻找接近开关信号速度）2/2V轴加速度
如果机床坐标轴不能在减速挡块上停止，则会产生20001报警。因此，如果减速挡块过短，并且在坐标轴制动时运行超出减速挡块，会产生20001报警。
2 日本发那科Power Mate 0数控系统参考点返回
2.1参考点返回过程
当使用日本发那科Power Mate 0数控系统时，数控系统正常启动后，选择“回参考点”运行方式，然后按照预先设定的返回参考点的方向，按下操作面板上该方向的手动进给按钮，机床就开始执行该轴的参考点返回。当减速挡块经过减速开关时，该轴的返回参考点用减速信号*DECn（第1轴的减速信号*DEC1为X0.5，第2轴的减速信号*DEC2为X1.5）就发出信号，进给速度减至预先设定的接近速度继续运行，直至减速挡块脱离减速开关后，数控系统寻找到第一个电气栅格位置，也即通常所说的零脉冲位置，并停止在该位置上，这就是参考点位置，同时输出返回参考点结束信号ZPn和参考点建立信号ZRFn，参考点返回过程结束。此时，数控系统的显示屏上显示该坐标轴的当前位置坐标为0。
返回参考点用减速信号*DECn为Power Mate 0数控系统的输入点，其地址是固定的：第1轴减速信号的地址为X0.5，第2轴减速信号的地址为X1.5。由于Power Mate 0数控系统要求返回参考点减速信号的公共端必须接0 V，因而当使用接近开关作为减速开关时，应使用PNP型接近开关。由于数控系统本身可以设定*DECn信号为“0”时减速，还是*DECn信号为“1”时减速，所以减速开关可以使用常开触点，设定*DECn信号为“1”时减速，也可以使用常闭触点，设定*DECn信号为“0”时减速。
2.2相关信号
2.2.1ZRN返回参考点运行方式
该信号的地址为G43.7，在JOG方式下将该信号置1，数控系统为返回参考点运行方式，机床可以执行返回参考点操作。
2.2.2*DECn返回参考点减速信号
*DEC1信号的地址为X0.5，是第1轴返回参考点减速信号；*DEC2信号的地址为X1.5，是第2轴返回参考点减速信号。
2.2.3ZPn返回参考点结束信号
ZP1信号的地址为F94.0，是第1轴返回参考点结束信号；ZP2信号的地址为F94.1，是第2轴返回参考点结束信号。
2.2.4ZRFn参考点建立信号
ZRF1信号的地址为F120.0，是第1轴参考点建立信号；ZRF2信号的地址为F120.1，是第2轴参考点建立信号。
2.3相关参数
2.3.13003 bit5 DEC手动返回参考点的减速信号
该参数的设定与减速开关使用的是常开触点还是常闭触点有关：该参数设为0，表示*DECn信号为“0”时减速；该参数设为1，表示*DECn信号为“1”时减速。
2.3.21006 bit5 ZMIx返回参考点的方向
该参数用来设定返回参考点的方向，该参数设为0，表示正方向返回参考点；该参数设为1，表示负方向返回参考点。
2.3.31425各轴返回参考点时的FL速度
在返回参考点时，减速挡块碰到减速开关后，数控系统控制坐标轴减速到该参数指定的速度继续运行，直到找到参考点。
2.4减速挡块的长度
减速挡块要有一定的长度，这样才能使该轴可以减至一个较低的FL速度，从而保证该轴可以精确地定位于第一个电气栅格位置。通常，减速挡块的长度可以按下式取值：
LDW＞VR(12TR+30+TS)+4VL*TS60 000
式中，LDW：减速挡块长度，单位为mm；
VR：开始返回参考点时的速度，单位为mm/min；
TR：快速进给时间常数，单位为m*sec；
TS：伺服时间常数，单位为m*sec；
VL：减速后的接近速度，单位为mm/min。
安装减速开关时应注意，减速开关释放点与参考点之间的距离应为伺服电机每半转的移动量。
3 日本三菱E60数控系统参考点返回
3.1参考点返回过程
当使用日本三菱E60数控系统时，数控系统正常启动后，选择“回参考点”运行方式，然后按照预先设定的返回参考点的方向，按下操作面板上该方向的手动进给按钮，机床就开始执行该轴的参考点返回。当减速挡块经过减速开关时，该轴的减速开关信号断开，进给速度减至预先设定好的接近速度继续运行，直到减速挡块脱开减速开关，该轴的减速开关信号再次接通时，数控系统寻找到第一个栅格点位置并停止在该位置上，这个栅格点称为电气原点，也就是参考点位置。同时，数控系统输出返回参考点结束信号ZPn，参考点返回过程结束，此时，数控系统的显示屏上显示该坐标轴当前的位置坐标为0。
减速开关信号为E60数控系统的输入点，其地址是固定的：第一轴的减速信号为X18，第二轴的减速信号为X19，第三轴的减速信号为X1A。由于E60数控系统输入点的公共端可由用户自己来定义，因而当使用接近开关作为减速开关时，可以使用PNP型接近开关，此时输入点的公共端接0V，也可以使用NPN型接近开关，此时输入点的公共端接DC 24 V。由于数控系统本身为减速开关信号断开时减速，因此无论使用PNP型还是NPN型接近开关，都应使用常闭触点。
本文关键字：数控机床 机床，应用领域 - 机床
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