下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
在定位控制系统中，工件的运动可以定义在坐标系中运动，这样坐标系中的原点就是工件运动的起始位置。对于这个起始位置，在定位控制中经常会碰到机械原点、电气原点、机械零点和电气零点等名词术语。由于目前对这些术语并没有一个统一的定义和说明，往往同一术语不同资料有不同的讲解，而同一讲解术语却不同，初学者对此十分困惑。编者就这个问题提出了自己的一些看法和理解，供广大读者参考。读者也可就这个问题展开一些讨论，使这个问题更加清晰。
1）机械原点与电气原点
机械原点的叫法最早出现在数控机床、加工中心等高精度自动化设备上。这些设备加工精度很高，在其加工程序的编制中，各种数据都是以坐标的数值来标明的。有了坐标系统，必定有坐标的起始位置，这就是坐标的原点，原点一旦确定，各种加工数据都是以原点为参考点核算的，这个原点就是设备的机械原点，设备在每加工一批工件前都必须进行原点回归。因此，机械原点是设备本身所固有的，一旦设备装配好，其机械原点的位置也就确定了。
一般来说，设备的机械原点是通过各种无源或有源开关来确定的，由于这些开关精度有限，加之工件为高速回归，就产生了原点重置性较差的问题，也就是每次原点回归的原点位置会不完全一样，这就影响了高精度的加工。为了解决机械原点重置性较差的问题，人们采用了开关加编码器Z相脉冲来确定原点位置的方式。这种方式的原点是这样确定的：在工件上附加一个挡块（俗称DOG块），当工件进行原点回归时，先以高速向原点方向运动。当DOG块的前端碰到原点开关（俗称DOG开关、近点开关）后马上减速至低速运行。当DOG块的后端离开DOG开关时开始对编码器的零相（Z相）脉冲进行计数，计数到设定的数值后停止。停止点为原点位置。
采用这种方式后原点重置性能好了，原点位置的精度也提高了，但该原点仅与机械原点相近，并不与机械原点重合。采用这种方式，原点位置仅与DOG块和DOG开关及零相脉冲数有关。当DOG块和DOG开关安装完毕，且零相脉冲设置一定后，原点位置就已确定。把这个由开关加编码器的方式所确定的原点称为电气原点。
机械原点是设备原有的坐标原点，而电气原点则是所有加工数据的参考点，也可以是工件的起始位置。机械原点和电气原点并不是一个点，它们并不重合，电气原点位置非常灵活，用户可以很方便地进行调整，但一般情况下，为保证工件运行较大的行程，总是把电气原点设置在靠近机械原点的地方。
2）电气零点与机械零点
在位置控制中，所有的加工工件位置数据都是以相对于电气原点的绝对位置值存放在一个指定的数据寄存器中，称为工件位置当前值寄存器CP，其内容是随工件位置变化而变化的。显然，对电气原点来说，CP的值应为0。但是，在定位控制中，位置都是相对的，绝对位置是相对于电气原点（CP=0）而言的，而相对位置则是相对于当前位置（CP≠0）而言的。那么，在实际操作中，是不是一定要把原点位置定于如上所述的电气原点位置呢？也就是说，是不是一定要把原点位置的值设为0呢？
了解了绝对位置值CP是相对于CP=0的点的位置这个道理后就可以知道，CP=0的点位置是可以在定位控制的有效行程内任一点位置设置的，其必要条件是确定好这个位置后，其当前值数据寄存器值必须为0，这种可在任意点设置为CP=0的点为与电气原点相区别，把它称为电气零点。意思是当前值CP=0的点。这时，电气原点的绝对位置值就不为0，而是与电气零点存在一定距离的绝对位置值，这个值根据它与电气零点相对位置关系可正可负。
电气原点与电气零点的区别是：电气原点是在控制中执行了原点回归指令（有一定要求和步序）后所回到的点，这个点是固定的。仅与外部设置（DOG块，DOG开关）和内部设置（零相脉冲数）有关，一旦确定不再变化；而电气零点是在当前值寄存器数据CP=0的点，它可以在任意点设置。改变电气原点的当前绝对地址值，相当于改变电气零点的位置。在实践定位控制中，常常把电气原点的绝对地址值设为0，这时电气原点和电气零点合二为一，为同一点，一般统称为原点。在本书以后的讲解中，如果没有特殊说明，所指原点、原点回归均是指这种合二为一的电气原点。
如果在一个定位控制运动中，所有的位置数据都是用相对位置来完成的，这时工件的起始位置当前值CP是不是0就不重要，因为它不影响工件的定位。也就是说，当工件在全部控制过程中均采用相对定位方式来完成定位控制时，就不需要强调其起始位置值是多少，只要是满足控制要求的点均可，这种对工件加工起始位置CP≠0的点称为机械零点。
机械零点仅在全部是相对位置运动时作为工件起始点处理。当机械零点时的当前位置值CP=0时，机械零点和电气零点重合为一点。本书中不讨论机械零点的问题，一般情况下，认为机械零点和电气零点是同一个点。
综上所述，机械原点是指设备出厂时所指定的坐标零点位置，电气原点则是专指应用原点回归指令后所停止的点。而电气零点则是当前值CP=0的工件加工起始位置，机械零点则是指当前值CP不为0的工件加工起始位置点，而在一般应用中，把电气原点与电气零点合二为一的点统称为原点，本书也不例外。