淺談光電脈衝編碼器、與其通信電纜的一些常見故障

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脈衝編碼器是一種旋轉式的測角位移和速度檢測並將其轉換成電脈衝的傳感器。在數控機床廠已廣泛用於直流軸位置,旋轉軸角度、速度反饋檢測。

常用的光電脈衝編碼器可分為增量式和絕對式。

增量編碼器的碼盤沒有零點,不能表示機床的位置,只有在機床回零時,建立了機床座標系的零點後,才能表示出工作臺或刀具的位置。

淺談光電脈衝編碼器、與其通信電纜的一些常見故障

淺談光電脈衝編碼器、與其通信電纜的一些常見故障

絕對編碼器的碼盤上有絕對零點,該點作為脈衝的計數基準,計數值既可以反映軸位移量,也可以實時地反映機床工作臺的實際位置,同時在關機切斷電源後,機床的工作臺位置也不會丟失(由鋰電池提供電源給絕對編碼器保存零點和計數器值),再次開機後,不用回零點,即可立即加工運行。

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編碼器一般置於電機軸或滾珠絲桿上,通過電纜將軸旋轉的反饋檢測信息傳送給伺服驅動器裡的位置環和速度環,作出相應調整,同時有部分數據再由伺服系統數據總線傳遞給系統以進行分析處理,發出相應控制指令。

上述介紹編碼器的功能,那麼編碼器的一些常見的故障有那些。

1,編碼器內部電子元器件失效、損壞,反射鏡有汙質等導致其不能產生和輸出正確的脈衝。如FANUC的一些系統會出現350報警提示。

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2,與編碼器連接的通信電纜大都處於隨工作臺移動而移動狀態。所以易出現故障且高發。常出現斷線、接觸不良和短路,連接電纜的插頭鬆動引發的線頭虛焊或脫焊。這種情況發生時,FANUC一些系統會發出351報警提示。

3,通信電纜的屏蔽線出現故障,如接通不良、折斷。干擾信息未被屏蔽掉,干擾到了輸出的脈衝信號(弱電的脈衝信號極易受到高頻諧波分量、浪湧電壓、電流等影響)。一旦此類故障出現,如FANUC一些系統會發出350、351、過載、跟隨誤差等報警提示。

4,提供給編碼器的5V電源過低,如低於4.75V,會造成編碼器不能正常工作。出現此類故障時,檢查驅動器提供的5V電源;電纜線阻值及相關插頭接觸是否良好(長期不使用的處於潮溼場所數控設備的插頭與插座易產生銅綠)。一些FANUC系統會出現350、351、409等報警提示信息。

有時更換了編碼器或者拆下脈衝編碼器反饋信號線時,一些FANC系統會出現300報警提示,以要求返回參考點。

5,對於絕對編碼器的電池電量過低時,往住系統會作提示性的報警,需在一定時間內更換電池,否則參考點信息會丟失(一些FANUC系統會出現306~308報警提示,更換電池後,需重新手動返回參考點,以建立新參考點),牽涉到的軟限位、換刀點數據也將無效,需重新設定,另外絕對編碼器在出現數據傳輸異常時,一些FANUC系統會出現301~305報警提示。原因同上。

6,編碼器一轉信號故障,一轉信息是用於回零之用,一旦回零後,就不需要了。

下面以FANUC系統為例,參考點的形成機制。

編碼器的一轉信號PCZ、*PCZ為差分信號,由伺服模塊差分電路接收並整理給系統,系統與之相關軟件配合產生柵格信號(GRID),系統在此信號的基礎上再加上一定偏移量(1850設定的值),在出現一轉信號再移動偏移量後的位置就是最後的參考點。

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由於一轉信號是窄脈衝,除上方所述的故障外,在同等條件下,極易受到干擾,脈衝質量就會下降,出現幅度下降,如下圖

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脈衝丟失,波形不正常等,都會造成回零操作不成功。如有條件下用示波器檢查其波形,以判斷編碼器是自身原因,還是屏蔽通信電纜、伺服驅動器接收電路而引發的故障原因。

7,其它原因,如與電機軸、滾珠絲桿連接不良、鬆動,也會引發編碼器的脈衝輸出不正常。

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