編碼器在伺服系統(tǒng)中的干擾故障是怎么回事？

高精度伺服編碼器被用于許多行業(yè)。作為一些自動(dòng)化機(jī)器的關(guān)鍵部件，它在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的適用性，是高速電機(jī)伺服編碼器線(xiàn)的常見(jiàn)應(yīng)用。高速電機(jī)伺服編碼器線(xiàn)路的可靠性和可靠性立即危及機(jī)器和設(shè)備的特性，而危及其可靠性和可靠性的關(guān)鍵因素之一是抗干擾問(wèn)題，接下來(lái)，西安德伍拓公司和大家一起討論這個(gè)干擾問(wèn)題以及如何解決它。

1. 編碼器報(bào)警含義：

號(hào)碼	信息	內(nèi)容
360	n AXIS: ABNORMAL CHECKSUM(INT)	內(nèi)置脈沖編碼器發(fā)生校驗(yàn)和錯(cuò)誤。
361	n AXIS: ABNORMAL PHASE DATA(INT)	內(nèi)置脈沖編碼器發(fā)生相位數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。
362	n AXIS: ABNORMAL REV.DATA(INT)	內(nèi)置脈沖編碼器發(fā)生轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。
363	n AXIS: ABNORMAL CLOCK(INT)	內(nèi)置脈沖編碼器發(fā)生時(shí)鐘錯(cuò)誤。
364	n AXIS: SOFT PHASE ALARM(INT)	數(shù)字伺服軟件檢測(cè)到內(nèi)置脈沖編碼器的無(wú)效數(shù)據(jù)。
365	n AXIS: BROKEN LED(INT)	內(nèi)置脈沖編碼器發(fā)生LED錯(cuò)誤。
366	n AXIS: PULSE MISS(INT)	內(nèi)置脈沖編碼器發(fā)生脈沖錯(cuò)誤。
367	n AXIS: COUNT MISS(INT)	內(nèi)置脈沖編碼器發(fā)生計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。
368	n AXIS: SERIAL  DATA  ERROR(INT)	內(nèi)置脈沖編碼器發(fā)出的傳輸數(shù)據(jù)無(wú)法接收。
369	n AXIS: DATA TRANS. ERROR(INT)	從內(nèi)置脈沖編碼器接收的數(shù)據(jù)發(fā)生CRC或停止位錯(cuò)誤。
380	n AXIS: BROKEN LED(EXT)	分離型檢測(cè)器的LED錯(cuò)誤。
381	n AXIS: ABNORMAL PHASE(EXT)	分離型直線(xiàn)尺發(fā)生相位數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。
382	n AXIS: COUNT MISSEXT)	分離型檢測(cè)器發(fā)生脈沖錯(cuò)誤。
383	n AXIS: PULSE MISS(EXT)	分離型檢測(cè)器發(fā)生計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。
384	n AXIS: SOFT PHASE ALARM(EXT)	數(shù)字伺服軟件檢測(cè)到分離型檢測(cè)器的無(wú)效數(shù)據(jù)。
385	n AXIS: SERIAL DATA ERROR(EXT)	分離型檢測(cè)器發(fā)出的傳輸數(shù)據(jù)無(wú)法接收。
386	n AXIS: DATA TRANS. ERROR(EXT)	從分離型檢測(cè)器接收的數(shù)據(jù)發(fā)生CRC或停止位錯(cuò)誤。
387	n AXIS: ABNORMAL ENCODER(EXT)	分離型檢測(cè)器發(fā)生錯(cuò)誤。詳情請(qǐng)與光柵尺制造廠家聯(lián)系。

上表部分術(shù)語(yǔ)的理解：

內(nèi)置脈沖編碼器或內(nèi)置式：指軸的速度位置數(shù)據(jù)取自裝在 FANUC 伺服電機(jī)內(nèi)的編碼器。

分離式檢測(cè)器或分離式：指軸的速度數(shù)據(jù)取自裝在 FANUC 伺服電機(jī)內(nèi)的編碼器，而位置數(shù)據(jù)則取自與絲杠直連的檢測(cè)器如分離式編碼器或安裝在床身上的光柵尺、直線(xiàn)尺等。

相位異常或相位數(shù)據(jù)報(bào)警：可以理解為在編碼器內(nèi)部芯片之間數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)生異常報(bào)警。

軟相報(bào)警：可以理解為編碼器的位置數(shù)據(jù)異常或數(shù)據(jù)無(wú)效報(bào)警。

2. 編碼器電纜連接圖

編碼器型號(hào)：A860-2000-T301；A860-2000-T321；A860-2001-T301；A860-2001-T321；A860-2005-T301；A860-2005-T321

編碼器插座管腳接法如圖：

3. 編碼器報(bào)警的解決辦法

361-AL：在編碼器內(nèi)部芯片之間傳輸異常報(bào)警，修改參數(shù)解決。

364-AL：位置數(shù)據(jù)異常報(bào)警，多為干擾引起，測(cè)量反饋線(xiàn)的噪音，排查干擾源。

365-AL：LED 沒(méi)有連接報(bào)警，換編碼器。

366-AL：脈沖丟失報(bào)警，信號(hào)振幅太低，換編碼器。

367-AL：計(jì)數(shù)丟失報(bào)警，測(cè)量反饋線(xiàn)的噪音，換編碼器。

368-AL：數(shù)據(jù)錯(cuò)誤報(bào)警，放大器與編碼器之間通訊停止，檢查反饋連接，換編碼器。

369-AL：CRC 錯(cuò)誤報(bào)警，放大器與編碼器之間通訊擾亂，測(cè)量反饋線(xiàn)的噪音。

453-AL：阿爾法軟件無(wú)連接報(bào)警，位置數(shù)據(jù)與極數(shù)據(jù)之間的關(guān)系異常，換編碼器。

當(dāng)含有 368 報(bào)警等多個(gè)編碼器報(bào)警同時(shí)發(fā)生時(shí)，按 368 報(bào)警處理。

當(dāng)含有 369 報(bào)警等多個(gè)編碼器報(bào)警同時(shí)發(fā)生時(shí)，按 369 報(bào)警處理。

3.1AL-361 報(bào)警：Phase alarm 含義：編碼器內(nèi)產(chǎn)生不正確的檢測(cè)報(bào)警。

AL-361 報(bào)警產(chǎn)生時(shí)，通過(guò)關(guān)機(jī)重啟可消除，因?yàn)橹皇窃诰幋a器內(nèi)產(chǎn)生不正確檢測(cè)，并不是實(shí)際故障。通過(guò)修改下面參數(shù)可防止 361 報(bào)警發(fā)生。

16i、18i、21i  2276.2=1

15i 2689.2=1

開(kāi)機(jī)時(shí)編碼器內(nèi) LSI 與 EEPROM 之間數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)異常時(shí)出現(xiàn) 361 報(bào)警。

第一次上電時(shí)，EEPROM 在編碼器內(nèi)存儲(chǔ)電機(jī)信息

3.2AL-364 報(bào)警：Soft Phase alarm 含義：干擾引起位置數(shù)據(jù)異常。AL-369 報(bào)警：CRC Error 含義：干擾引起伺服放大器與編碼器通訊紊亂。

測(cè)量反饋線(xiàn)噪音的方法：

示波器的地線(xiàn)探頭接 JF1 的 12 腳（0V），信號(hào)探頭測(cè)量 5(SD)腳、6(*RD)腳。測(cè)量編碼器噪音圖如下圖：



當(dāng)噪音 VCN 超過(guò) 10VP-P 或 VDN 超過(guò) 1VP-P，可以通過(guò)系統(tǒng)的 DGN356 查看反饋插補(bǔ)計(jì)數(shù)來(lái)代替示波器，通常 DGN356 顯示 0，當(dāng)從編碼器來(lái)的位置數(shù)據(jù)混亂時(shí)，DGN356的值會(huì)上升，關(guān)機(jī)后會(huì)清除，開(kāi)機(jī)時(shí)顯示 0。當(dāng)無(wú)窮大的反饋數(shù)據(jù)接收到時(shí)，伺服軟件將自動(dòng)糾正，糾正值就叫反饋插補(bǔ)值。當(dāng)異常數(shù)據(jù)連續(xù)檢測(cè)到時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生 AL-364 報(bào)警。

3.3針對(duì)噪音的解決辦法，即針對(duì)編碼器 364、367、369 報(bào)警的解決辦法。

對(duì)關(guān)鍵線(xiàn)進(jìn)行合理布線(xiàn)，把信號(hào)電纜和強(qiáng)電電纜分開(kāi)布線(xiàn)，信號(hào)地與強(qiáng)電地分別接在不同的地線(xiàn)支架上。



關(guān)鍵地線(xiàn)，如上圖2.12.3把 PSMi 的控制電源 CX1A 的地線(xiàn)接在信號(hào)地系統(tǒng)上。

連接同一個(gè) PSMi 的所有 SPMi、SVMi 的編碼器信號(hào)地必須連接在同一個(gè)地線(xiàn)支架上如圖。



當(dāng)在 X-Y 平面上有附加軸時(shí)，在電機(jī)金屬外殼上增加地線(xiàn)，而放大器不要連接地線(xiàn)。安裝磁環(huán)能有效減小干擾對(duì)編碼器信號(hào)的影響。

針對(duì) 364、369 報(bào)警，首先把磁環(huán)安裝在位置 A 上，當(dāng)位置 A 還無(wú)法完全避免編碼器報(bào)警發(fā)生時(shí)，增加磁環(huán)，把增加的磁環(huán)安裝在位置 B 和 C 上如圖。


針對(duì) 367 報(bào)警，首先把磁環(huán)安裝在位置 D 上，當(dāng)位置 D 還無(wú)法完全避免編碼器報(bào)警發(fā)生時(shí)，增加位置 B 和 C如圖。

4. 當(dāng)編碼器發(fā)生偶爾干擾報(bào)警時(shí)，可從下面幾項(xiàng)去檢查：

1. 檢查接地情況。注意零線(xiàn)與地線(xiàn)、強(qiáng)電地與信號(hào)地、近地與遠(yuǎn)地接地電阻的區(qū)別。

2. 檢查浪涌、滅弧器等裝置是否齊全。

3 . 檢查電柜布線(xiàn)是否合理。

4. 檢查所有電壓，必要時(shí)用示波器監(jiān)測(cè)控制電壓是否有瞬間跌落的情況發(fā)生。

5. 檢查伺服電機(jī)、主軸電機(jī)(變頻主軸電機(jī))插頭插座處連接情況，是否進(jìn)油進(jìn)水或接觸不良。

6. 編碼器電纜檢查，如電纜是否破皮、線(xiàn)材是否采用雙絞線(xiàn)，屏蔽線(xiàn)是否接地。

7. 伺服電機(jī)、主軸電機(jī)(變頻主軸電機(jī))動(dòng)力電纜檢查，如三相及地線(xiàn)連接是否正確，電纜是否破皮等情況發(fā)生。

8. 伺服電機(jī)制動(dòng)器電纜檢查，是否采用了帶屏蔽層電纜及屏蔽層是否接地。

9. 檢查感性負(fù)載元件或其回路如換刀用電磁閥、主軸夾緊裝置用電磁閥等是否異常，

10. 接觸器、繼電器觸點(diǎn)火花是否正常。

11. 加工時(shí)傳導(dǎo)到編碼器本身的振動(dòng)現(xiàn)象是否嚴(yán)重。

12. 周邊是否有高頻低電壓大電流的設(shè)備在工作，如電焊機(jī)、高頻爐等。

13. 總結(jié)發(fā)生最頻繁報(bào)警的規(guī)律，如某個(gè)程序段、某個(gè)動(dòng)作指令、某個(gè)時(shí)間段，軸移

14. 動(dòng)速度、電纜移動(dòng)位置、各軸相對(duì)位置等信息。

15. 編碼器長(zhǎng)度越長(zhǎng)，里面的0V,5V線(xiàn)徑越粗。

解決有關(guān)編碼器的干擾問(wèn)題時(shí)，應(yīng)該從系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用與環(huán)境條件選擇合適的設(shè)備，編碼器系統(tǒng)一般受到共模和差模干擾，對(duì)于共模干擾來(lái)講我們可選擇差分類(lèi)型的編碼器，比如雙極性類(lèi)型，對(duì)于差模干擾，一般對(duì)于電纜選擇，線(xiàn)路路徑，電源系統(tǒng)隔離處理，信號(hào)參考等需要仔細(xì)設(shè)計(jì)與布置。