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)伺服編碼器線的常見應(yīng)用。高速電機(jī)伺服編碼器線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題，接下來，西安德伍拓公司和大家一起討論這個(gè)干擾問題以及如何解決它。

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)字伺服軟件檢測到內(nèi)置脈沖編碼器的無效數(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)	分離型檢測器的LED錯(cuò)誤。
381	n AXIS: ABNORMAL PHASE(EXT)	分離型直線尺發(fā)生相位數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。
382	n AXIS: COUNT MISSEXT)	分離型檢測器發(fā)生脈沖錯(cuò)誤。
383	n AXIS: PULSE MISS(EXT)	分離型檢測器發(fā)生計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。
384	n AXIS: SOFT PHASE ALARM(EXT)	數(shù)字伺服軟件檢測到分離型檢測器的無效數(shù)據(jù)。
385	n AXIS: SERIAL DATA ERROR(EXT)	分離型檢測器發(fā)出的傳輸數(shù)據(jù)無法接收。
386	n AXIS: DATA TRANS. ERROR(EXT)	從分離型檢測器接收的數(shù)據(jù)發(fā)生CRC或停止位錯(cuò)誤。
387	n AXIS: ABNORMAL ENCODER(EXT)	分離型檢測器發(fā)生錯(cuò)誤。詳情請與光柵尺制造廠家聯(lián)系。

上表部分術(shù)語的理解：

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器如分離式編碼器或安裝在床身上的光柵尺、直線尺等。

相位異?；蛳辔粩?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?；驍?shù)據(jù)無效報(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，測量反饋線的噪音，排查干擾源。

365-AL：LED 沒有連接報(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，測量反饋線的噪音，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，測量反饋線的噪音。

453-AL：阿爾法軟件無連接報(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)生不正確的檢測報(bào)警。

AL-361 報(bào)警產(chǎn)生時(shí)，通過關(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，并不是實(shí)際故障。通過修改下面參數(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。

測量反饋線噪音的方法：

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



當(dāng)噪音 VCN 超過 10VP-P 或 VDN 超過 1VP-P，可以通過系統(tǒng)的 DGN356 查看反饋插補(bǔ)計(jì)數(shù)來代替示波器，通常 DGN356 顯示 0，當(dāng)從編碼器來的位置數(shù)據(jù)混亂時(shí)，DGN356的值會(huì)上升，關(guān)機(jī)后會(huì)清除，開機(jī)時(shí)顯示 0。當(dāng)無窮大的反饋數(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)檢測到時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生 AL-364 報(bào)警。

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

對關(guān)鍵線進(jìn)行合理布線，把信號(hào)電纜和強(qiáng)電電纜分開布線，信號(hào)地與強(qiáng)電地分別接在不同的地線支架上。



關(guān)鍵地線，如上圖2.12.3把 PSMi 的控制電源 CX1A 的地線接在信號(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，而放大器不要連接地線。安裝磁環(huán)能有效減小干擾對編碼器信號(hào)的影響。

針對 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 367 報(bào)警，首先把磁環(huán)安裝在位置 D 上，當(dāng)位置 D 還無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。注意零線與地線、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 . 檢查電柜布線是否合理。

4. 檢查所有電壓，必要時(shí)用示波器監(jiān)測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、線材是否采用雙絞線，屏蔽線是否接地。

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、各軸相對位置等信息。

15. 編碼器長度越長，里面的0V,5V線徑越粗。

解決有關(guān)編碼器的干擾問題時(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，對于共模干擾來講我們可選擇差分類型的編碼器，比如雙極性類型，對于差模干擾，一般對于電纜選擇，線路路徑，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。