光电脉冲编码器的原理及维修

    在数控机床中，光电脉冲编码器作为速度和位置检测的元件，故障发生率较高，外在表现多种多样，我们在维修实践中，将有关光电脉冲编码器的故障给予归纳和分类，使故障更加明确。

1、简介

首先对光电脉冲编码器作一下简介。光电脉冲编码器可分为增量式和绝对式。所谓增量式即编码器转过角度就发出脉冲，查不出轴处于什么位置，只能记录得电后的脉冲数。机床失电后，不能记忆轴的位置。绝对式则能够记忆轴转过的角度和空间位置。这依赖于一组或一个备用电池的支持，使机床失电后仍能保持记忆。当然编码器依据安装位置不同又可分为内装式和外装式，内装式和伺服电动机同轴安装，外装式则安装在传动链末端。编码器输出信号通常有两组相位差90度的方波信号用于辨向，一个零标志位（又称一转信号）， +5V 电源和接地端。绝对式还有备用电池连接端。

2、故障分类

故障分类如下：

（1）编码器本身故障:是指编码器本身元器件出现故障，导致其不能产生和输出正确的波形。这种情况下需更换编码器或维修其内部器件。

（2）编码器连接电缆故障:这种故障出现的几率最高，维修中经常遇到，应是优先考虑的因素。通常为编码器电缆断路、短路或接触不良，这时需更换电缆或接头。还应特别注意是否是由于电缆固定不紧，造成松动引起开焊或断路，这时需卡紧电缆。

（3）编码器+5V电源下降:是指+5V电源过低，通常不能低于4.75V，造成过低的原因是供电电源故障或电源传送电缆阻值偏大而引起损耗，这时需检修电源或更换电缆。

（4）绝对式编码器电池电压下降:这种故障通常有含义明确的报警，这时需更换电池，如果参考点位置记忆丢失，还须执行重回参考点操作。

（5）编码器电缆屏蔽线未接或脱落:这会引入干扰信号，使波形不稳定，影响通信的准确性，必须保证屏蔽线可靠的焊接及接地。

（6）编码器安装松动:这种故障会影响位置控制精度，造成停止和移动中位置偏差量超差，甚至刚一开机即产生伺服系统过载报警，请特别注意。

（7）光栅污染    这会使信号输出幅度下降，必须用脱脂棉沾无水酒精轻轻擦除油污。

3、实例

下面以我们在维修中遇到的两例故障予以说明。

（1）实例一    故障现象：加工中心DHK40主轴定向时一直低速旋转。

故障分析和处理：这很显然是机床接收不到零标志信号，即一转信号。打开机床侧盖，拆下脉冲编码器，发现脉冲编码器底部有一层粉末。完全拆开编码器后发现圆光栅上的条纹已全部被磨光，当然发不出信号。更换新编码器后，一切正常。此时需修改主轴准停时停止位置偏移量参数，使定向位置与更换前相同。

（2）实例二    故障现象：日本樱井专机开机后出现 123（绝对脉冲编码器）电压低故障。

故障分析和处理：该机床已闲置5年，采用FANUC 16系统，电池应该失效。更换4节1号碱性干电池后，机床又显示请求回参考点故障。此时在手动状态将机床移动到参考点附近，再将参数1815#5（APCX）#4（APZX）全部置0，关断一次电源后重新启动，坐标值全部显示为0。再将参数 1815#5（APCX）#4（APZX）全部置1，关断一次电源，再重启，一切正常。这样便给机床重新建立了参考点。

综上所述，脉冲编码器故障总体而言可分为编码器本身故障和外围输入、输出故障，明确这两点许多问题就清晰了。