数控机床编码器的误差分析与诊断

数控机床编码器的误差分析与诊断

编码器是一种旋转式脉冲编码器，是数控机床上广泛使用的位置检测装置。编码器故障与同一服务器系统的故障交织在一起，故障排除非常困难。在研究之后，总结了编码器的五种典型误差，并描述了误差分析和诊断的过程。

检测装置是半闭环和闭环协同服务系统的重要组成部分。其功能是检测致动器的位置和速度，执行信号处理并发送反馈信号，以形成半闭环和闭环控制。脉冲编码器是一种能将机械旋转角转换为脉冲的角动量编码器。有两种类型：增量型和绝对型，可以测量角位移和速度。它是半闭环控制数控机床上广泛使用的位置检测装置。



作为检测元件，脉冲编码器在发生故障时直接影响数控机床的定位精度。编码器最常见的故障主要如下：@编码器损坏。编码器中的组件性能故障。3-编码器组件有故障或松动@连接编码器的电缆有故障，例如短路、断路、接触不良和屏蔽不良。编码器的内部组件被污染。

通过几个例子对此进行了分析。

编码器损坏

（1） 故障设备KMC-3000SD龙门加工中心，FANUC 16i-M CNC系统。

（2） 故障现象Z轴移动时偶尔会出现警报，表明实际位置与命令不匹配。

（3） 故障诊断基于报警信息。考虑到门户编辑中心刚刚安装调试完毕，可能是接触不良所致。仔细检查电缆和插座的连接，未发现异常。经过仔细检查，发现Z轴编码器的外壳因碰撞而变形，因此怀疑编码器损坏。

（4） 故障排除更换新编码器后，故障已修复。

编码器内部组件性能故障

（1） 故障设备Rui DIIXI CNC机床

（2） 故障现象数字显示不规则闪烁，机床无法正常工作。

单击是保存系统配置文件。系统可以根据您选择的后处理文件处理NC程序代码。

3.小结

数控编程软件需要编辑和设置后处理文件。然而，正常用户往往忽略这一点，在每次生成后都会更改NC程序，这不仅浪费时间，而且容易出错和发生意外。本文对MasterCAD软件的后处理文件进行了修改，以期对相关人员进行教育。

（3） 故障排除编码器是一个绝对位置检测设备，它有两个码盘：粗码盘和细码盘。粗编码器用于检测机床坐标位置显示器上显示的坐标的dm和cm位，而细编码器可以显示坐标的mm位和0.1mm位。机床报警信息后，检查报警说明。消除不良连接后，确认编码器的内部组件有故障。经过分析，对应于16个代码通道的磁阻状态的工作频率非常高。机床应用一定时间后，磁阻状态的使用寿命结束，导致其输出电压经常偏离正常值，从而导致输出逻辑故障（4）故障排除拆除编码器，替换16个代码通道的磁阻状态并消除误差。

编码器装配故障

（1） 故障设备配备FANUC OT-A2系统的数控车床。

（2） 因此，当加工端面时，在加工端面时表面上会出现周期波。

（3） 故障排除数控车床端面加工时，表面产生振动线的原因很多。在机械方面，例如刀具、主轴和其他部件的安装不良，以及机床的精度不足，这些都会导致上述问题。然而，机床定期出现并有一定的规则。根据一般情况，应该是主轴的位置检测系统。然而，在仔细检查机床主轴的所有部件后，没有发现任何故障。确保振动模式与X轴的主轴倾角相对应，以便在维护期间再次检查X轴。机床的机械传动结构是伺服电机和滚珠丝杠由同步同步带连接，位置反馈编码器采用单独布置。通过检查发现，可拆卸X轴编码器的安装位置与导螺杆不同心，存在偏心问题，即：，编码器轴线和导螺杆中心不在同一条线上，这导致编码器在X轴运动期间旋转不均匀，并反映在处理中，这是周期性波动。

（4） 故障排除重新安装和调整编码器后，故障得到解决。

屏蔽线不良故障

（1） 故障设备配有FAGOR 8030数控系统的立式加工中心。

（2） 故障现象当您返回参考点时，参考点的位置不稳定，并且参考点的定位精度较差。

（3） 故障诊断通过检查，机床通常以手动模式工作，参考点延迟速度和位置环路增益设置正确，传感器+5V电压正常，返回参考点的动作过程正确。因此，可以预先确定误差是由编码器零脉冲的故障引起的。进一步调查显示，轴编码器连接电缆的屏蔽线已脱落。

（4） 故障排除重新连接网线后，参考点定位稳定，定位精度满足原机床要求，误差消除。

编码器内部元器件被污染产生的故障

（1） 故障设备是带有DYNAPATH 20M系统的数控铣床。

（2） 误差现象加工零件时，Y方向加工尺寸与编程尺寸之间存在较大误差，误差值与Y轴的移动距离成正比。距离越长，误差越大。

（3） 为了进一步确认故障原因，在维护期间仔细测量了机床Y轴的定位精度。测量后发现，机床的Y轴在每个斜面上的实际移动距离将偏离约0.1mm，并且存在固定规则。根据误差现象，机床出现上述问题的原因似乎与系统的参数设置有关，即，系统的命令乘法器、检测乘法器、反馈脉冲数等的参数设置误差，因为机器参数存储在EPROM存储器中。对机床Y轴运动的进一步观察和测量表明，当机床的Y轴伺服电机以固定角度运动时，发生撞击动作。在无冲击范围内，测量的实际移动距离与命令值相对应。根据上述现象，暂时确定误差的原因与位置检测系统有关。由于机床使用半闭环系统，因此在维护期间，伺服电机的内置编码器被移除以进行检查。

考虑到更换编码器的成本和时间，在维护期间，使用酒精仔细清洁编码器，以去除轴承润滑脂熔化造成的黑色污渍。重新安装编码器后，机床可以正常工作，Y轴的影响消失，精度恢复，误差消除。

数控机床编码器的误差分析与诊断总结

编码器是数控机床的重要组成部分，直接影响和反映数控机床的精度。在安装、调试和维护过程中应特别注意。

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