【转载】FANUC第三方主轴编码器调试案例

案例背景

 

国内某机床厂商立车机型,使用0i-TD系统,配置车铣两个主轴,其中车主轴使用海德汉串行信号圆光栅RCN 8390F做旋转和Cs轴控制,铣主轴使用海德汉距离码编码器ERA 4202C做旋转和定向。车主轴编码器连接后上电出现SP9132报警,铣主轴编码器连接后无法完成定向动作。

解决过程

 

一、车主轴编码器SP9132报警

主轴软件: 9DAA 0001

主轴放大器:aiSP 45HVA06B-6270-H045#600

主轴编码器:海德汉RCN 8390F 串行信号圆光栅

编码器规格:FANUC 05ai)接口,串行信号,32768线,位置数29 bits536,870,912

1问题现象:将第三方主轴编码器接至放大器JYA3接口后,设定参数4002#3#2#1#0=0110ai接口串行信号编码器)或 0101a接口串行信号编码器)上电后直接出现SP9132串行传感器数据错误报警。在急停方式下上电,同样报警,说明该报警与外围强电干扰无关。全清参数后重新设定,同样报警。

2首先根据技术报告确认,第三方串行信号主轴编码器可以使用,对放大器规格和主轴软件版本有要求,现场主轴放大器为A06B-6270-H045#600,确认满足要求,主轴软件版本9DAA 0001同样满足要求,说明系统软件和硬件是支持此编码器的使用的。第三方串行信号编码器接口类型分a接口和ai接口两种:a接口为双对传输,串行信号通过SD/*SDRQ/*RQ两对信号传输;ai接口为一对传输,串行信号仅通过一对RD/*RD传输。

3检查接线。根据海德汉说明书,RCN8390F编码器为ai接口,一对传输。由于RCN 8390F编码器也兼容a接口,所以实际反馈线按照a接口两对传输的接法没有问题。为了确认反馈线是否有脱焊,使用万用表对反馈线两端所有管脚进行测量,结果全部导通,检查屏蔽层接地同样正常。

4使用示波器测量串行信号。测得SD*SD信号幅值为200mV明显低于正常水平

5将编码器直接连接到海德汉专用检测设备上后,看到编码器本身反馈信号正常。如果通过反馈线接到检测设备后,软件显示无法识别。说明此问题很有可能与此跟反馈线有关。机床厂家更换海德汉原配的标准反馈线,重新设定参数,报警解除。

6更换反馈线后,设定参数4002#3#2#1#0=0101,上电后系统无报警,但主轴放大器上显示43号错误。逐项排查主轴电机参数,发现参数4016#5#60,把上述参数全部设为143号错误消失。

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7所有报警和错误消除后,指定C轴旋转,实际机械旋转角度是反馈角度的4倍,即编码器机械转90度,C轴坐标显示旋转360度,此时参数4003设定是高分辨率格式A,改为高分辨率格式 B后反馈角度正确。

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二、铣主轴编码器ERA 4202C无法定向问题

主轴软件:9DAA 0001

主轴放大器:aiSP 30HVA06B-6270-H030#600

主轴编码器:海德汉ERA 4202C

编码器规格:1Vpp正弦波信号,16384 线;距离码编码,参考点间隔2048线

1首先根据技术报告,确认软件和硬件均支持距离码编码器的使用。

122设定参数No.4002#3#2#1#0=1110No.4361=16384No.4623=2048No.4624=2049;(参数设定可确保无误)。主轴速度控制方式下编码器速度反馈正常。执行定向,主轴旋转2~3周后出现“SP 9086无主轴传感器一转信号”报警。观察旋转时诊断720与诊断722,始终为 0,根据技术报告中的调整方法,调整参数 4016#04017#24625、仍无法定向,同时诊断720722始终为 0

 

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3用示波器检测信号波形,其中 A 相信号如下:

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信号类型为1Vpp正弦波,从图中可以看出:1、波形毛刺严重,说明信号受较强干扰或者信号源有问题。2、波形幅值仅有200mV左右,远低于正常值。

4使用专用设备测量反馈线放大器侧插头信号,ABZ相均有问题,对此针对海德汉编码器需要排查:1、检查反馈线是否受干扰。2、检查圆光栅是否有污染。3、检查读数头安装是否合格。机床厂商将主轴拆下逐项检查,发现编码器光栅表面有油污,然后检查读数头安装间距,发现间距过大。清洁光栅并重新调整读数头安装后,开机后直接定向成功,编码器即可正常使用。

5在以上基础上调整Z相位置补偿,保证诊断720数值小于256,诊断722始终为 1即可。

结论分析

 

至此,两个编码器均可正常使用。RCN8390F串行信号编码器SP9132报警因反馈线不良导致,更换海德汉原配反馈线后问题解决;ERA 4202C距离码编码器因读数头安装不良以及光栅表面油污所致,调整读数头安装并清理油污后问题解决。

发那科系统经过多年来的不断开发和进步,对各类第三方设备具有出色的兼容性,在编码器方面,经试验确认可以与海德汉、雷尼绍、法格等大多数常见类型的编码器通讯,所以在遇到第三方编码器通讯的问题时,我们建议可以采取本次案例的方法依次排查。

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