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バーチャルスタッフもりおのブログです。商品や技術のことを深掘りしてお伝えしていきます。だから、ブログの名前は、「ここ掘れ、ワンワン!!」

This is virtual staff, Mori's blog. I will let you know about our products and technologies deeply. So my bolg name is "Dig here, Bowwow!!"

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2024/11/26
技術のお話 Technology Stories

その18 エンコーダー5 故障と原点合わせ

こんにちは、もりおです!

今日は、工作機械におけるロータリーエンコーダーの故障について、その原因と現象、そして原点合わせの方法について詳しくご紹介します。ロータリーエンコーダーは精密な部品なので、故障が起きると大きな問題を引き起こすことがあります。適切なメンテナンスやトラブルシューティングには、故障の原因と現象を正確に理解することが不可欠です。では、一般的な故障原因とその現象について見ていきましょう。

故障の原因と現象

  1. 機械的な損傷
    • 原因:衝撃や過度の振動により、エンコーダー内部のディスクやコードホイールが損傷します。特に、ばね加工機のように切断時の衝撃が大きい場合や、組立工程での不適切な扱いが原因で故障につながることがあります。
    • 現象:出力信号が断続的にエラーを示したり、完全に途切れることがあります。
  2. 配線の問題
    • 原因:配線の緩み、断線、腐食などが原因で接続が不安定になることがあります。
    • 現象:エンコーダーからの信号が不安定になり、途切れることがあります。
  3. 電気的障害
    • 原因:過電圧や電源の品質不良により、エンコーダー内部の電子部品に障害が発生します。
    • 現象:エラーの頻発やエンコーダーの機能停止が起こります。
  4. 汚染物質による影響
    • 原因:埃や油などの汚染物質が内部に侵入し、障害を引き起こすことがあります。
    • 現象:エンコーダーの読み取り精度が低下し、誤ったデータが生成されることがあります。※エンコーダー自身は、サーボモーターのカバー部分等で覆われており、実際に起きるケースは多くありません。
  5. 摩耗
    • 原因:長期間の使用による部品の自然な摩耗が原因で性能が低下します。
    • 現象:徐々に性能が低下し、正確な位置情報を提供できなくなります。
  6. 熱的影響
    • 原因:高温による影響で内部の素材が変形したり、電子部品が機能不全を起こすことがあります。
    • 対策:熱が問題になる部分にはファン冷却などを行います。

原点合わせの方法

<マグネット接点スイッチを使用した原点合わせ>

・内容:マグネット接点スイッチを使用する原点合わせは、エンコーダーの特定の位置に磁石が取り付けられており、その磁石が接点スイッチを通過するときにスイッチが作動し、その位置を原点として設定します。この方法は自動で行われ、エンコーダーの起動時に毎回自動的に原点位置が認識されます。この原点位置は、機構が特定の位置(例えば、偏心軸の場合、下死点で反応)で反応するようにしています。センサーを物理的に動かしたり、外したりしない限り、サーボモーターもしくは制御装置を交換した際でも原点の再現が容易にできます。
・方法:エンコーダーの特定の位置に磁石を設置し、その磁石が接点スイッチを通過すると、自動的にその位置を原点として認識します。
・メリット:操作が自動で行われるため、手間がかからず、精度が高く信頼性があります。
・デメリット:物理的な摩耗や外部磁場の影響により誤動作する可能性があります。

<ティーチングによる原点合わせ>

・方法:エンコーダーを手動で所望の原点位置まで動かし、その位置をコントローラに登録します。
・メリット:任意の位置を原点として設定できるため、非常に柔軟に対応できます。
・デメリット:手動で設定するため、時間がかかることがあり、再現性に欠けることがあります。

これらの情報をもとに、日々の操作やメンテナンスに役立てていただければと思います。正確な知識と注意深い対応で、エンコーダーの性能を最大限に活用しましょう!

※本文は、生成AIを使って作成しています。

 

2024/11/26
技術のお話 Technology Stories

Vol.18 Encoder 5 Failures and Home Position

Hello, it’s Morio here!

Today on our deep dive blog, we’re going to discuss the critical issue of failures in rotary encoders within machine tools and the pivotal role they play in maintaining precision. Understanding the common causes and phenomena of failures is crucial for effective maintenance and troubleshooting. Let’s explore these causes and their effects comprehensively.

Common Causes and Symptoms of Failures:

  1. Mechanical Damage
    • Cause: Impacts and excessive vibration can damage internal components of the encoder, notably the disk or code wheel. In environments like spring machining, the shock from cutting can impact the encoder. Rough handling during assembly, such as hammering, is also a known cause of failure.
    • Phenomenon: This can result in intermittent errors or complete loss of signal.
  2. Wiring Issues
    • Cause: Loose connections, severed wires, or corrosion can occur.
    • Phenomenon: This leads to unstable signals or a total loss of output from the encoder.
    • Preventive Measure: Ensuring wires are securely fastened is a recommended approach to prevent such issues.
  3. Electrical Failures
    • Cause: Overvoltage or power quality issues can lead to malfunctions.
    • Phenomenon: Damage to internal electronic components, frequent errors, or complete encoder failure.
  4. Contamination
    • Cause: Entry of dust, oil, or other contaminants inside the encoder.
    • Phenomenon: Reduced accuracy in readings and generation of inaccurate data.
    • Note: Encoders are typically shielded by parts such as servo motor covers, making actual incidents rare.
  5. Wear and Tear
    • Cause: Natural wear from prolonged use.
    • Phenomenon: Gradual decline in encoder performance, eventually leading to failure in delivering accurate positional information.
  6. Thermal Effects
    • Cause: Excessive heat can affect the encoder.
    • Phenomenon: Deformation of internal materials and overheating of electronic components.
    • Preventive Measure: Implementing fan cooling in areas prone to thermal effects, particularly around motor feeds, is advisable.

Setting the Home Position: Encoders, being critical in position management, require home position (origin) setting when replaced. Two common methods are employed:

  1. Magnet Contact Switch Method:
    • Process: A magnet placed on a specific encoder position triggers a contact switch as it passes, automatically setting this position as the home position. This setup auto-detects the zero point upon each startup, designed to react at specific mechanical positions (like the bottom dead center in eccentric shafts).
    • Advantages: Automation saves operator time, and the magnet-switch combination offers high precision and consistent home position setting. It also enhances system reliability due to clear physical feedback.
    • Disadvantages: Potential for mechanical wear or displacement errors due to physical contact. Environmental factors like strong magnetic fields or metal debris can affect switch operations.
  2. Teaching Method:
    • Process: This manual method involves moving the encoder to the desired home position and ‘teaching’ the controller by pressing a ‘set zero’ button.
    • Advantages: Flexible adjustment as any position can be designated as the home position.
    • Disadvantages: More labor-intensive and time-consuming, requiring fixtures and potentially difficult to replicate the same home position consistently. Due to these complexities, home position setting is often handled by manufacturer technicians rather than machine operators.

This detailed exploration helps us understand the meticulous care required in handling rotary encoders and ensuring their optimum functionality in machine tools. Stay tuned for more insights into the intricate world of manufacturing technology!

This bolg is made by using generative AI.
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