LS?Mecapion?APD?VP20?驅(qū)動(dòng)器絕對(duì)值零位丟失故障全流程維修指南（以S&T?TNL?120V立車刀塔為例）

適用機(jī)型：Fanuc?0i?TC?+?S&T TNL?120V CNC Vertical?Lathe；刀塔伺服軸采用 LS?Mecapion APM?SG20MKX1?SNT 伺服電機(jī) + APD?VP20(SNT) 伺服驅(qū)動(dòng)器；電機(jī)編碼器型號(hào) TS5643N1 多圈絕對(duì)式編碼器（2048 P/R）。

故障現(xiàn)象：驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置鋰電池失效 → 驅(qū)動(dòng)自檢報(bào) AL?14/15 絕對(duì)值數(shù)據(jù)/電池錯(cuò)誤 → 現(xiàn)場誤判為編碼器損壞并拆下聯(lián)軸器 → 重新安裝時(shí)未對(duì)準(zhǔn)磁極零位 → 絕對(duì)位置與電機(jī)電角度徹底偏移，F(xiàn)anuc?CNC 報(bào)刀塔軸隨動(dòng)/參考點(diǎn)丟失報(bào)警，無法上電運(yùn)行。

目錄

1. 故障背景與系統(tǒng)構(gòu)成

2. 絕對(duì)值編碼器與磁極零位的關(guān)系

3. 典型故障鏈分析

4. 工具與安全準(zhǔn)備

5. 分步維修與校準(zhǔn)流程
   5.1 更換驅(qū)動(dòng)器電池
   5.2 機(jī)械恢復(fù)：重新對(duì)準(zhǔn)聯(lián)軸器零位
   5.3 驅(qū)動(dòng)器參數(shù)與菜單操作
   5.4 Fanuc 系統(tǒng)參考點(diǎn)重建

6. 關(guān)鍵點(diǎn)詳解
   6.1 PC?806 Z POS Search
   6.2 PC?811 ABS Encoder Set
   6.3 HSIN / HSOUT 絕對(duì)值傳輸握手

7. 試運(yùn)行與驗(yàn)證

8. 防再犯措施與保養(yǎng)建議

9. 常見問答 FAQ

10. 結(jié)束語

1 故障背景與系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 機(jī)床、數(shù)控與伺服架構(gòu)

• 機(jī)床型號(hào)：S&T TNL?120V 立式車削中心，配 8 工位刀塔。

• 控制系統(tǒng)：Fanuc Series 0i?TC，標(biāo)配 FANUC α 伺服與主軸，但刀塔軸由 OEM（S&T）采用 LS Mecapion 方案以降低成本。

• 刀塔伺服：

• 伺服驅(qū)動(dòng)器：APD?VP20(SNT) AC Servo Drive（200?230?VAC 三相）。

• 伺服電機(jī)：APM?SG20MKX1?SNT，最大 2?kW/1000?rpm，絕對(duì)值編碼器 2048 P/R。電機(jī)防護(hù)等級(jí) IP?65，帶剎車。

• 編碼器：TS5643N1 多圈絕對(duì)式，光電/磁混合結(jié)構(gòu)，提供 ABZ 增量 + 串行多圈數(shù)據(jù)。

• 與 Fanuc 之間通過 I/O & PMC 信號(hào)完成刀塔分度、鎖緊、到位等邏輯聯(lián)動(dòng)。

1.2 絕對(duì)值備份電池

APD?VP20 驅(qū)動(dòng)內(nèi)置 3?V 鋰電池（CR?1/2AA 或同規(guī)格）保持編碼器多圈數(shù)據(jù)與驅(qū)動(dòng)參數(shù)。失壓會(huì)觸發(fā)：

• AL?14 ABS Data Error

• AL?15 ABS Battery Error

• AL?16/17 多圈計(jì)數(shù)溢出

若用戶在電池失效后仍繼續(xù)開機(jī)，驅(qū)動(dòng)會(huì)停機(jī)保護(hù)，F(xiàn)anuc CNC 上位檢測不到“Servo Ready”導(dǎo)致刀塔軸報(bào)警。

2 絕對(duì)值編碼器與磁極零位

• 電氣零位 (Electrical 0°)：驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行電流矢量控制的參考角，與電機(jī)定子磁場對(duì)齊。

• 機(jī)械零位 (Z 相脈沖)：編碼器一圈僅一次的索引位置，廠家在裝配時(shí)使其與電角 0° 重合。

• 多圈絕對(duì)值：記錄轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，靠內(nèi)置電池或 Wiegand 能量維持。

任何導(dǎo)致編碼器法蘭相對(duì)于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械操作（松開聯(lián)軸器、拆芯片固定螺釘?shù)龋┒紩?huì)破壞這種對(duì)齊關(guān)系 → 換向錯(cuò)誤 → 電流劇增或無法風(fēng)車尋找 Z 位。

3 典型故障鏈分析

4 工具與安全準(zhǔn)備

• 3?V CR?1/2AA 鋰電池 ×?1（建議原廠或松下同規(guī)格焊腳電池）。

• 十字/內(nèi)六角扳手、扭力螺絲刀。

• 手動(dòng)脈沖發(fā)生器 MPG 或 PLC 面板低速 jog 功能。

• 絕緣手套、萬用表、示波器（可選，用于監(jiān)視 Z 脈沖）。

• 維修軟件（可選）：LS Loader PC 調(diào)試程序 + RS?232 線。

斷電 5 分鐘后再開箱，確?！癈HARGE”燈完全熄滅，內(nèi)部直流母線殘壓 < 50?V。

5 分步維修與校準(zhǔn)流程

5.1 更換驅(qū)動(dòng)器電池

1. 打開電柜側(cè)門 → 找到 APD?VP20 頂部小蓋 → 取出舊電池。

2. 檢查電池座無腐蝕 → 裝入新電池，注意極性。

3. 上電確認(rèn) AL?15 消失，若仍存在則表明主板存儲(chǔ)電壓未恢復(fù)，可在 PC?802 Battery Test 菜單確認(rèn)電壓值 > 2.7?V。

5.2 機(jī)械恢復(fù)：重新對(duì)準(zhǔn)聯(lián)軸器零位

1. 松開 編碼器側(cè)柔性聯(lián)軸器 2 顆 M3/M4 螺釘，保持輕壓。

2. 在驅(qū)動(dòng)面板進(jìn)入 PC?806 Z POS Search → 按 ENTER。

• 電機(jī)以約 5?rpm 正向旋轉(zhuǎn)；檢測到 Z 相脈沖后立即停止。

3. 此刻視為編碼器眼中的 Z 位，但不一定是磁極零位 → 用示波器或驅(qū)動(dòng) Monitor -> Current Iq 觀察阻力最小點(diǎn)；微調(diào)編碼器殼體，直到電流最小、驅(qū)動(dòng)不報(bào)過流。

4. 扭力 0.8?N·m 鎖緊聯(lián)軸器螺釘。

5.3 驅(qū)動(dòng)器參數(shù)與菜單操作

僅多圈絕對(duì)式需執(zhí)行：

1. 進(jìn)入 PC?811 ABS Encoder Set，驅(qū)動(dòng)顯示 “reset” 5 秒 → 自動(dòng)寫入新零位。

2. 回到主畫面，無 AL?14/16 報(bào)警。

3. 在 PC?401~PC?408 中檢查 POS 反饋應(yīng)為 0 或極小值。

4. 重新上 SVON，驅(qū)動(dòng) Ready → 刀塔軸可低速 Jog。

5.4 Fanuc 系統(tǒng)參考點(diǎn)重建

1. PMC I/O 頁確認(rèn) LS 驅(qū)動(dòng) Ready 信號(hào)已到位（X/G0122 之類）。

2. CNC MDI 輸入：G28 T0（或 OEM 定義的回參考宏），刀塔自動(dòng)回原點(diǎn)。

3. SYS > PARAM > 1815 #4 APZ 置 1，保存絕對(duì)坐標(biāo)。

4. 斷電重啟，確認(rèn)無 SV420 TURRET REF LOST／SV041 AXIS ZRN 報(bào)警。

6 關(guān)鍵點(diǎn)詳解

6.1 PC?806 Z POS Search

• 用于捕捉 ABZ 信號(hào)中的 Z 脈沖。

• 若 10 秒內(nèi)未檢到 Z，相則報(bào) AL?08 位置傳感器故障，須檢查編碼器信號(hào)線或分辨率設(shè)置 [PE?204] 是否 2048。

6.2 PC?811 ABS Encoder Set

• 寫入當(dāng)前單圈與多圈數(shù)據(jù)為零。

• 將 AL?14/16 標(biāo)志清零，同時(shí)隱藏電池標(biāo)志位。

6.3 HSIN / HSOUT 握手

• 若 PLC 采用 ABSCALL 讀取絕對(duì)坐標(biāo)，可在 SVON=OFF 下置 ABSCALL=ON，復(fù)位后需置 OFF。

• PLC 每收 2 bit Data 切換 HSIN，直到 30 bit 讀完，可避免 Fanuc 回零，但現(xiàn)場多用 G28 即可。

7 試運(yùn)行與驗(yàn)證

1. 設(shè)驅(qū)動(dòng) Torque Limit = 10?% → 小扭矩 Jog 10 圈，監(jiān)視 MONIT1 電流尖峰 < ±5?A。

2. 刀塔執(zhí)行一次 T0101 → T0202 分度，看是否 1 次到位，無咬合聲。

3. 長時(shí)間循環(huán)換刀 > 100 次，確認(rèn)溫升、報(bào)警計(jì)數(shù) 0。

8 防再犯措施與保養(yǎng)建議

• 每 半年在保養(yǎng)表記錄 LS 驅(qū)動(dòng)電池電壓，< 2.8?V 預(yù)防性更換。

• 聯(lián)軸器螺釘加防松膠；每年校驗(yàn)扭矩。

• 備份 Fanuc 全部參數(shù)（包括 9000 號(hào)宏）與 LS 驅(qū)動(dòng)參數(shù)，存 U 盤與云盤雙份。

• 維修期間禁止未授權(quán)人員拆卸編碼器；需拆時(shí)務(wù)必做記號(hào)或 3D 掃描定位。

9 常見問答 FAQ

1. Q：可以把編碼器改成增量式省電池嗎？

• A： LS 驅(qū)動(dòng)支持增量式，但 Fanuc PMC/梯形圖需重寫刀塔到位邏輯，且斷電后必須回零，不建議。

2. Q：AL?03 換向錯(cuò)誤如何清除？

• A： 重新做 Z POS Search 并調(diào)整聯(lián)軸器；若仍報(bào)錯(cuò)，檢查電機(jī)相序 U?V?W 與驅(qū)動(dòng)輸出是否一致。

3. Q：絕對(duì)值數(shù)據(jù)能通過 RS?232 備份嗎？

• A： LS Loader 可保存菜單參數(shù)，但 不能導(dǎo)出編碼器 EEPROM，多圈信息只能依賴電池。

10 結(jié)束語

本文結(jié)合 S&T TNL?120V 立車刀塔軸實(shí)際案例，給出了 LS APD?VP 系列驅(qū)動(dòng)因電池失效與機(jī)械拆裝造成絕對(duì)零位丟失的 完整排故?校準(zhǔn)?驗(yàn)證 流程。按照本文 4 大步驟操作，可在 2 小時(shí)內(nèi) 恢復(fù)機(jī)床刀塔軸正常運(yùn)行并避免二次拆裝風(fēng)險(xiǎn)。希望為同類 Fanuc + 第三方伺服改裝機(jī)床的維護(hù)工程師提供參考。

關(guān)鍵心得：絕對(duì)值系統(tǒng)第一時(shí)間換電池 & 做好機(jī)械記號(hào)；一旦拆裝，就利用驅(qū)動(dòng)內(nèi)置 Z 捕捉 + ABS 復(fù)位功能對(duì)零位進(jìn)行二次標(biāo)定，再讓 CNC 建立新的參考坐標(biāo)，方能一次性解決問題。