Sửa Motor Servo Schneider Lỗi Encoder – Giải Pháp Tối Ưu Cho Doanh Nghiệp Sản Xuất

Cấu tạo của động cơ Servo bao gồm 3 bộ phận: stator, rotor (thường là loại nam châm vĩnh cửu) và encoder.

• Stator bao gồm một cuộn dây được quấn quanh lõi, được cấp nguồn để làm quay rotor.

• Rotor được cấu tạo bởi nam châm vĩnh cửu.

• Encoder được gắn sau đuôi động cơ để phản hồi chính xác tốc độ và vị trí của động cơ về bộ điều khiển.  

Nguyên lý hoạt động của Encoder trong động cơ servo

• Encoder hoạt động theo nguyên lý đó là khi ta cung cấp nguồn điện cho nó thì các trục quay sẽ hoạt động. Đồng thời, chuyển động sẽ tạo cho đĩa tròn được xoay vòng. Khi đã xoay thì nó sẽ kéo theo đèn led sáng. Tất nhiên, trên phần đĩa tròn xoay thường có lỗ và các lỗ này sẽ đan xen với nhau.
• Dựa vào đó, bộ xử lý vi board mạch của động cơ sẽ đếm các lượt quay bằng cách chiếu đèn xuyên qua lỗ hoặc sử dụng một con bắt tích hợp trong đó để báo tín hiệu về. Chính vì vậy, các xung dạng vuông được tạo ra và đếm được cụ thể thông qua độ cắt ánh sáng bắt nguồn từ đèn led thông qua các lỗ hổng trên.
• Trong quá trình hoạt động, tín hiệu xung dạng vuông có thể tăng hoặc giảm theo yêu cầu. 
• Encoder có nhiệm vụ tạo ra các điểm xung dạng vuông ở trên đồ thị và các góc xung dạng vuông này sẽ lệch nhau 1 góc là 90 độ C. Từ 2 tín hiệu lệch góc đó, chúng ta sẽ tiến hành xác định hướng và vị trí quay của động cơ servo motor.

Các loại bộ mã hóa vòng xoay Encoder

Bộ phậniện tại có 2 dạng encoder được sử dụng chính cho các bộ Servo:

• Encoder tương đối: cấu tạo chuẩn của nó sẽ có 2 đĩa đặt lệch nhau 90 độ, tạo xung A và B. Hoặc là 1 đĩa nhưng bố trí 2 vòng lồng vào nhau lệch nhau 90 độ để tạo xung A và B. Ngoài ra, còn có pha Z để xác định trục động cơ quay hết một vòng cùng các nguồn sáng LED cùng bộ thu phát quang học. Bạn có thể xem hình minh họa sau:

• Encoder tuyệt đối: Cấu tạo có bộ phát ánh sáng (LED), đĩa mã hóa (có chứa dải băng mang tín hiệu), một bộ thu ánh sáng nhạy với ánh sáng phát ra khá tương đồng với encoder tương đối. Tuy nhiên phần đĩa mã hóa ở Encoder tuyệt đối được bố trí dày đặc ứng với từng bit của độ phân giải và chế tạo từ vật liệu trong suốt, người ta đã chia mặt đĩa thành các góc đều nhau cùng các đường tròn đồng tâm.

Cùng với sự phát triển của động cơ thì encoder cũng là bộ phận được cải tiến liên tục theo thời gian khi độ phân giải encoder được gắn lên trục động cơ ngày càng cao (từ 17 bit đến 23bit) đem lại độ phản hồi vị trí sai lệch là ít nhất đáp ứng cho ứng dụng như robot hay CNC. Với các độ phân giải lớn hơn công nghệ thu phát quang học được thay thế bằng công nghệ bắt điểm cực từ (thay thế việc đục lỗ thành các điểm gắn nam châm cực nhỏ) giảm thiểu sai sót cơ khí trong chế tạo. Với encoder tuyệt đối cho phép lưu trữ vị trí của hệ thống sử dụng pin cho phép hệ thống thiết lập hệ tọa độ chuẩn và định vị vị trí hiện tại của cơ cấu

Việc kết nối giữa bộ Driver hay Amplifier với động cơ và encoder được sử dụng qua cáp động lực (motor cable) và cáp bộ mã hóa (encoder cable). 

Đối với các động lực thường gồm 4 dây U,V,W và PE để lần lượt kết nối 3 đầu dây của động cơ và 1 chân nối đất. Tùy thuộc vào nhà sản xuất mà với động cơ có tích hợp phanh ta cần cáp phanh riêng (có 2 dây) hoặc được đi kèm với cáp động lực (cáp 6 dây).

Đối với cáp bộ mã hóa (Encoder cable) tùy thuộc vào chế tạo của mạch Encoder mà sẽ có số lượng dây tín hiệu khác nhau nhưng đặc điểm chung là được làm từ dây có bọc chống nhiễu rất tốt để giảm thiểu ảnh hưởng của các yếu tố khác đến dữ liệu vị trí được gửi về.

1. Giới Thiệu Về Motor Servo Schneider Và Encoder

Motor Servo Schneider Là Gì?

Motor servo Schneider là thiết bị truyền động điện có khả năng kiểm soát chính xác vị trí, tốc độ và mô-men xoắn. Được ứng dụng rộng rãi trong các ngành:

• Dây chuyền đóng gói thực phẩm

• Hệ thống robot công nghiệp

• Máy CNC, máy in

• Tự động hóa nhà máy

Encoder Là Gì? Vai Trò Trong Servo

Encoder là bộ phận cảm biến quay, giúp ghi nhận vị trí trục motor. Nó gửi phản hồi về bộ điều khiển (driver) để điều chỉnh hoạt động motor một cách chính xác. Không có encoder, hệ thống servo sẽ không thể vận hành theo chế độ vòng kín.

Có hai loại encoder phổ biến:

• Encoder tuyến tính (incremental encoder)

• Encoder tuyệt đối (absolute encoder)

2. Tổng Quan Lỗi Encoder Trên Motor Servo Schneider

Lỗi Encoder Là Gì?

Đây là trạng thái encoder không thể gửi hoặc gửi sai thông tin phản hồi về vị trí motor. Điều này làm hệ thống hiểu sai vị trí, vận tốc hoặc dừng hoạt động.

Các Lỗi Encoder Phổ Biến:

• Mất tín hiệu encoder: Không có phản hồi từ trục quay.

• Lỗi lệch pha A/B: Tín hiệu không đồng bộ.

• Position Error: Sai lệch vị trí với giá trị cài đặt.

• Nhiễu tín hiệu encoder: Do nhiễu điện từ, cáp bị lỗi.

• Lỗi hướng quay sai: Motor quay ngược hoặc không đúng vị trí.

Nguyên Nhân Gây Ra Lỗi

• Cáp encoder bị đứt, gãy ngầm.

• Jack kết nối lỏng hoặc oxi hóa.

• Encoder bị nhiễm bụi, dầu, hoặc sốc cơ học.

• Lỗi từ board mạch xử lý encoder.

• Cấu hình thông số encoder sai trong driver.

3. Dấu Hiệu Nhận Biết Motor Servo Schneider Bị Lỗi Encoder

Việc nhận biết sớm các dấu hiệu motor servo Schneider bị lỗi encoder là yếu tố then chốt giúp giảm thiểu thời gian ngừng máy, tránh tổn thất cho doanh nghiệp. Encoder là mắt xích quan trọng trong chuỗi điều khiển vòng kín – nếu nó gặp sự cố, toàn bộ hệ thống có thể ngừng hoạt động hoặc hoạt động sai lệch.

1. Servo Không Khởi Động hoặc Báo Lỗi Ngay Khi Cấp Nguồn

Một trong những dấu hiệu rõ ràng nhất là hệ thống servo không thể khởi động, hoặc driver báo lỗi ngay khi bật máy. Thông thường, màn hình hiển thị trên driver Schneider sẽ hiện mã lỗi như: ERR_Encoder, Encoder Fault, hoặc tương tự. Đây là cảnh báo encoder không phản hồi, mất tín hiệu hoặc phản hồi sai định dạng.

2. Motor Quay Lệch Vị Trí hoặc Quay Ngược Hướng

Khi encoder hư hoặc bị lệch tín hiệu, motor servo có thể quay không đúng vị trí được cài đặt. Điều này đặc biệt nghiêm trọng với các ứng dụng cần độ chính xác cao như máy in tem nhãn, máy đóng gói, hoặc robot gắp. Nếu motor quay ngược hoặc dừng sai vị trí, rất có thể encoder bị lệch pha A/B hoặc bị đứt một phần tín hiệu phản hồi.

3. Hệ Thống Rung, Giật hoặc Chạy Không Ổn Định

Nếu bạn thấy motor servo Schneider hoạt động giật cục, rung mạnh khi chạy ở tốc độ thấp, hoặc chuyển động không mượt mà, đây có thể là hậu quả từ lỗi tín hiệu encoder. Một encoder nhiễu tín hiệu hoặc mất xung sẽ khiến hệ thống liên tục cố gắng hiệu chỉnh vị trí sai, gây dao động mạnh.

4. Driver Báo Lỗi Position Error Liên Tục

Lỗi này thể hiện sự sai lệch giữa vị trí thực tế từ encoder và vị trí điều khiển yêu cầu. Có thể do encoder không hoạt động hoặc bị trượt cơ học. Trên driver Schneider, lỗi này thường được hiển thị dưới dạng POS_ERR, Deviation, hoặc các mã cảnh báo khác nhau tùy dòng driver.

5. Kiểm Tra Thực Tế Không Nhận Được Tín Hiệu A/B/Z

Sử dụng thiết bị kiểm tra như oscilloscope hoặc phần mềm SoMove của Schneider, nếu không phát hiện được tín hiệu A/B hoặc tín hiệu Z (Zero Marker) từ encoder, chứng tỏ có thể encoder bị hỏng hoàn toàn hoặc đứt dây tín hiệu.

6. Đèn LED Trên Servo Driver Nhấp Nháy hoặc Hiển Thị Màu Lỗi

Trên một số dòng servo Schneider như Lexium, đèn báo trạng thái sẽ chuyển từ xanh sang đỏ hoặc cam khi phát hiện lỗi encoder. Mỗi chế độ nhấp nháy sẽ tương ứng một mã lỗi cụ thể, có thể tra cứu trong tài liệu kỹ thuật.

7. Không Giữ Vị Trí Khi Đứng Yên

Ở chế độ điều khiển vị trí hoặc giữ vị trí, nếu encoder gặp sự cố, motor sẽ không thể duy trì vị trí đã định. Kết quả là motor sẽ trôi, lắc nhẹ, hoặc rung lắc liên tục dù không có lệnh điều khiển mới.

Việc xác định chính xác lỗi encoder trên motor servo Schneider là một bước quan trọng để đưa ra phương án sửa chữa phù hợp, tránh tình trạng "thay đại" hoặc sửa sai chỗ. Dưới đây là các bước kiểm tra chi tiết được các kỹ thuật viên chuyên nghiệp áp dụng:

1. Kiểm Tra Kết Nối Cáp Và Jack Encoder

Đây là bước đầu tiên, đơn giản nhưng hiệu quả. Hãy:

• Kiểm tra phần jack cắm encoder có bị lỏng, gãy, gỉ sét hay không.

• Rút jack ra và dùng cồn kỹ thuật vệ sinh tiếp điểm.

• Kiểm tra dây cáp từ encoder đến driver có bị đứt ngầm, dập, gãy, hoặc uốn cong quá mức.

Sử dụng đồng hồ vạn năng để đo thông mạch từng lõi cáp encoder.

2. Dùng Phần Mềm SoMove (hoặc EcoStruxure Machine Expert)

Đây là công cụ chính hãng từ Schneider để cấu hình và chẩn đoán servo. Các bước thực hiện:

• Kết nối máy tính với driver thông qua cáp mini-USB hoặc cổng Ethernet.

• Mở phần mềm SoMove hoặc EcoStruxure.

• Truy cập mục "Diagnostics" → "Encoder Feedback".

• Quan sát các giá trị phản hồi từ encoder như số xung, hướng quay, tốc độ tức thời. Nếu không có dữ liệu hiển thị hoặc sai lệch quá mức, encoder có thể đã hỏng.

3. Sử Dụng Máy Phát Xung Ngoài Để So Sánh

Nếu bạn nghi ngờ encoder bị lỗi nhưng chưa chắc chắn, có thể gỡ encoder khỏi motor và dùng máy phát xung để cấp tín hiệu giả lập vào driver:

• Nếu hệ thống nhận tín hiệu bình thường, lỗi nằm ở encoder.

• Nếu không nhận, có thể driver cũng bị lỗi phần nhận tín hiệu encoder.

4. Kiểm Tra Bằng Oscilloscope (Dao Động Ký)

Đây là phương pháp chuyên sâu dành cho kỹ thuật viên:

• Kết nối các đầu A, B, Z của encoder vào oscilloscope.

• Quay trục motor bằng tay và quan sát dạng sóng.

• Nếu dạng sóng A/B lệch, biến dạng hoặc không ổn định → encoder có vấn đề.

• Sóng Z bị mất hoặc không định kỳ cũng là lỗi thường gặp.

5. So Sánh Với Một Encoder Cùng Loại (Test Thay Thế)

Nếu có sẵn encoder cùng mã hiệu hoặc tương thích:

• Hãy thay thử encoder mới vào motor.

• Quan sát phản ứng của hệ thống.

• Nếu lỗi biến mất → chắc chắn encoder cũ đã hư hỏng.

6. Kiểm Tra Cấu Hình Thông Số Encoder Trên Driver

Không ít trường hợp lỗi không đến từ phần cứng mà do cài đặt sai thông số:

• Kiểm tra lại thông số xung/ vòng (PPR) đã đúng với loại encoder chưa.

• Kiểm tra chế độ vòng điều khiển (vị trí/tốc độ/momen).

• Đảm bảo đúng loại tín hiệu (TTL, HTL, SinCos, EnDat,...)

CATEC Automation được thành lập bởi nhóm kỹ sư tự động hóa có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Công ty chuyên cung cấp các sản phẩm và dịch vụ liên quan đến biến tần, PLC, AC Servo, HMI và các thiết bị tự động hóa khác. Ngoài ra, CATEC còn cung cấp dịch vụ bảo trì, sửa chữa và tư vấn thiết kế hệ thống tự động hóa cho các ngành công nghiệp khác nhau. 

Quy trình sửa chữa AC Servo tại CATEC bao gồm các bước sau:

1. Tiếp nhận thông tin và thiết bị từ khách hàng

2. Vệ sinh và kiểm tra thiết bị để đánh giá mức độ hư hỏng.

3. Gửi báo cáo kỹ thuật và báo giá cho khách hàng.

4. Tiến hành sửa chữa, thay thế linh kiện hư hỏng.

5. Kiểm tra và đánh giá lại chất lượng thiết bị sau sửa chữa.

6. Vận hành thử tải và bàn giao thiết bị cho khách hàng.

7. Dán tem bảo hành và lưu trữ thông tin. 

Cam kết từ CATEC

CATEC cam kết:

• Sử dụng linh kiện chính hãng, mới 100%.

• Giá sửa chữa không quá 30% giá trị servo mới cùng mã.

• Thời gian sửa chữa nhanh chóng, hạn chế tối đa thiệt hại do gián đoạn sản xuất.

• Tư vấn và hỗ trợ kỹ thuật miễn phí sau sửa chữa.

• Bảo hành uy tín, dài lâu.

Các khu vực chúng tôi chuyên cung cấp Servo uy tín toàn quốc: Thành phố Hồ Chí Minh, Long An, Bình Dương, Bình Phước, Bà Rịa-Vũng Tàu, Tây Ninh, Tiền Giang, Tp. Cần Thơ, Sóc Trăng, Bến Tre, An Giang, Đồng Tháp, Kiên Giang, Vĩnh Long, Trà Vinh,... 

Dịch vụ sửa AC Servo tận nơi tại TpHCM: Tân Phú, Tân Bình, Gò Vấp, Quận 1, Quận 3, Thủ Đức, Quận 5, Quận 6, Bình Tân, KCN Thuận Đạo, KCN Tân Bình, KCN Vĩnh Lộc, KCN Lê Minh Xuân, KCN Mỹ Phước 1, KCN Mỹ Phước 2, KCN Mỹ Phước 3, KCN Sóng Thần, KCN Linh Trung, KCN Hiệp Phước, KCX Tân Thuận, KCN Tân Tạo, KCN Tân Phú Trung, KCN Tây Bắc Củ,...