Servo Motor Encoder Arızası Nasıl Anlaşılır? CNC Belirtileri ve Çözümleri

Encoder arızaları, CNC makinelerinde çeşitli belirgin semptomlarla kendini gösterebilir. Bunlar arasında en yaygın olanları şunlardır:

• Konumlandırma Hataları: Makinenin istenen pozisyona ulaşamaması veya sürekli olarak hedef pozisyonun dışına çıkması.
• Beklenmedik Durmalar veya Takılmalar: Eksen hareketleri sırasında ani duraklamalar, titremeler veya takılmalar yaşanması.
• Yüzey Kalitesinde Bozulma: İşlenen parçaların yüzeyinde dalgalanmalar, çizgiler veya düşük kalitede bitişler.
• Alarm Kodları: CNC kontrol ünitesinde "Position Error", "Deviation Error", "Feedback Error", "Overspeed" gibi encoder veya eksenle ilgili hata kodlarının belirmesi.
• Eksen Kontrol Kaybı: Bazı durumlarda eksenin tamamen kontrol dışı kalması veya istenmeyen yönlere hareket etmesi.
• Motorun Aşırı Isınması: Encoder'dan gelen yanlış geri besleme nedeniyle sürücünün motoru sürekli olarak düzeltmeye çalışması sonucu motorun aşırı ısınması.

CNC kontrol sistemleri ve sürücü markalarına göre hata kodları değişiklik gösterse de, encoder arızasına işaret eden yaygın hata kodları şunlardır:

• 400, 401, 403 (Fanuc): "Servo alarm: (VRDY OFF)", "Servo alarm: (SV-000)", "Servo alarm: (EX000)" gibi genel servo alarmları, genellikle eksen geri besleme sorunlarına işaret edebilir.
• 300, 301, 302 (Siemens Sinumerik): "Axis %1 servo error", "Axis %1 position error", "Axis %1 following error" gibi pozisyon veya takip hatası uyarıları.
• "Position Error" veya "Deviation Error": Bu terimler, komut edilen pozisyon ile gerçek pozisyon arasındaki farkın belirlenen toleransın üzerine çıktığını gösterir.
• "Feedback Error" veya "Encoder Fault": Doğrudan encoder sinyalinde bir sorun olduğunu belirten kodlar.
• "Overspeed" veya "Excessive Speed": Encoder'dan gelen yanlış veya eksik darbe bilgisi nedeniyle sistemin motor hızını yanlış algılaması sonucu oluşan alarmlar.
• "Motor Overheat" (Motor Aşırı Isınma): Encoder kaynaklı kontrol sorunları nedeniyle motorun aşırı yük altında çalışması sonucu oluşan dolaylı bir alarm olabilir.

Bu hata kodları görüldüğünde, ilgili eksenin encoder'ı ve bağlantıları detaylıca incelenmelidir.

Encoder arızasını teşhis etmek için çeşitli test yöntemleri mevcuttur:

• Görsel Kontrol: Encoder kablosunda, konektörlerinde veya encoder gövdesinde fiziksel hasar, gevşek bağlantılar veya kirlilik olup olmadığını kontrol edin.
• Direnç Ölçümü (Optik Encoderlar İçin): Encoder çıkış pinleri arasındaki direnç değerlerini üreticinin teknik veri sayfasına göre ölçerek kısa devre veya açık devre olup olmadığını kontrol edebilirsiniz (dikkatli olunmalıdır).
• Sinyal Kontrolü (Osiloskop ile): Encoder'ın A, B ve Z (index) faz çıkışlarını bir osiloskop ile kontrol ederek sinyallerin doğru kare dalga formunda, genlikte ve faz kaymasında olup olmadığını gözlemleyin. Motoru elle yavaşça döndürerek sinyallerin tutarlı bir şekilde değiştiğini teyit edin.
• Sürücü Tanılama Özellikleri: Çoğu servo sürücü, encoder geri besleme sinyallerini izleyebilen dahili tanılama araçlarına sahiptir. Sürücünün arayüzünden encoder darbe sayısını veya sinyal kalitesini kontrol edin.
• Motoru Elle Çevirme: Makinenin güç bağlantısı kesildikten sonra, ilgili eksenin motorunu elle yavaşça döndürerek mekanik bir sıkışma veya anormal bir direnç olup olmadığını hissedin. Encoder'dan garip bir ses gelip gelmediğine dikkat edin.
• Kablo Süreklilik Testi: Multimetre ile encoder kablosunun her bir damarında kopukluk veya kısa devre olup olmadığını kontrol edin.

Bu üç arıza türü benzer semptomlar gösterebilir, ancak bazı temel farklılıklar ile ayırt edilebilirler:

• Encoder Arızası:
  • Motor fiziksel olarak hareket edebilir ancak kontrol ünitesi doğru pozisyonu algılayamaz.
  • Eksen, komut edilen pozisyonu tutamaz veya sürekli sapma gösterir.
  • Genellikle "Position Error" veya "Feedback Error" alarmları verir.
  • Motorun hareketi pürüzlü, titrek veya kontrolsüz olabilir.
  • Osiloskop ile sinyal kontrolünde düzensiz veya eksik darbe sinyalleri görülür.
• Motor Arızası:
  • Motor hiç hareket etmeyebilir, zorlanarak hareket edebilir veya aşırı ısınabilir.
  • Genellikle "Motor Overload", "Motor Overheat", "Phase Error" gibi alarmlar verir.
  • Motorun kendisinden anormal sesler (uğultu, sürtünme) gelebilir.
  • Sürücüden motora giden voltaj ve akımlar ölçüldüğünde dengesizlikler görülebilir.
  • Mekanik sıkışmalar (rulman, fren) motorun dönmesini engelleyebilir.
• Sürücü Arızası:
  • Motor hiç hareket etmeyebilir veya güç alamayabilir.
  • Sürücü üzerinde kendi hata kodları (örneğin, "DC Bus Undervoltage", "Overcurrent", "Internal Fault") görüntülenebilir.
  • Encoder geri beslemesi doğru olmasına rağmen motoru süremez.
  • Sürücüden motora giden güç çıkışında sorunlar (voltaj/akım yokluğu veya düzensizliği) tespit edilebilir.
  • Farklı bir sağlam sürücü ile test edildiğinde sorun ortadan kalkıyorsa sürücü arızalıdır.

En kesin teşhis için, her bileşenin ayrı ayrı test edilmesi ve sürücü tanılama araçlarının kullanılması önemlidir.

Encoder arızaları çeşitli nedenlerle ortaya çıkabilir. Başlıca nedenler şunlardır:

• Mekanik Hasar: Darbe, titreşim veya yanlış montaj nedeniyle encoder'ın iç yapısının (disk, optik sensörler, rulmanlar) hasar görmesi.
• Kablo Hasarı: Encoder kablolarının ezilmesi, bükülmesi, kesilmesi, konektörlerin gevşemesi veya oksitlenmesi. Kablo içindeki kopukluklar veya kısa devreler.
• Kirlilik: Optik encoderlarda toz, yağ, nem veya diğer partiküllerin optik diskin veya sensörün üzerine yapışarak sinyal okumasını engellemesi.
• Aşırı Isınma: Yüksek ortam sıcaklıkları veya motorun aşırı ısınması sonucu encoder'ın elektronik bileşenlerinin zarar görmesi.
• Elektriksel Gürültü (EMI/RFI): Yüksek voltajlı kabloların yakınlığı, topraklama sorunları veya diğer elektriksel parazitler nedeniyle encoder sinyallerinin bozulması.
• Yaşlanma ve Aşınma: Zamanla encoder'ın optik veya manyetik sensörlerinin, LED'lerinin, rulmanlarının veya elektronik bileşenlerinin doğal olarak yıpranması.
• Yanlış Besleme Gerilimi: Encoder'a uygulanan besleme geriliminin hatalı olması (düşük, yüksek veya dalgalı).
• Titreşim: Sürekli ve yüksek titreşimler encoder'ın dahili bileşenlerinde (özellikle optik disk) zamanla hasara yol açabilir.

Arızalı bir encoder, CNC makinesinin hassasiyeti ve tekrarlanabilirliği üzerinde doğrudan ve son derece olumsuz etkilere sahiptir:

• Hassasiyet Kaybı: Encoder, motorun ve eksenin anlık pozisyonunu ve hızını kontrol ünitesine bildiren ana geri besleme elemanıdır. Arızalı bir encoder yanlış veya eksik bilgi gönderdiğinde, kontrol ünitesi motoru doğru pozisyona getiremez, bu da işlenen parçaların boyutlarında ve geometrisinde sapmalara yol açar.
• Tekrarlanabilirlik Sorunları: Aynı programı tekrar çalıştırdığınızda, makine her seferinde aynı pozisyona tam olarak dönemez. Bu durum, seri üretimde parçalar arasında tutarsızlığa ve yüksek reddetme oranlarına neden olur.
• Yüzey Kalitesinde Bozulma: Eksen hareketlerindeki pürüzlülük veya titremeler, işlenen yüzeylerde dalgalanmalar, çapaklar veya kötü bir yüzey bitişine neden olur.
• Dengesiz Kesme Kuvvetleri: Pozisyon hataları, takımın malzemeye beklenenden farklı bir açıyla veya kuvvetle girmesine neden olabilir, bu da takım ömrünü kısaltır ve hatta takım kırılmasına yol açabilir.
• Düşük Üretkenlik: Hata kodları, makinenin sık sık durmasına ve manuel müdahale gerektirmesine neden olur, bu da üretim süresini uzatır ve verimliliği düşürür.

Kısacası, encoder arızası, CNC makinesinin temel işlevini, yani yüksek hassasiyetle ve tekrarlanabilir şekilde parça üretme yeteneğini doğrudan baltalar.

Encoder arızası şüphesi durumunda izlenecek ilk adımlar, sorunu hızlıca teşhis etmek ve potansiyel zararları önlemek için kritik öneme sahiptir:

Makineyi Güvenli Hale Getirin: Her şeyden önce, makineyi acil durdurma düğmesine basarak veya ana güç şalterini kapatarak güvenli bir konuma getirin ve yetkisiz çalışmayı önlemek için kilitleme/etiketleme (LOTO) prosedürlerini uygulayın.

Hata Kodlarını Kaydedin: CNC kontrol ünitesinde veya servo sürücüde görünen tüm hata kodlarını ve mesajlarını not alın. Bu bilgiler, sorunun doğasını anlamak için çok değerlidir.

Görsel Kontrol Yapın:

• İlgili eksenin servo motoruna ve encoder'ına giden tüm kabloları ve konektörleri kontrol edin. Gevşek bağlantı, ezilme, kesik veya kopukluk olup olmadığını inceleyin.
• Encoder'ın kendisinde fiziksel hasar, çatlak veya kirlilik olup olmadığını kontrol edin.
• Encoder'ın motor miline doğru şekilde monte edildiğinden ve gevşek olmadığından emin olun.

Ortam Koşullarını Değerlendirin: Encoder'ın bulunduğu ortamda aşırı toz, nem, yağ buharı veya yüksek sıcaklık gibi olumsuz koşullar olup olmadığını gözlemleyin.

Sürücü Durumunu Kontrol Edin: Servo sürücü üzerindeki LED göstergelerini veya ekranı kontrol ederek herhangi bir hata durumu olup olmadığını veya normal çalışıp çalışmadığını anlayın.

Basit Motor Hareketi Testi (Dikkatle): Güvenli bir şekilde mümkünse, ekseni çok yavaş hızlarda manuel olarak hareket ettirerek (jog modu) motorun tepkisini ve sesini gözlemleyin. Anormal sesler veya pürüzlü hareketler olup olmadığını kontrol edin.

Bu ilk adımlar, sorunun basit bir bağlantı probleminden mi yoksa daha ciddi bir bileşen arızasından mı kaynaklandığını belirlemeye yardımcı olabilir.

Encoder tamiri, arızanın türüne ve encoder'ın yapısına bağlı olarak değişir:

• Basit Arızalar (Tamir Mümkün):
  • Kablo veya Konektör Hasarı: Kablo kopuklukları, gevşek veya oksitlenmiş konektörler genellikle onarılabilir veya değiştirilebilir. Bu, en yaygın ve en kolay tamir edilebilir encoder sorunudur.
  • Kirlilik: Optik encoderlardaki toz veya yağ birikintileri, dikkatli bir temizlikle giderilebilir.
  • Mekanik Gevşeklik: Encoder'ın motor miline veya montaj plakasına gevşek bir şekilde bağlanması durumunda sıkılaştırma ile sorun çözülebilir.
• Karmaşık Arızalar (Genellikle Değişim Gerekir):
  • İç Elektronik Hasar: Encoder'ın içindeki PCB, sensörler (LED, fotodiyot), entegre devreler veya diğer elektronik bileşenler arızalandığında, genellikle tamiri ekonomik veya pratik değildir. Bu tür arızalar genellikle yeni bir encoder takılmasını gerektirir.
  • Optik Disk veya Manyetik Halka Hasarı: Optik diskteki kırıklar, çizikler veya manyetik halkadaki bozulmalar, hassas oldukları için genellikle tamir edilemez ve encoder'ın değiştirilmesi gerekir.
  • Rulman Aşınması: Encoder'ın rulmanları aşındığında veya sıkıştığında, hassasiyetini kaybeder. Rulman değişimi mümkün olsa da, çoğu zaman işçilik maliyeti ve hassas montaj ihtiyacı nedeniyle yeni bir encoder takmak daha mantıklı olabilir.

Genel olarak, encoderlar hassas cihazlar olduğundan ve iç mekanizmaları genellikle mühürlü olduğundan, iç bileşen arızalarında genellikle tamamen değiştirilmeleri tercih edilir. Bu, makinenin tekrar yüksek hassasiyetle çalışmasını sağlamanın en güvenilir yoludur.

Encoder ömrünü uzatmak ve arızaları minimize etmek için düzenli bakım ve önleyici tedbirler önemlidir:

• Kablo ve Konektör Kontrolü: Encoder kablolarını ve konektörlerini periyodik olarak fiziksel hasar (ezilme, kesik), gevşek bağlantılar veya korozyon açısından kontrol edin. Kabloların doğru şekilde sabitlendiğinden ve titreşimden etkilenmediğinden emin olun.
• Temiz Ortam Sağlama: Encoder'ın bulunduğu alanı toz, nem, yağ ve metal talaşlarından arındırın. Özellikle optik encoderlar için temiz bir çalışma ortamı kritik öneme sahiptir. Gerekirse koruyucu kapaklar kullanın.
• Titreşim Kontrolü: Makinedeki aşırı titreşimleri minimize edin. Motor ve eksen montajlarının sağlam olduğundan ve gerekirse titreşim emici elemanlar kullanıldığından emin olun.
• Sıcaklık Yönetimi: Encoder'ın ve motorun aşırı ısınmasını önleyin. Makinenin havalandırma sistemlerinin düzgün çalıştığından ve ortam sıcaklığının belirtilen sınırlar içinde olduğundan emin olun.
• Doğru Montaj: Encoder'ın motor miline ve montaj yüzeyine doğru tork değerleriyle ve hizalamayla monte edildiğinden emin olun. Yanlış montaj, rulmanlara veya dahili bileşenlere stres bindirerek erken aşınmaya neden olabilir.
• Topraklama Kontrolü: Elektriksel gürültüyü (EMI/RFI) önlemek için encoder kablosunun ve makinenin uygun şekilde topraklanmış olduğundan emin olun.
• Periyodik Denetimler: Belirli aralıklarla encoder'ın ve çevresinin görsel denetimini yapın. Anormal sesler veya hareketler olup olmadığını dinleyin ve hissedin.

Encoder arızası, CNC makinesinde beklenmedik ve kontrolsüz hareketlere yol açabileceği için ciddi güvenlik riskleri taşır. Bu durumda dikkat edilmesi gerekenler:

• Acil Durdurma (Emergency Stop): Encoder arızası belirtileri (kontrolsüz hareket, yüksek ses, ani durma) görüldüğü anda derhal acil durdurma düğmesine basın. Bu, makinenin tüm hareketlerini durdurarak potansiyel tehlikeleri azaltır.
• Gücü Kesin ve Kilitleme/Etiketleme (LOTO) Uygulayın: Acil durdurmadan sonra, makinenin ana güç şalterini kapatarak elektrik bağlantısını tamamen kesin ve yetkisiz yeniden başlatmayı önlemek için kilitleme/etiketleme (Lockout/Tagout) prosedürlerini uygulayın. Bu, bakım veya onarım sırasında beklenmedik hareketleri ve elektrik çarpmalarını engeller.
• Beklenmedik Hareket Riski: Arızalı bir encoder, motorun kontrolsüz bir şekilde yüksek hızda dönmesine veya ani, öngörülemeyen hareketler yapmasına neden olabilir. Bu nedenle, güç açıkken makineye yaklaşırken veya manuel müdahale yaparken son derece dikkatli olun.
• Yetkili Personel: Encoder arızası teşhisi ve onarımı sadece eğitimli ve yetkili personel tarafından yapılmalıdır. Elektriksel ve mekanik güvenlik prosedürleri hakkında bilgi sahibi olmak hayati önem taşır.
• Takım ve İş Parçası Hasarı: Kontrolsüz hareketler, işlenen parçanın fırlamasına veya kesici takımın kırılmasına neden olabilir. Bu durum hem personele hem de makineye zarar verebilir.
• Koruyucu Ekipman (PPE): Çalışma sırasında daima uygun kişisel koruyucu ekipman (güvenlik gözlüğü, eldiven vb.) kullanın.

Güvenlik her zaman öncelikli olmalı ve riskler en aza indirilmelidir.