伺服系统的 “回原点”(又称 “寻参”“归零”)是确保运动精度的核心环节,其本质是让伺服电机找到一个机械坐标系的固定基准点,从而建立电机位置与实际物理位置的对应关系。如果回原点异常(如找不到原点、定位偏差、回零后漂移),会直接影响设备运行精度,甚至导致故障。以下从核心概念、常见方式、故障排查、优化建议四个维度,全面解析伺服回原点问题。
一、核心概念:为什么必须回原点?
伺服电机本身是 “增量式” 或 “绝对式” 编码器,其位置数据需要基准才能生效:
简单说:回原点是给伺服系统 “定方向、标刻度”,确保电机的每一步运动都对应真实的机械位移。
二、伺服回原点的 3 种常见方式(原理 + 适用场景)
不同回零方式的精度、效率、硬件要求差异极大,需根据设备需求选择,选错方式是回零异常的常见根源之一。
回零方式 | 核心原理 | 硬件要求 | 精度 | 适用场景 |
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1. 机械挡块 + 近接开关(最常用) | 电机带动负载向机械挡块运动,触碰到挡块后电机减速 / 停止,再反向寻找近接开关(或光电开关) 的上升沿 / 下降沿,以此作为原点 | 需安装机械挡块(防止过冲)、原点开关(NPN/PNP 型) | 中等(取决于开关精度,通常 ±0.1mm) | 数控机床、传送带、印刷机等对精度要求不极致,但需稳定的场景 |
2. 编码器原点(Z 相回零) | 利用伺服电机编码器自带的Z 相脉冲(每转 1 个,对应电机固定机械角度),电机高速旋转时捕获第一个 Z 相脉冲,以此作为原点 | 无需额外硬件(依赖编码器本身) | 高(取决于编码器分辨率,如 23 位编码器可达 ±0.001mm) | 精密机床、半导体设备、机器人等对精度要求极高的场景 |
3. 绝对位置回零(预设原点) | 直接在伺服驱动器 / PLC 中预设一个绝对位置值(如 “坐标 0 点 = 电机转 10000 脉冲处”),电机上电后直接移动到该预设位置作为原点 | 需绝对式编码器(或增量式 + 电池备份) | 中等(取决于预设值与机械位置的匹配度) | 无需频繁回零、机械位置固定的设备(如升降平台、分度盘) |
三、回原点异常:8 大常见故障 + 排查步骤
回原点问题的排查需遵循 “硬件→参数→程序→机械” 的逻辑,避免盲目调试参数。以下是高频问题的定位方法:
1. 故障 1:找不到原点(电机一直转 / 撞到挡块不停)
2. 故障 2:回原点后位置偏差(每次回零位置不同)
3. 故障 3:回零后电机漂移(原点位置慢慢偏移)
4. 其他常见故障速查表
故障现象 | 核心排查点 |
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回零时电机振动 / 异响 | 1. 回零加速度过高;2. 电机与负载同轴度偏差;3. 编码器接线松动 |
回零后报错(如 “Err-12”) | 1. 原点开关信号超时(电机运动超出设定行程);2. 驱动器内部故障 |
多轴回零时不同步 | 1. 各轴回零速度 / 加速度不一致;2. PLC 程序中未加 “回零完成等待” 逻辑 |
首次回零正常,后续异常 | 1. 机械挡块松动;2. 编码器电池电量不足(绝对式) |
四、回原点优化:4 个提升精度与稳定性的技巧
总结
伺服回原点的核心是 “基准可靠、信号稳定、机械匹配”。排查问题时需先排除硬件(开关、接线、编码器)和机械(间隙、卡阻)问题,再调试参数;优化时需结合设备精度需求选择回零方式,避免 “用高精度方式解决低精度需求”(浪费成本)或 “用低精度方式满足高精度需求”(导致偏差)。