LS Mecapion APD‑VP20 驅動器絕對（duì）值零位丟失（shī）故障全流程維（wéi）修指南（以S&T TNL‑120V立車刀塔為例）

適用機型：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) 伺服驅動器；電機編碼器型（xíng）號 TS5643N1 多圈絕對式編碼器（2048 P/R）。

故（gù）障現象：驅動器內置鋰電池失效（xiào） → 驅動（dòng）自檢報 AL‑14/15 絕對值數據/電池錯誤 → 現場誤判為編碼器損壞並拆下聯（lián）軸器 → 重新安裝時未對準磁極（jí）零位 → 絕對位置與電機電角度徹底偏移，Fanuc CNC 報刀塔軸隨（suí）動/參考點丟失報警，無法上電運行。

目錄

1. 故障背景與係統構成（chéng）

2. 絕對值編碼器（qì）與磁極零位（wèi）的關係

3. 典型故障鏈分析

4. 工具與安全準備

5. 分步維（wéi）修與校（xiào）準（zhǔn）流程
   5.1 更換驅動器電池
   5.2 機械恢複：重新對準聯軸器零位
   5.3 驅動器參數與菜單操作
   5.4 Fanuc 係統（tǒng）參考點重建

6. 關（guān）鍵點詳解（jiě）
   6.1 PC‑806 Z POS Search
   6.2 PC‑811 ABS Encoder Set
   6.3 HSIN / HSOUT 絕（jué）對值傳輸握（wò）手

7. 試運行（háng）與驗證（zhèng）

8. 防再（zài）犯（fàn）措施與（yǔ）保（bǎo）養建議

9. 常見問答 FAQ

10. 結束語

1 故障背景（jǐng）與係統構（gòu）成

1.1 機床、數控與伺服架（jià）構

• 機床型號：S&T TNL‑120V 立式車削中心，配 8 工位刀（dāo）塔（tǎ）。

• 控製係（xì）統：Fanuc Series 0i‑TC，標配 FANUC α 伺服與（yǔ）主軸，但刀塔軸由 OEM（S&T）采用 LS Mecapion 方（fāng）案以降低成本。

• 刀塔伺服：

• 伺服驅動（dòng）器：APD‑VP20(SNT) AC Servo Drive（200‑230 VAC 三相）。

• 伺服電機：APM‑SG20MKX1‑SNT，最大（dà） 2 kW/1000 rpm，絕（jué）對（duì）值編碼器 2048 P/R。電機防護等級（jí） IP‑65，帶刹（shā）車。

• 編碼器：TS5643N1 多圈絕對（duì）式，光電/磁混合結構（gòu），提供 ABZ 增量 + 串行多（duō）圈（quān）數據。

• 與（yǔ） Fanuc 之（zhī）間通過 I/O & PMC 信號完（wán）成刀塔分度、鎖緊、到（dào）位等邏輯聯動。

1.2 絕對值備份電池

APD‑VP20 驅動內置 3 V 鋰電池（CR‑1/2AA 或（huò）同規格）保持編碼（mǎ）器多圈數據與驅動參數。失壓會觸發：

• AL‑14 ABS Data Error

• AL‑15 ABS Battery Error

• AL‑16/17 多圈計數溢出（chū）

若（ruò）用戶在電（diàn）池（chí）失效後仍繼續開機，驅動會停機保護，Fanuc CNC 上位檢測不到“Servo Ready”導致刀塔軸報警。

2 絕對值編（biān）碼器與（yǔ）磁極零位

• 電氣零位 (Electrical 0°)：驅動器進行電流矢量控製的參考角，與電機定子磁場對齊。

• 機械零位 (Z 相脈衝)：編碼器一圈僅一次的索引位（wèi）置，廠家在裝配時使其與電角 0° 重合。

• 多圈絕對值（zhí）：記錄轉過的圈數，靠內置電池或 Wiegand 能量維持（chí）。

任何（hé）導致編碼器法蘭相對於轉子轉動的機（jī）械操作（zuò）（鬆（sōng）開（kāi）聯軸器、拆芯片固定螺釘等（děng））都會（huì）破壞（huài）這種對齊（qí）關係 → 換向錯誤 → 電流劇增或無法風車尋找 Z 位。

3 典型故（gù）障鏈分析

4 工具與安全準備

• 3 V CR‑1/2AA 鋰（lǐ）電池 × 1（建議原（yuán）廠或鬆（sōng）下同規格焊腳電池）。

• 十字/內六角扳手、扭力螺絲刀。

• 手動脈衝發生（shēng）器 MPG 或 PLC 麵板低速 jog 功能。

• 絕緣（yuán）手套、萬用表、示波器（qì）（可選，用（yòng）於監（jiān）視 Z 脈衝）。

• 維修軟件（可選）：LS Loader PC 調試程序 + RS‑232 線。

斷電 5 分鍾後再開箱，確保“CHARGE”燈完全熄滅，內部直流母線殘壓 < 50 V。

5 分步維修與校準流程

5.1 更換驅動器電（diàn）池

1. 打開電櫃側門 → 找到 APD‑VP20 頂部小蓋 → 取出舊電池。

2. 檢查電池座無腐蝕（shí） → 裝入新電池，注（zhù）意極性（xìng）。

3. 上電確認 AL‑15 消失，若仍存在則表明主板存儲電（diàn）壓未恢複，可在 PC‑802 Battery Test 菜（cài）單確認電壓值 > 2.7 V。

5.2 機（jī）械恢複：重新對（duì）準聯軸器零（líng）位

1. 鬆開 編碼器側（cè）柔性聯軸器 2 顆（kē） M3/M4 螺釘（dìng），保持輕壓。

2. 在（zài）驅（qū）動麵板進入 PC‑806 Z POS Search → 按 ENTER。

• 電機以約 5 rpm 正向旋轉；檢測到 Z 相脈衝後立即停止。

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

4. 扭力 0.8 N·m 鎖緊聯軸器螺釘。

5.3 驅動器參數與菜單操（cāo）作

僅（jǐn）多圈絕對（duì）式需執行：

1. 進入 PC‑811 ABS Encoder Set，驅動（dòng）顯示 “reset” 5 秒（miǎo） → 自動寫入新零位。

2. 回到（dào）主畫（huà）麵，無 AL‑14/16 報警（jǐng）。

3. 在 PC‑401~PC‑408 中檢查 POS 反饋應為 0 或極小值。

4. 重新上 SVON，驅動 Ready → 刀塔軸可低速 Jog。

5.4 Fanuc 係統參考（kǎo）點重建

1. PMC I/O 頁確認 LS 驅動 Ready 信（xìn）號已到位（X/G0122 之類）。

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

3. SYS > PARAM > 1815 #4 APZ 置 1，保存絕對坐標。

4. 斷（duàn）電重啟，確認無（wú） SV420 TURRET REF LOST／SV041 AXIS ZRN 報警（jǐng）。

6 關鍵點詳解

6.1 PC‑806 Z POS Search

• 用於捕（bǔ）捉 ABZ 信（xìn）號中的（de） Z 脈衝（chōng）。

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

6.2 PC‑811 ABS Encoder Set

• 寫入當前單圈與（yǔ）多圈數據為零。

• 將（jiāng） AL‑14/16 標（biāo）誌清零，同時隱（yǐn）藏（cáng）電池標誌位。

6.3 HSIN / HSOUT 握手

• 若 PLC 采用 ABSCALL 讀取絕對坐標，可在 SVON=OFF 下置 ABSCALL=ON，複位後需置（zhì） OFF。

• PLC 每收 2 bit Data 切（qiē）換（huàn） HSIN，直到 30 bit 讀完，可避免 Fanuc 回零，但現場多用 G28 即可（kě）。

7 試運行與驗（yàn）證

1. 設驅動 Torque Limit = 10 % → 小扭（niǔ）矩 Jog 10 圈（quān），監視 MONIT1 電流尖峰 < ±5 A。

2. 刀塔執行一（yī）次 T0101 → T0202 分度（dù），看是否 1 次到位，無咬（yǎo）合（hé）聲。

3. 長時間（jiān）循環換刀 > 100 次，確認溫升、報警計數 0。

8 防再犯（fàn）措施與保養建議（yì）

• 每 半年在（zài）保養表記錄 LS 驅動電池電（diàn）壓，< 2.8 V 預防性更換（huàn）。

• 聯軸器螺釘加防鬆膠；每年校驗扭矩。

• 備份 Fanuc 全部（bù）參數（包括（kuò） 9000 號宏）與 LS 驅動參數，存（cún） U 盤與雲盤雙份。

• 維修期間禁止未（wèi）授權人員拆卸（xiè）編碼器；需拆時務必做記號或 3D 掃描定位。

9 常（cháng）見問答 FAQ

1. Q：可以把編碼器改成增量式省（shěng）電池嗎？

• A： LS 驅動支持增量式，但 Fanuc PMC/梯形（xíng）圖需重寫刀（dāo）塔到位（wèi）邏輯，且斷電後必（bì）須回零（líng），不建議。

2. Q：AL‑03 換向錯（cuò）誤如何清除？

• A： 重新做 Z POS Search 並調（diào）整聯軸器；若仍報錯，檢查電機相序 U‑V‑W 與（yǔ）驅動輸出是否一（yī）致。

3. Q：絕對（duì）值數（shù）據能通過 RS‑232 備份嗎？

• A： LS Loader 可保（bǎo）存菜單參數，但 不能導出（chū）編碼器 EEPROM，多圈（quān）信息隻能依賴電池。

10 結束語

本文結合 S&T TNL‑120V 立車刀塔軸實際案（àn）例，給出了 LS APD‑VP 係列驅動因電池失效與機械拆裝造成絕對零位丟失的 完整排故‑校準‑驗證 流程。按照本文 4 大步驟操作，可在 2 小時內 恢複（fù）機床刀塔軸正常運行並避免二次拆裝風（fēng）險。希望為同類 Fanuc + 第三方伺服（fú）改裝機床的維（wéi）護（hù）工程師提供參考。

關鍵心得：絕對（duì）值係統第（dì）一時間換電池 & 做好（hǎo）機械記號（hào）；一（yī）旦拆裝，就利用（yòng）驅動內置 Z 捕捉 + ABS 複位功能（néng）對零位進（jìn）行（háng）二次標定，再讓 CNC 建立（lì）新的參考坐標，方（fāng）能一次性解決問（wèn）題。