クローズドループステッピングモーターの運転中にエンコーダーが損傷すると、ドライバーから位置偏差アラームが出力されます。本記事では、エンコーダー損傷の一般的な原因と、エンコーダーの検査方法について説明します。
エンコーダー損傷の一般的な原因
- エンコーダー入力電圧・電流の変動
当社の標準エンコーダーが対応する信号電圧範囲は5 V ± 0.5 Vです。エンコーダーに印加される電圧が最大定格電圧を超えると、エンコーダーが損傷するおそれがあります。
- ドライバーからの信号電圧出力が不安定
通常、ドライバー内部の部品が出力信号電圧を調整し、変動を抑制しています。しかし、これらの部品が損傷すると、ドライバーの出力信号電圧が不安定になることがあります。出力電圧がエンコーダーの定格範囲を超えると、エンコーダーのESD保護ダイオードが損傷するおそれがあります。
- エンコーダーケーブルまたはコネクタの異常
考えられる問題としては、コネクタ部での断線、嵌合コネクタ間の接触不良、コネクタとPCB間のはんだ付け不良（冷半田）、または局所的な短絡などが挙げられます。これらのいずれの状態でも、エンコーダーが正常に機能しなくなるおそれがあります。
- 環境要因によるエンコーダーの損傷
静電気が存在する環境でモーターを使用すると、静電気放電（ESD）によりエンコーダーが損傷するおそれがあります。
- エンコーダーのはんだ接合部の劣化
すべてのモーターは出荷前に工場検査を受けており、エンコーダーの欠陥が発生する可能性は最小限に抑えられています。ただし、運転中に周囲温度が高い状態に長時間さらされると、エンコーダー部品のはんだ接合部が劣化したり、冷半田が生じたりして、エンコーダーの故障につながるおそれがあります。
検査方法
- エンコーダーセンサーが接続されているか確認する
図に示すようにエンコーダーのピンを測定し、A相信号とB相信号をそれぞれテストします。
- ESD保護ダイオードが焼損していないか確認する
ダイオードに焼損の痕跡がないか目視で点検します。または、マルチメーターを使用してダイオードの抵抗値を測定します。まず、図に示す位置にマルチメーターのテストプローブを接続して抵抗値を記録し、次にプローブの位置を入れ替えて再度測定します。一方の測定値が低抵抗を示し、もう一方が高抵抗（またはオープン）を示す場合、ダイオードは正常です。両方の測定値が0 Ωに近い場合、ダイオードは短絡しており損傷しています。両方の測定値がオープン（無限大の抵抗）を示す場合、ダイオードはオープンしており損傷しています。
- 差動ラインドライバーICの焼損を検査する
下図に示されているICは、エンコーダーボード上の差動ラインドライバーICです。
- コネクタピンとケーブル間の導通を測定する
ケーブルの断線やピン部での冷半田も、エンコーダーの故障として現れることがあります。マルチメーターを使用して、PCBコネクタのピンとケーブル間の導通を確認してください。
