三菱伺服驱动器AL.37故障码诊断维修教程

AL.37 是三菱伺服驱动器（MR-JE/MR-J4/MR-J5 系列）中典型的 “信号流故障码”，核心诱因是编码器 Z 相信号未被驱动器正常识别，直接影响设备原点回归精度与位置控制稳定性。本教程从故障本质出发，通过 “工具准备→分层诊断→分步维修→验证预防” 四阶段，拆解从定位问题到根治故障的完整流程，适配新手与进阶维修人员。

前置知识：AL.37 故障码核心认知

1. 故障定义与危害

• 官方定义：驱动器在读取编码器 Z 相信号时，未检测到符合要求的脉冲信号（如 Z 相缺失、信号畸变、边沿错误），触发位置检测保护。

• 核心危害：设备无法完成原点回归（如数控车床 X 轴回零失败）、定位偏差超标（加工尺寸误差），严重时导致机械碰撞（如主轴撞刀）。

• 高发场景：编码器电缆长期弯曲（机器人关节、拖链设备）、电池供电型编码器电池耗尽、参数误修改、电磁干扰。

2. 必备工具与耗材

分层诊断：从 “外部简易排查” 到 “内部定位”

AL.37 故障需遵循 “先外部后内部、先软件后硬件” 原则，避免盲目拆解编码器或驱动器，减少二次故障风险。

阶段 1：外部简易排查（10 分钟快速定位）

1. 排查编码器电缆与连接

• 步骤 1：目视检查电缆

重点查看电缆外观：是否有破损（尤其拖链内、电机轴附近）、屏蔽层是否断裂（露出内层芯线）、插头是否松动（如 JAE 插头卡扣是否扣紧）。

关键判断：若电缆弯曲处有 “折痕硬伤”，或插头针脚弯曲 / 氧化，优先标记为可疑点。

• 步骤 2：通断与接地测试

① 用万用表通断档测 Z 相电缆芯线（参考编码器手册，通常为橙色 / 棕色线）：两端导通为正常，不通则判定芯线断裂；

② 测屏蔽层接地：用万用表电阻档测电缆屏蔽层与驱动器接地端子（PE），接地电阻≤4Ω 为正常，＞10Ω 则接地不良（易引入干扰）。

2. 排查编码器供电与电池（针对电池型编码器）

• 步骤 1：测编码器供电电压

驱动器通电，用万用表直流档测编码器电缆 “供电线 - 地线”（通常红色为 5V/12V，黑色为地）：

• 5V 供电型：正常电压 4.8-5.2V，＜4.5V 为供电不足（可能是驱动器内部 5V 模块故障）；

• 12V 供电型：正常电压 11.5-12.5V，＜11V 为供电异常。

• 步骤 2：检查电池状态（如 HC-KFS 系列编码器）

① 拆下编码器电池仓（通常在编码器侧面），取出 CR2032 电池，用万用表测电压：正常≥2.7V，＜2.5V 为电量耗尽；

② 若电池漏液，需用酒精清洁电池仓，避免腐蚀电路板。

3. 排查参数设置（软件层面快速验证）

• 步骤 1：读取关键参数

通过驱动器面板或 GX Works3 软件，查看以下参数（不同系列参数号可能微调，以手册为准）：

• 步骤 2：参数复位验证

若怀疑参数紊乱，执行 “参数初始化”（面板操作：Menu→参数→初始化→确认），再导入设备备份参数（避免用默认参数，可能与电机不匹配），重启后观察 AL.37 是否消失。

阶段 2：内部检测（20 分钟定位硬件故障）

若外部排查无异常，需检测编码器本体与驱动器接口电路，此阶段需具备基础电子电路知识。

1. 编码器本体检测

• 步骤 1：拆解编码器（注意防静电）

佩戴防静电手环，拆下编码器与电机的连接螺丝（通常为 3 颗 M3 螺丝），取下编码器外壳（部分型号为卡扣式），观察内部码盘：

• 若码盘有油污、粉尘覆盖，用无尘布蘸酒精轻轻擦拭（禁止用硬物刮擦）；

• 若码盘有划痕、变形，直接判定编码器损坏（需更换同型号编码器）。

• 步骤 2：信号输出测试（示波器必测）

① 将编码器重新连接电缆（仅接供电、A/B/Z 相、地线），手动缓慢转动电机轴；

② 用示波器探头接 Z 相电缆芯线（探头接地夹接编码器地线），观察波形：

• 正常波形：方波，幅值 4.8-5.2V，无杂波，每转输出 1 个完整脉冲；

• 异常波形：幅值＜3V（信号衰减）、波形畸变（如尖峰杂波）、无脉冲（Z 相电路损坏）。

2. 驱动器接口电路检测

• 步骤 1：端子与线路检测

断电后拆解驱动器，找到编码器接口端子（通常为 X4 端子）：

① 用万用表通断档测端子至内部电路的连线（如 Z 相端子→滤波电容→CPU），不通则判定线路断路；

② 检查接口电路的滤波电容（如 0.1μF 贴片电容）是否鼓包，限流电阻（如 1kΩ）是否发黑（用电阻档测阻值，偏差＞20% 需更换）。

• 步骤 2：信号处理芯片检测

若线路正常，重点检查编码器信号处理芯片（如三菱专用芯片 M68HC11）：

① 通电后用万用表测芯片供电引脚（通常为 5V），无电压则判定芯片供电故障；

② 用示波器测芯片 Z 相输入 / 输出引脚，输入有正常波形但输出无，则芯片损坏（需更换同型号芯片，焊接需恒温电烙铁 300-350℃）。

分步维修：按 “故障类型” 制定解决方案

1. 电缆与连接问题（占比 60%，易解决）

（1）电缆芯线断裂 / 屏蔽层损坏

• 维修步骤：

① 若断裂位置靠近插头，可剪去破损段，重新制作插头（剥线长度 5mm，压接端子时确保芯线完全插入）；

② 若整根电缆破损，更换三菱专用编码器电缆（如 MR-J3ENCBL-5M-A1-L，需匹配驱动器与电机距离），敷设时避免与动力电缆（如电机输出电缆）并行捆扎（间距≥10cm），减少电磁干扰；

③ 屏蔽层单端接地：仅在驱动器侧将屏蔽层接 PE 端子（用铜鼻子压接，接地电阻≤2Ω），电机侧悬空（避免地环流）。

（2）端子氧化 / 松动

• 维修步骤：

① 用 800 目细砂纸轻轻打磨编码器插头针脚与驱动器接口端子的氧化层，直至露出金属光泽；

② 涂抹少量导电膏（如氮化铝导电膏），降低接触电阻；

③ 插紧插头后，用螺丝固定（如 X4 端子的固定螺丝，扭矩 0.8-1.2N・m），避免振动导致松动。

2. 编码器本体问题（占比 25%）

（1）码盘污染 / 电池耗尽

• 维修步骤：

① 码盘污染：用无尘布蘸无水酒精擦拭码盘表面（顺时针方向，避免划伤），晾干后重新安装编码器（确保同轴度≤0.1mm，联轴器间隙≤0.05mm）；

② 电池耗尽：带电更换CR2032 电池（驱动器保持通电，更换时间＜30 秒，避免原点数据丢失），更换后进入参数界面，确认 Pr.250 恢复为 0。

（2）编码器 Z 相电路损坏

• 维修步骤：

① 若编码器型号老旧（如 HC-MFS 系列），直接更换同型号编码器（需记录原编码器 “位置数据”，更换后重新导入）；

② 若为新型号（如 HC-KFS73），可更换编码器内部 Z 相检测电路（如光电二极管、限流电阻），但需匹配原元件参数（如二极管型号 1N4148，电阻 1kΩ/0.125W），焊接时避免烫坏周边元件。

3. 参数与供电问题（占比 15%）

（1）参数设置错误

• 维修步骤：

① 确认编码器 Z 相输出特性：查阅编码器手册，若 Z 相为 “下降沿输出”，将 Pr.202 设为 1；若为 “上升沿输出”，设为 0（默认）；

② 若误开启 Z 相忽略功能（Pr.203=1），改回 0，保存参数后断电重启驱动器，AL.37 通常可消除。

（2）驱动器 5V 供电模块故障

• 维修步骤：

① 拆解驱动器，找到 5V 供电模块（通常为开关电源模块，输出端接滤波电容）；

② 更换模块的滤波电容（如 100μF/16V 贴片电容，若鼓包漏液），测输出电压是否恢复 4.8-5.2V；

③ 若电容正常仍无电压，更换 5V 电源模块（需与原型号一致，如三菱 PS-5V1A），焊接后通电测试。

维修验证与长期预防

1. 维修后验证（确保彻底解决）

（1）空载验证

• 驱动器通电，执行 “手动原点回归”（面板操作：Mode→原点回归→启动），观察：

① 无 AL.37 报警，原点回归完成后，驱动器显示 “0”（原点位置）；

② 用示波器测 Z 相波形，每转 1 个稳定方波，幅值≥4.8V，无杂波。

（2）带载验证

• 加载至设备额定负载的 80%（如数控车床加工工件），连续执行 3 次原点回归：

① 每次回归后，用千分表测机械原点重复定位精度，偏差≤0.01mm（高精度设备）或≤0.05mm（普通设备）；

② 运行 1 小时，观察驱动器面板无 AL.37 报警，位置偏差值无持续增大。

2. 长期预防措施（避免故障复发）

（1）电缆维护

• 每 3 个月检查一次编码器电缆，尤其拖链内电缆：若弯曲次数达 100 万次（参考电缆手册），提前更换耐弯曲电缆；

• 在电缆弯曲处套保护波纹管，避免机械磨损。

（2）电池管理

• 电池供电型编码器，每 12 个月更换一次电池（未报 AL.37），更换前备份原点数据；

• 记录电池更换时间，贴标签在编码器外壳上，避免遗漏。

（3）参数保护

• 设置驱动器参数密码（如 Pr.9999），防止非授权人员修改 Pr.202/Pr.203 等关键参数；

• 每月备份一次驱动器参数，保存为 “设备型号 + 日期” 命名的文件（如 MR-JE-200A_202410.prm）。

（4）抗干扰优化

• 编码器电缆与动力电缆（如电机线、变频器线）分开敷设，间距≥15cm；

• 在驱动器电源输入端加装滤波器（如三菱 EMC 滤波器 NF-100），减少电网干扰。

AL.37 故障维修的核心是 “定位 Z 相信号传输链路的薄弱环节”—— 从电缆连接、编码器本体到驱动器接口，按 “外部→内部” 逐步排查，优先解决易操作的外部问题（如换电缆、调参数），再处理复杂的内部硬件故障。维修后通过空载 + 带载双重验证，结合长期预防措施，可彻底避免 AL.37 反复报警，保障设备位置控制精度与生产稳定性。