10장 엔코더 파형은 어떻게 읽어야 하나?

📉 Signal Scope 실전 분석으로 이해하는 A/B 위상과 타이밍 오류

 

✅ 이런 문제가 있다면 엔코더 파형 분석이 필요합니다

• 속도는 일정한데 위치 값이 출렁임
• 3D 프로파일이 간헐적으로 튐
• 장비는 정상인데 결과가 랜덤하게 흔들림
• PLC에서는 문제 없는데 카메라에서 오류 발생

👉 이런 문제는 대부분 엔코더 파형이 깨지거나 노이즈가 섞인 상태에서 시작됩니다.

 

✅ 결론부터 말하면
엔코더 파형을 보면 장비의 모든 움직임과 타이밍 문제가 그대로 드러납니다.
그리고 그 파형을 가장 정확하게 보여주는 장치가 바로 Signal Scope입니다.

 

🔁 엔코더 기본 파형: A/B 채널 이해하기

엔코더는 두 개의 신호(A상, B상)를 사용해 위치 · 방향 · 속도를 계산합니다.

A/B 위상의 기본 관계는 90° 위상차입니다.

 

 

 

✔ 이 위상차를 이용해:
- 이동 방향 판단
- 펄스 수로 이동 거리 계산
- 펄스 간격으로 속도 계산

📌 A/B 파형이 깨지면 → 모든 계산이 틀어지고 → 머신비전 검사 품질이 붕괴됩니다.

 

✅ Signal Scope로 보는 “정상 엔코더 파형”

정상 상태의 엔코더 파형은 다음과 같은 특징을 가집니다.

• A/B 신호가 정확히 90° 위상을 유지
• 펄스 폭 일정
• rising/falling edge가 선명하고 깨끗함
• 노이즈 없이 디지털 수평 상태 유지
• 속도가 빨라도 간격만 변하고 파형 형태는 동일

👉 정상 파형의 기준을 알아야 비정상 파형을 정확하게 진단할 수 있습니다.

 

⚠️ 이런 파형이 보이면 “문제”가 있는 것이다 (실전 케이스)

① A/B 위상 깨짐

현상: A와 B의 rising edge가 딱 맞거나, 서로 overlap 구간이 발생

주요 원인:

• 기계 진동
• 케이블 접촉 불량
• 리니어 엔코더 헤드–스케일 간격 변화

➜ 결과: 위치 오차 · 역방향 판단 오류 → 검사 기준점이 뒤틀림

 

② 노이즈로 인해 edge가 튀거나 잘림

현상: A상 또는 B상에 가짜 spike가 생김

주요 원인:

• 모터/서보 EMI
• 인버터 노이즈
• GND 공유 · 접지 불량

➜ 결과: 가짜 펄스 발생 → 위치 값이 갑자기 점프

 

③ 펄스 폭 불규칙

현상: 펄스 폭이 길었다 짧았다 반복, 간격이 고르지 않음

주요 원인:

• 엔코더 센서 오염
• 헤드 alignment 불량
• 속도 변화에 비해 처리 지연 발생

➜ 결과: 속도 계산 오류 → 타이밍 불안정 → 검사 위치 흔들림

 

④ 펄스 드롭(누락)

현상: 일정 간격으로 펄스 하나가 통째로 사라짐

주요 원인:

• 케이블 단선/접촉 불량
• 모터에서 발생한 순간 간섭
• PLC 고속 카운터의 처리 한계

➜ 결과: 기준 위치가 틀어져 이미지 위치가 계속 흔들림

 

⑤ 노이즈 플로팅(지속적인 미세 흔들림)

현상: 디지털 신호의 수평부분이 들쭉날쭉, 미세한 흔들림 지속

주요 원인:

• 접지(GND) 품질 문제
• 노후된 전원 라인
• EMI(전자파 간섭) 누적

➜ 결과: 지터 증가 → 특히 3D 프로파일 품질 악화

 

🔍 엔코더 파형을 보면 바로 알 수 있는 것들

Signal Scope로 A/B 파형을 보면 다음 항목들을 한 번에 확인할 수 있습니다.

확인 항목	의미
A/B 위상 정상 여부	방향 · 위치 신뢰도 판단
rising/falling edge 품질	타이밍 정확도 확인
펄스 간격	속도 안정성 · 가감속 상태
노이즈 존재 여부	EMI · 접지 · 배선 문제 여부
펄스 누락 여부	고속 처리 한계/단선 가능성
속도 변화에 따른 파형 변화	라인 제어 품질, 구조적 한계

📌 PLC·카메라·조명 문제처럼 보이는 80%의 현상은,
엔코더 파형만 정확히 보면 원인이 크게 좁혀집니다.

 

🛠 Signal Scope를 반드시 사용해야 하는 이유

PLC 한계:

• Scan Time 동안 신호 변화를 놓침
• µs 단위 edge 흔들림(지터) 확인 불가
• A/B 위상 깨짐을 직접 관찰할 수 없음
• 펄스 튐(toggling) 현상도 모른 채 지나감

Signal Scope 장점:

• A/B 타이밍을 ns 단위까지 분석 가능
• 노이즈 패턴과 간섭 위치를 눈으로 확인
• 펄스 찌그러짐, 드롭을 실시간 관측
• 역방향 모드에서만 나타나는 이상도 확인

➜ 문제가 “어디서” 발생하는지 즉시 범위를 좁혀줍니다.

 

⏱ 가장 중요한 부분: 파형이 곧 타이밍이다

엔코더 파형 오류는 곧 타이밍 오류로 이어지고,
타이밍 오류는 다시 트리거 · 조명 · 카메라 동기화 오류로 전파됩니다.

엔코더 파형 오류
→ 타이밍 오류
→ 트리거 오류
→ 조명/카메라 동기화 오류
→ 이미지 오류
→ 검사 품질 문제

즉, A/B 파형이 깨지면 머신비전의 모든 기준점이 무너집니다.
파형을 바로 읽을 수 있어야 문제를 빠르게 해결할 수 있습니다.

 

🧠 핵심 요약

• ✔ 엔코더 파형은 모든 타이밍 문제의 출발점
• ✔ A/B 위상 깨짐 · 노이즈 · 가짜 펄스 · 펄스 드롭은 이미지 위치에 치명적
• ✔ PLC는 파형을 직접 볼 수 없어서 근본 원인 분석이 어렵다
• ✔ Signal Scope는 µs/ns 수준의 실측 파형을 제공
• ✔ 파형만 제대로 보면 문제 범위를 즉시 좁힐 수 있다

 

🔜 다음 글 예고
👉 No.11 – 왜 3D 검사에서 문제가 더 크게 드러나는가?

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