如何判斷伺服電機(jī)編碼器的故障及維修

伺服電機(jī)的維修相對(duì)復(fù)雜，因?yàn)殡姍C(jī)編碼器的故障通常是由長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行或用戶操作不當(dāng)引起的。作為Hengstler編碼器在國(guó)內(nèi)的代理商，目前我們已經(jīng)收集了許多常見(jiàn)的故障原因和修復(fù)方法，希望對(duì)大家能有所幫助。

1.工作前啟動(dòng)伺服電機(jī)編碼器

（1） 測(cè)量絕緣電阻（低壓電機(jī)為0.5M或以上）。

（2） 測(cè)量電源電壓，檢查電機(jī)接線是否正確，電源電壓是否符合要求。

（3） 檢查引導(dǎo)設(shè)備是否正常。

（4） 檢查備份是否足夠。

（5） 檢查電機(jī)是否接地良好并調(diào)零。

（6） 檢查傳動(dòng)裝置是否有缺陷。

（7） 檢查電機(jī)環(huán)境是否正常，清除易燃物等小部件。


2.伺服電機(jī)編碼器軸承過(guò)熱的原因

電機(jī)本身

（1） 軸承的內(nèi)圈和外圈太緊。

（2） 由于形狀公差問(wèn)題，機(jī)座、端蓋、軸等的某些零件同軸度不好。

（3） 軸承選擇不正確。

（4） 軸承潤(rùn)滑不良，或軸承未清潔，潤(rùn)滑脂含灰塵。

（5） 波浪上的水流

使用方面

（1） 設(shè)備安裝不當(dāng)，例如，電機(jī)軸和設(shè)備軸之間不需要同軸度。

（2） 滑輪拉得太厲害了。

（3） 軸承保養(yǎng)不良，缺少潤(rùn)滑脂，或在使用一段時(shí)間后變干變質(zhì)。

3.伺服電機(jī)三相電流不對(duì)稱的原因是什么？

（1） 三相電壓不平衡。

（2） 電機(jī)中的相腿焊接不良或接觸不良。

（3） 電機(jī)繞組短路或相位對(duì)地短路。

（4） 接線故障。

4.提高或降低伺服電機(jī)的速度

伺服電機(jī)編碼器是典型的閉環(huán)反饋系統(tǒng)，減速組由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，終端（輸出）驅(qū)動(dòng)線性比例電位器進(jìn)行位置檢測(cè)，電位器按比例將角度坐標(biāo)返回控制板。對(duì)地面控制脈沖信號(hào)進(jìn)行比較，以提供產(chǎn)生的補(bǔ)償脈沖，然后驅(qū)動(dòng)電機(jī)向前和向后旋轉(zhuǎn)，以建立齒輪組的初始位置。由于齒輪組的初始位置與預(yù)期值一致，因此校正脈沖趨于零，從而使伺服電機(jī)能夠達(dá)到精確定位和定速的目的。

5.在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，觀察碳刷和換向器之間是否有火花，如果有火花，則進(jìn)行修理

1.只有2到4個(gè)非常小的火花。如果此時(shí)換向器的表面是平的，則可以按照大多數(shù)情況進(jìn)行維修。

2.完全沒(méi)有火花。無(wú)需維護(hù)。

3.如果有四個(gè)以上的小火花和一到三個(gè)大火花，則無(wú)需拆卸電樞，只需用砂紙打磨碳刷換向器即可。

4.如果有4個(gè)以上的大火花，需要用砂紙打磨換向器，并將其從碳刷和電樞上拆下。拋光碳刷更換碳刷

6.修理?yè)Q向器

1.換向器表面明顯不平（你可以用手看到），或者像第四種情況一樣，電機(jī)有火花。此時(shí)，有必要拆卸電樞并用精密機(jī)床加工傳感器。

2.基本平整，只有非常小的劃痕和火花。在第二種情況下，應(yīng)使用水砂紙手動(dòng)打磨炮口，并且應(yīng)在不拆卸電樞1的情況下打磨炮口。打磨順序?yàn)椋合葔赫髯油獗砻?。做一個(gè)圓弧，加工一個(gè)木工工具，然后用水砂紙將幾個(gè)不同厚度的碳刷切割成與換向器一樣寬的長(zhǎng)條（請(qǐng)注意，碳刷柄和碳刷槽將被移除并標(biāo)記，以確保安裝時(shí)不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題）用包好的砂紙將木工工具粘在換向器上，輕輕旋轉(zhuǎn)軸上的換向器，使其打磨光滑，并用另一只手沿旋轉(zhuǎn)方向操作電機(jī)。維修伺服電機(jī)時(shí)，我們使用不同的砂紙和更細(xì)的砂紙。

7.如何將伺服電機(jī)的Hengstler編碼器相位和轉(zhuǎn)子磁極相位歸零，以啟動(dòng)維護(hù)

1.增量編碼器的相位調(diào)整

增量編碼器的UVW電子換向信號(hào)的相位與轉(zhuǎn)子磁極的相位相匹配，即電角度的相位，如下所示

（1） 通過(guò)使用低于額定電流的直流電源向電機(jī)的UV繞組施加U in和V out電流，使電機(jī)軸處于平衡位置。

（2） 用示波器觀察編碼器U和Z信號(hào)。

（3） 調(diào)整編碼器軸和電機(jī)軸的相對(duì)位置。

（4） 通過(guò)觀察編碼器與電機(jī)相對(duì)位置的鎖定來(lái)調(diào)整編碼器，直到編碼器U信號(hào)跳躍，Z信號(hào)穩(wěn)定在高位（默認(rèn)Z信號(hào)通常為低位）。

（5） 前后旋轉(zhuǎn)電機(jī)軸并釋放后，如果每次電機(jī)軸自由返回平衡位置時(shí)Z信號(hào)穩(wěn)定在高水平，則校準(zhǔn)有效。

絕對(duì)編碼器的第二階段

絕對(duì)式編碼器的相位，無(wú)論是單圈還是多圈，都不會(huì)產(chǎn)生太大的差異，相反，編碼器的采集相位和機(jī)電角度的相位在一圈內(nèi)匹配非常重要。目前一種非常實(shí)用的方法是將編碼器任意安裝在電機(jī)軸上，如下圖所示，然后使用編碼器中的EEPROM存儲(chǔ)測(cè)量的相位

（1） 任意將編碼器連接到電機(jī)上。即，編碼器軸固定在電機(jī)軸上，編碼器殼體固定在電機(jī)殼體上。

（2） 通過(guò)使用低于額定電流的直流電源向電機(jī)的UV繞組施加Uin和Vout直流電流，將電機(jī)軸引導(dǎo)至平衡位置。

（3） 使用伺服驅(qū)動(dòng)器讀取絕對(duì)式編碼器一圈的位置值，并將其存儲(chǔ)在編碼器的EEPROM中，該EEPROM記錄電機(jī)電角度的初始階段。

（4） 校準(zhǔn)過(guò)程已經(jīng)完成。


8.伺服電機(jī)維護(hù)中的操縱現(xiàn)象

進(jìn)料時(shí)，走私現(xiàn)象通常是由于進(jìn)料傳動(dòng)鏈的齒隙或伺服驅(qū)動(dòng)增益過(guò)高。當(dāng)使用速度測(cè)量信號(hào)時(shí)，編碼器不穩(wěn)定，例如：螺釘松動(dòng)等。在正向情況下，在向前和向后移動(dòng)期間，瞬時(shí)發(fā)生滲透。

9.伺服電機(jī)維修時(shí)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象

其中大多數(shù)發(fā)生在啟動(dòng)加速段和低速進(jìn)給中，這通常是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈潤(rùn)滑條件差、伺服系統(tǒng)增益低和外部負(fù)載過(guò)大造成的。如果伺服電機(jī)和滾珠絲杠之間的連接松動(dòng)或連接本身斷裂（例如同步），導(dǎo)致進(jìn)給運(yùn)動(dòng)更快或更慢，則應(yīng)特別注意伺服電機(jī)和滾珠絲杠之間的連接。

10.伺服電機(jī)維護(hù)中的振動(dòng)現(xiàn)象

當(dāng)機(jī)床高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可能會(huì)發(fā)生振動(dòng)，從而觸發(fā)過(guò)電流報(bào)警。機(jī)床振動(dòng)問(wèn)題通常是一個(gè)速度問(wèn)題，所以我們需要尋找速度環(huán)問(wèn)題。

11.維修伺服電機(jī)時(shí)出現(xiàn)低扭矩現(xiàn)象

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)伺服電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)矩突然從額定失速轉(zhuǎn)矩下降，這是由電機(jī)繞組的熱損壞和機(jī)器部件的加熱引起的。高速時(shí)，電機(jī)溫升較大，因此在計(jì)算電機(jī)負(fù)載之前，必須正確使用伺服電機(jī)。

12.伺服電機(jī)維修位置故障現(xiàn)象

當(dāng)伺服軸移動(dòng)超過(guò)位置公差范圍（KNDSD100出廠設(shè)置PA17:400，位置超過(guò)檢測(cè)范圍）時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器顯示“4”位置過(guò)載報(bào)警。主要原因是：系統(tǒng)調(diào)節(jié)公差過(guò)小、伺服系統(tǒng)增益調(diào)節(jié)不正確、位置檢測(cè)裝置臟污、進(jìn)給傳動(dòng)鏈累積誤差過(guò)大等。

13.維修后伺服電機(jī)不轉(zhuǎn)現(xiàn)象

數(shù)控系統(tǒng)有伺服驅(qū)動(dòng)器，所以控制信號(hào)一般為DC+24V繼電器線圈電壓，鏈路脈沖+方向信號(hào)除外。如果伺服電機(jī)不旋轉(zhuǎn)，代數(shù)診斷方法：檢查數(shù)控系統(tǒng)是否有脈沖信號(hào)輸出，檢查有效信號(hào)是否接通，通過(guò)LCD屏幕觀察系統(tǒng)的輸入/輸出狀態(tài)，進(jìn)給軸的啟動(dòng)條件是否滿足，伺服電機(jī)帶電磁帶閘，制動(dòng)器打開，驅(qū)動(dòng)器有缺陷，伺服電機(jī)有缺陷，伺服電機(jī)和滾珠絲杠之間的耦合有缺陷，或羽毛鍵被切斷等。

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