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如何判斷伺服電機(jī)編碼器故障及維修教程

發(fā)布者：zyp 來源：上海仰光電子科技有限公司發(fā)布時間：2022-6-8

伺服電機(jī)的維護(hù)相對復(fù)雜，因?yàn)殡姍C(jī)故障往往是由于長期連續(xù)使用或用戶操作不當(dāng)造成的。我們收集了13種常見的故障原因和維修方法。

伺服電機(jī)維修常見故障原因和維修方法

一、工作前要啟動伺服電機(jī)

(1)測量絕緣電阻（低壓電機(jī)為0.5M或以上）。

(2)測量電源電壓，檢查電動機(jī)的接線是否正確，電源電壓是否符合要求。

(3)檢查啟動裝置是否正常。

(4)檢查保險絲是否足夠。

(5)檢查電機(jī)是否有良好的接地和歸零。

(6)檢查傳動裝置是否有故障。

(7)檢查電機(jī)的環(huán)境是否正常，清除可燃物和其他雜物。

二、關(guān)于伺服電機(jī)軸承過熱的原因

電機(jī)本身

(1)軸承的內(nèi)圈和外圈太緊。

(2)由于形狀公差問題，機(jī)座、端蓋、軸等有些部分沒有良好的同軸度。

(3)軸承的選擇不當(dāng)。

(4)軸承沒有得到很好的潤滑或軸承沒有清洗，潤滑脂中有灰塵。

(5)軸上的電流

使用方面

(1)設(shè)備安裝不當(dāng)，例如，電機(jī)軸和設(shè)備軸之間的同軸度沒有要求。

(2)滑輪被拉得太用力。

(3)軸承維護(hù)不善，缺少潤滑脂，或在使用一段時間后干涸變質(zhì)。

三、伺服電機(jī)中三相電流不平衡的原因是什么

(1)三相電壓的不平衡。

(2)電機(jī)內(nèi)部的相位支路焊接或接觸不良。

(3)電機(jī)繞組變短或相位對地短路。

(4)接線錯誤。

四、增加或減少伺服電機(jī)的速度

伺服電機(jī)是一個典型的閉環(huán)反饋系統(tǒng)，減速器組由電機(jī)驅(qū)動，端子（輸出）驅(qū)動一個線性比例電位器進(jìn)行位置檢測，電位器把角坐標(biāo)以比例電壓反饋到控制電路板上該板將與輸入的地面控制脈沖信號進(jìn)行比較，產(chǎn)生補(bǔ)償脈沖，然后驅(qū)動電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，使齒輪組輸出位置。由于齒輪組的輸出位置與期望值相匹配，修正脈沖將趨于零，從而使伺服電機(jī)達(dá)到準(zhǔn)確定位和速度固定的目的。

五、觀察電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時碳刷與換向器之間是否產(chǎn)生火花及火花的程度進(jìn)行修復(fù)

1、只產(chǎn)生2到4個非常小的火花。此時，如果換向器的表面是平坦的，大多數(shù)情況下可以按原樣進(jìn)行維修。

2、完全沒有火花。沒有必要進(jìn)行維修。

3、如果有四個以上的極小火花和一至三個大火花，則不必拆開電樞，只需用砂紙打磨碳刷換向器即可。

4、如果有4個以上的大火花，就必須用砂紙打磨換向器，而且必須將其與碳刷和電樞拆開。拋光碳刷更換碳刷

六、修理換向器

1、換向器表面明顯不平整（用手摸可以看到），或者像第四種情況一樣，電機(jī)有火花。這時，有必要拆開電樞，用精密機(jī)床加工轉(zhuǎn)換器。

2、基本平整，只有極小的劃痕和火花，如是第二種情況l口要用水砂紙手磨，在不拆卸電樞的情況下磨1.磨的順序是：先按換向器的外圓弧，加工木制工具，然后成與換向器一樣寬的長條形用水砂紙切割幾個不同厚度的碳刷（請注意把碳刷柄和碳刷槽拆下來做標(biāo)記，以保證安裝時不會左右為難）把木質(zhì)工具貼實(shí)換向器用包好的砂紙，輕輕轉(zhuǎn)動軸上的換向器進(jìn)行研磨，用另一只手按電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向操作。在維修伺服電機(jī)時，我們使用不同的粗砂紙和細(xì)砂紙。

七、如何將伺服電機(jī)的編碼器相位和轉(zhuǎn)子的磁極相位調(diào)零，以便安排維修

1、增量式編碼器相位對齊

與增量式編碼器UVW電子換向信號的相位與轉(zhuǎn)子磁極的相位一致，也就是電角度的相位，如下所示

(1)通過使用低于額定電流的直流電源向電機(jī)的UV繞組施加U入和V出電流，使電機(jī)軸進(jìn)入平衡位置。

(2)用示波器觀察編碼器的U和Z信號。

(3)調(diào)整編碼器軸與電機(jī)軸的相對位置。

(4)通過觀察編碼器對電機(jī)相對位置的鎖定來調(diào)整編碼器，直到編碼器的U信號跳動，Z信號穩(wěn)定在一個高位（默認(rèn)的Z信號通常是低位）。

(5)來回扭動電機(jī)軸并撒手后，如果每次電機(jī)軸自由返回平衡位置時，Z信號都穩(wěn)定在一個較高的水平，則對中有效。

2、絕對編碼器的相位

絕對值編碼器的相位，無論是單圈還是多圈，都沒有太大的區(qū)別，事實(shí)上，重要的是在一圈之內(nèi)，編碼器的檢測相位和機(jī)電角度相位要匹配。目前一個非常實(shí)用的方法是將編碼器隨機(jī)安裝在電機(jī)軸上，如下圖所示，然后使用編碼器內(nèi)部的EEPROM來存儲測量的相位

(1)將編碼器隨機(jī)連接到電機(jī)上。也就是說，編碼器軸固定在電機(jī)軸上，編碼器外殼固定在電機(jī)外殼上。

(2）通過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的直流電流，將電機(jī)軸引導(dǎo)到一個平衡位置。

(3)用伺服驅(qū)動器讀取絕對編碼器一圈的位置值，并存儲在編碼器的EEPROM中，該編碼器記錄了電機(jī)電角度的初始階段。

(4)對齊過程完成。

八、伺服電機(jī)維修過程中的篡改現(xiàn)象

在進(jìn)給方面，竄貨現(xiàn)象一般是由于進(jìn)給驅(qū)動鏈反向間隙或伺服驅(qū)動增益過大，測速信號時，編碼器不穩(wěn)定如有裂紋，端子接觸不良，螺絲松動等，竄貨發(fā)生在正向運(yùn)動和反向運(yùn)動的瞬間發(fā)生的。

九、維修伺服電機(jī)時出現(xiàn)爬行現(xiàn)象

大多數(shù)發(fā)生在起動加速段和低速進(jìn)給，一般是由于進(jìn)給傳動鏈的潤滑條件差、伺服系統(tǒng)的增益低和外部負(fù)荷過大造成的。應(yīng)特別注意伺服電機(jī)和滾珠絲杠之間的聯(lián)接，如果連接松動或聯(lián)接本身有缺陷，如出現(xiàn)裂紋，將導(dǎo)致滾珠絲杠和伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)不同步，從而導(dǎo)致進(jìn)給運(yùn)動變快或變慢。

十、伺服電機(jī)維修中的振動現(xiàn)象

當(dāng)機(jī)床高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，可能會發(fā)生振動，這將導(dǎo)致過電流報警。機(jī)床振動的問題一般是速度問題，所以我們需要尋找速度環(huán)的問題。

十一、維修伺服電機(jī)時出現(xiàn)低扭矩現(xiàn)象

發(fā)現(xiàn)伺服電機(jī)在高速運(yùn)行時，扭矩從額定堵轉(zhuǎn)扭矩突然下降，這是由于電機(jī)繞組的熱損壞和機(jī)器部件的熱造成的。在高速狀態(tài)下，電機(jī)的溫升較大，所以在計算電機(jī)負(fù)載之前，必須正確使用伺服電機(jī)。

十二、伺服電機(jī)維修位置錯誤現(xiàn)象

如果伺服軸的運(yùn)動超過了位置公差范圍（KNDSD100出廠設(shè)置PA17：400，位置超過檢測范圍），伺服驅(qū)動器將顯示"4"位置過載報警。主要原因是：系統(tǒng)設(shè)置公差過小，伺服系統(tǒng)增益設(shè)置不當(dāng)，位置檢測裝置被污染，進(jìn)給傳動鏈的累積誤差過大，等等。

十三、伺服電機(jī)維修不轉(zhuǎn)的現(xiàn)象

數(shù)控系統(tǒng)有一個伺服驅(qū)動器，使控制信號除聯(lián)動脈沖+方向信號外，一般為直流+24V繼電器線圈電壓。伺服電機(jī)不轉(zhuǎn)動，一般診斷方法是：檢查數(shù)控系統(tǒng)是否有脈沖信號輸出，檢查有效信號是否接通，通過液晶屏觀察系統(tǒng)輸入/輸出狀態(tài)，進(jìn)給軸啟動條件是否滿足，電磁帶制動器的伺服電機(jī)，要確保制動器是打開的，驅(qū)動器有故障，伺服電機(jī)有故障，伺服電機(jī)與滾珠絲杠的聯(lián)軸器有故障或鑰匙已被切斷等。

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