直流伺服電動(dòng)機(jī)的故障診斷與維修

發(fā)布日期：2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽：2120

(1)直流伺服電動(dòng)機(jī)的故障診斷

1)伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。當(dāng)機(jī)床開機(jī)后，CNC工作正常，“機(jī)床鎖住”等信號(hào)已釋放方向鍵后系統(tǒng)顯示動(dòng)，但實(shí)際伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，可能有以下原因：

①動(dòng)力線斷線或接觸不良。這一故障，通常在驅(qū)動(dòng)器上顯示TGLS報(bào)警。 

②“速度控制使能信號(hào)”(ENABLE)沒(méi)有送到速度控制單元。這時(shí)，通常驅(qū)動(dòng)器上的PRDY指示燈不亮。

③速度指令電壓(VCMD)為零。

④電動(dòng)機(jī)永磁體脫落。

⑤對(duì)于帶制動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，可能是制動(dòng)器不良或制動(dòng)器未通電造成的制動(dòng)器未松開。

⑥松開制動(dòng)器用的直流未加入或整流橋損壞、制動(dòng)器斷線等。

2)電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。伺服電動(dòng)機(jī)過(guò)熱可能的原因如下：

①電動(dòng)機(jī)負(fù)載過(guò)大。

②由于切削液和電刷灰引起換向器絕緣不正常或內(nèi)部短路。

③由于電樞電流大于磁鋼去磁最大允許電流，造成磁鋼發(fā)生去磁。

④對(duì)于帶有制動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)，可能是制動(dòng)線圈斷線、制動(dòng)器未松開、制動(dòng)摩擦片間隙調(diào)整不當(dāng)而造成制動(dòng)器不釋放。

⑤電動(dòng)機(jī)溫度檢測(cè)開關(guān)不良。

3)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)有大的沖擊。若機(jī)床一開機(jī)，伺服電動(dòng)機(jī)即有沖擊，通常是由于電樞或測(cè)速發(fā)電機(jī)極性相反引起的。若沖擊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)，則可能的原因如下：

①測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出電壓突變。

②測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出電壓的紋波太大。
③電樞繞組不良或內(nèi)部短路、對(duì)地短路等。

④脈沖編碼器不良。 

4)低速加工時(shí)工件表面有大的振紋。造成低速加工時(shí)工件表面有大的振紋，其原因較多，有刀具、切削參數(shù)、機(jī)床等方面的原因，應(yīng)予以綜合分析，從電動(dòng)機(jī)方面看有以下原因：

①速度環(huán)增益設(shè)定不當(dāng)。

②電動(dòng)機(jī)的永磁體被局部去磁。

③測(cè)速發(fā)電機(jī)性能下降，紋波過(guò)大。

5)電動(dòng)機(jī)噪聲大。造成直流伺服電動(dòng)機(jī)噪聲的原因主要有以下幾種

①換向器接觸面的粗糙或換向器損壞。

②電動(dòng)機(jī)軸向間隙太大。

③切削液等進(jìn)入電刷槽中，引起了換向器的局部短路。

6)在運(yùn)轉(zhuǎn)、停車或變速時(shí)有振動(dòng)現(xiàn)象。造成直流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不穩(wěn)、振動(dòng)的原因主要有以下幾種：

①脈沖編碼器不良。

②電樞繞組不良，繞組內(nèi)部短路或?qū)Φ囟搪贰?/div>
③若在工作臺(tái)快速移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生機(jī)床振動(dòng)，甚至有較大的沖擊或伺服單元的熔斷器熔斷時(shí)，故障的主要原因是測(cè)速發(fā)電機(jī)電刷接觸不良。 

(2)直流伺服電動(dòng)機(jī)的維修 

1)直流伺服電動(dòng)機(jī)的基本檢查。由于結(jié)構(gòu)決定了直流伺服電動(dòng)機(jī)的維修工作量要比交流伺服電動(dòng)機(jī)大得多，當(dāng)直流伺服電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)進(jìn)行如下檢查：

①伺服電動(dòng)機(jī)是否有機(jī)械損傷?

②電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)部分是否可以手動(dòng)正常轉(zhuǎn)動(dòng)?

③帶制動(dòng)器的伺服電動(dòng)機(jī)，制動(dòng)器是否可以正常松開?

④電動(dòng)機(jī)是否有松動(dòng)的螺釘或軸向間隙?

⑤電動(dòng)機(jī)是否安裝在潮濕、溫度變化劇烈或有灰塵的地方?

⑥電動(dòng)機(jī)是否長(zhǎng)時(shí)間未開機(jī)?若如此，應(yīng)將電刷從DC電動(dòng)機(jī)上取出，重新清理?yè)Q向器表面，因電刷長(zhǎng)期停留在換向器的同一個(gè)位置，將引起換向器的生銹和腐蝕，從而使電動(dòng)機(jī)換向不良和產(chǎn)生噪聲。

⑦電刷是否需要更換?若電刷剩下長(zhǎng)度短于10mm，則電刷不能再使用，必須進(jìn)行更換。若電刷接觸面有任何深槽或傷痕，或在電刷彈簧上見到電弧痕跡，亦必須更換新電刷。更換時(shí)應(yīng)用壓縮空氣吹去刷握中電刷粉塵，使用的壓縮空氣應(yīng)不含鐵粉和潮氣。安裝電刷時(shí)應(yīng)擰緊刷帽，注意電刷彈簧不能夾在導(dǎo)電金屬和刷握之間，并確認(rèn)所有刷帽都擰到各自刷握同樣的位置。電刷裝入刷握時(shí)，應(yīng)保證能平滑地移動(dòng)，并使電刷表面與換向器表面良好吻合。 

2)安裝伺服電動(dòng)機(jī)的注意點(diǎn)。維修完成后重新安裝伺服電動(dòng)機(jī)時(shí)，要注意如下幾點(diǎn)：

①伺服電動(dòng)機(jī)的安裝方向，應(yīng)保證在結(jié)構(gòu)上易于電刷安裝、檢查和更換的方向。

②帶有熱管的伺服電動(dòng)機(jī)(有風(fēng)扇電動(dòng)機(jī))，安裝方向要便于檢查和清掃冷卻器。

③由于伺服電動(dòng)機(jī)的防水結(jié)構(gòu)不是很嚴(yán)密，若切削液、潤(rùn)滑油等滲入伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，會(huì)引起絕緣強(qiáng)度降低、繞組短路、換向不良等故障，從而損壞換向器表面，使電刷的磨損加快。因此，應(yīng)該注意電動(dòng)機(jī)的插頭方向，避免切削液的進(jìn)入。

④當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)安裝在齒輪箱上時(shí)，加注潤(rùn)滑油時(shí)，齒輪箱的潤(rùn)滑油油面高度必須低于伺服的輸出軸，防止?jié)櫥蜐B入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。
⑤固定伺服電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器、齒輪、同步帶等連接件時(shí)，在任何情況下，作用在電動(dòng)機(jī)上的力不能超過(guò)電動(dòng)機(jī)容許的徑向、軸向負(fù)載。
⑥必須按照說(shuō)明書的規(guī)定，進(jìn)行正確連線(見機(jī)床連接圖)。錯(cuò)誤的連線可能引起電動(dòng)機(jī)失控或異常的震蕩，也可能引起電動(dòng)機(jī)機(jī)床的損壞。完成接線后，通電前要測(cè)量電源線與電動(dòng)機(jī)殼體間的絕緣，測(cè)量應(yīng)該用500V兆歐表或萬(wàn)用表進(jìn)行，并用萬(wàn)用表檢查信號(hào)線和電動(dòng)機(jī)殼體的絕緣，但決不能用兆歐表測(cè)量脈沖編碼器信號(hào)線的絕緣。

3)測(cè)速發(fā)電機(jī)的檢查與清掃。一般用于DC伺服電機(jī)的測(cè)速發(fā)電機(jī)是扁平形的。清掃時(shí)可以直接從外面吹入壓縮空氣進(jìn)行清掃。

        若機(jī)床快速移動(dòng)時(shí)，機(jī)械出現(xiàn)振蕩(在大多數(shù)情況下，振動(dòng)周期是電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)時(shí)間的1～4倍)，當(dāng)出現(xiàn)這種故障時(shí)，一般都是由測(cè)速發(fā)電機(jī)的電刷接觸不良引起的。測(cè)速發(fā)電機(jī)由于長(zhǎng)期使用，其特性有時(shí)由于刷塵的影響將降級(jí)。這類故障可能的原因如下：

①由于刷塵，造成測(cè)速發(fā)電動(dòng)機(jī)的換向器相鄰換向片短路；

②由于刷塵，使電刷在刷握中不能平滑地移動(dòng)。

③由于碳膜粘在換向器表面，增加了接觸電阻，使測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出波紋增大。
④由于油、切削液粘在換向器表面，增加了接觸電阻，使測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出紋波增大。
測(cè)速發(fā)電機(jī)的清掃應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：

①?gòu)乃欧妱?dòng)機(jī)上卸下后蓋，注意不要讓與后蓋連在一起的導(dǎo)線受力。

②用干凈的空氣吹換向器表面，清潔換向器表面可以解決由于刷塵引起的大多數(shù)故障。如故障還不能清除，應(yīng)按下面的步驟進(jìn)行。

③拆除刷握，檢查電刷是否能平滑移動(dòng)，若電刷不能平滑移動(dòng)，應(yīng)清除附著在導(dǎo)向塊、墊圈等上面的刷塵。

④取出轉(zhuǎn)子并小心清除換向器槽中的粉塵，然后檢查相鄰換向片間的電阻，當(dāng)測(cè)出的阻值在整個(gè)圓周均為20~30Ω時(shí)為正常值。如果測(cè)出的電阻很大(如：數(shù)百歐姆)，則換向片的繞阻可能有斷路，這種情況下，應(yīng)更換新測(cè)速發(fā)電機(jī)；如果測(cè)出的阻值低于20Ω，則換向片間可能有短路，應(yīng)進(jìn)一步清掃換向器槽。

⑤當(dāng)換向器表面被厚的碳膜覆蓋時(shí)，可用帶有酒精的濕布擦洗。

⑥若換向器表面粗糙，則測(cè)速發(fā)電機(jī)不能再使用，應(yīng)更換新測(cè)速發(fā)電機(jī)。

4)脈沖編碼的更換方法。FANUC直流伺服電動(dòng)機(jī)的脈沖編碼器安裝在電動(dòng)機(jī)的后部，它通過(guò)十字聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸相連，其安裝與拆卸都比較簡(jiǎn)單、容易，在此不再介紹。

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