步科伺服電機——伺服電機編碼器常見的故障原因和維修方法

一、工作前要啟動伺服電機

　　(1)測量絕緣電阻（低壓電機為0.5M或以上）。

　　(2)測量電源電壓，檢查電動機的接線是否正確，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)檢查電機的環境是否正常，清除可燃物和其他雜物。

　　二、關于伺服電機軸承過熱的原因

　　電機本身

　　(1)軸承的內圈和外圈太緊。

　　(2)由于形狀公差問題，機座、端蓋、軸等有些部分沒有良好的同軸度。

　　(3)軸承的選擇不當。

　　(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)設備安裝不當，例如，電機軸和設備軸之間的同軸度沒有要求。

　　(2)滑輪被拉得太用力。

　　(3)軸承維護不善，缺少潤滑脂，或在使用一段時間后干涸變質。

　　三、伺服電機中三相電流不平衡的原因是什么

　　(1)三相電壓的不平衡。

　　(2)電機內部的相位支路焊接或接觸不良。

　　(3)電機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的速度

　　伺服電機是一個典型的閉環反饋系統，減速器組由電機驅動，端子（輸出）驅動一個線性比例電位器進行位置檢測，電位器把角坐標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行比較，產生補償脈沖，然后驅動電機的正反轉，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，從而使伺服電機達到準確定位和速度固定的目的。

　　五、觀察電機運轉時碳刷與換向器之間是否產生火花及火花的程度進行修復

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

　　2、完全沒有火花。沒有必要進行維修。

　　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，電機有火花。這時，有必要拆開電樞，用精密機床加工轉換器。

　　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記，以保證安裝時不會左右為難）把木質工具貼實換向器用包好的砂紙，輕輕轉動軸上的換向器進行研磨，用另一只手按電機的旋轉方向操作。在維修伺服電機時，我們使用不同的粗砂紙和細砂紙。

　　七、如何將伺服電機的編碼器相位和轉子的磁極相位調零，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的UV繞組施加U入和V出電流，使電機軸進入平衡位置。

　　(2)用示波器觀察編碼器的U和Z信號。

　　(3)調整編碼器軸與電機軸的相對位置。

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

　　(5)來回扭動電機軸并撒手后，如果每次電機軸自由返回平衡位置時，Z信號都穩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，都沒有太大的區別，事實上，重要的是在一圈之內，編碼器的檢測相位和機電角度相位要匹配。目前一個非常實用的方法是將編碼器隨機安裝在電機軸上，如下圖所示，然后使用編碼器內部的EEPROM來存儲測量的相位

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

　　(2）通過使用低于額定電流的直流電源向電機的UV繞組施加Uin和Vout的直流電流，將電機軸引導到一個平衡位置。

　　(3)用伺服驅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電角度的初始階段。

　　(4)對齊過程完成。

　　八、伺服電機維修過程中的篡改現象

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

　　九、維修伺服電機時出現爬行現象

　　大多數發生在起動加速段和低速進給，一般是由于進給傳動鏈的潤滑條件差、伺服系統的增益低和外部負荷過大造成的。應特別注意伺服電機和滾珠絲杠之間的聯接，如果連接松動或聯接本身有缺陷，如出現裂紋，將導致滾珠絲杠和伺服電機的旋轉不同步，從而導致進給運動變快或變慢。

　　十、伺服電機維修中的振動現象

　　當機床高速運轉時，可能會發生振動，這將導致過電流報警。機床振動的問題一般是速度問題，所以我們需要尋找速度環的問題。

　　十一、維修伺服電機時出現低扭矩現象

　　發現伺服電機在高速運行時，扭矩從額定堵轉扭矩突然下降，這是由于電機繞組的熱損壞和機器部件的熱造成的。在高速狀態下，電機的溫升較大，所以在計算電機負載之前，必須正確使用伺服電機。

　　十二、伺服電機維修位置錯誤現象

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

　　十三、伺服電機維修不轉的現象

　　數控系統有一個伺服驅動器，使控制信號除聯動脈沖+方向信號外，一般為直流+24V繼電器線圈電壓。伺服電機不轉動，一般診斷方法是：檢查數控系統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輸入/輸出狀態，進給軸啟動條件是否滿足，電磁帶制動器的伺服電機，要確保制動器是打開的，驅動器有故障，伺服電機有故障，伺服電機與滾珠絲杠的聯軸器有故障或鑰匙已被切斷等。

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