故障检查方法
直观检查法
外观检查:观察伺服驱动器的外观,查看是否有明显的损坏迹象,如外壳破裂、烧焦痕迹、冒烟、进水等情况。对于烧焦痕迹,要重点检查电路板上的大功率元件(如功率晶体管、电阻等)周围区域。如果发现有元件外观损坏,很可能是这些元件出现故障导致的。例如,若功率晶体管表面有明显的黑色烧焦斑点,可能是由于过流或过热导致其损坏。
连接检查:检查伺服驱动器的所有连接,包括电源线、电机线、编码器线、信号线等。查看插头是否插紧,有无松动、氧化或腐蚀现象。对于松动的插头,要重新插紧并确保连接牢固。如果发现插头引脚有氧化或腐蚀,可以使用电子清洁剂和软毛刷进行清洁,重新插入。检查连接电缆是否有破损、折断等情况,特别是在电缆弯曲或移动频繁的部位。
静态检查法
断电检查:在断电状态下,使用万用表的电阻档来检查伺服驱动器内部的一些关键元件。检查熔断器是否熔断,正常情况下,熔断器的电阻值应该接近为零,如果电阻无穷大,则表示熔断器已经熔断。检查功率电路中的晶体管、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等元件的通断状态。以 IGBT 为例,通过测量其集电极 - 发射极之间的电阻来判断其是否正常。正常情况下,正向电阻较小,反向电阻较大,如果正反向电阻都很小或者很大,可能表示 IGBT 损坏。
电容检查:检查电路板上的电解电容是否有鼓包、漏液现象。鼓包或漏液的电容需要更换,可以使用万用表的电容档来测量电容的容量是否在标称值范围内。如果电容容量明显偏离标称值,也可能会影响电路的正常工作。例如,电源滤波电容容量不足可能会导致电源输出纹波过大,影响驱动器的稳定性。
动态检查法
通电检查(无负载):在确保安全的前提下,给伺服驱动器通电,但不连接电机和负载。观察驱动器的指示灯状态,正常情况下,应该有相应的电源指示灯亮起。使用万用表的电压档检查驱动器的电源输出电压是否正常。例如,对于常见的 24V 直流电源输出,测量其输出电压应在 24V 左右,允许一定的误差范围。检查控制信号输入端的电压是否符合要求,这些信号电压通常由上位机或控制器提供。
通电检查(带负载):如果无负载通电检查没有发现问题,可以连接电机进行带负载检查。在驱动器运行过程中,观察电机的运行状态,如是否有异常振动、噪声、转速不稳等情况。使用仪器监测驱动器的输出电流、电压等参数。如果发现输出电流过大,可能是电机负载过重或者驱动器内部功率电路故障导致的。可以通过逐渐增加负载的方式来观察驱动器和电机的响应,以判断故障是否与负载有关。
替代检查法
元件替代:当怀疑某个元件(如集成电路芯片、光耦等)出现故障时,如果有同型号的正常元件,可以将其替换到怀疑有故障的位置。在替换元件后,进行测试,观察故障是否消失。例如,当怀疑光耦损坏导致信号传输异常时,更换新的光耦后,若信号传输恢复正常,则说明原来的光耦有问题。
设备替代:如果有备用的伺服驱动器或电机,可以将怀疑有故障的部件进行替换。例如,将怀疑故障的伺服驱动器替换为正常的驱动器,如果在相同的工作条件下,电机能够正常运行,那么就可以确定原来的驱动器出现了故障。在进行设备替代时,要注意设备的型号、参数等是否匹配,避免因不兼容而导致新的问题。
维修处理方法
电源故障维修
过压或欠压故障:如果是由于电源输入过压导致驱动器报警,检查电源输入线路上是否有异常的高压源。例如,是否误接入了过高电压的电源或者电源线路中是否出现了雷击等过压现象。对于欠压故障,检查电源供应设备是否正常工作,如变压器、整流器等。检查电源线路是否有松动、接触不良等情况导致电压下降。如果是电源内部元件损坏导致电压异常,可以更换损坏的元件,如稳压二极管、滤波电容等。
电源短路故障:当出现电源短路故障时,要切断电源,使用万用表的电阻档检查电源电路的短路点。通常,重点检查电源滤波电容、整流桥、功率晶体管等容易出现短路的元件。如果发现某个元件短路,要将其更换,并检查与之相连的电路是否有其他损坏的元件。在更换元件后,要仔细检查电路连接是否正确,避免出现短路。
电机不转故障维修
驱动器无输出信号:检查驱动器的控制信号输入端,查看是否有来自上位机或控制器的有效信号。如果没有信号,要检查信号线路是否断开、上位机是否正常工作等。如果有信号输入,但驱动器没有输出,可能是驱动器内部的控制电路出现故障,如控制器芯片损坏、驱动电路故障等。此时,需要对驱动器内部的控制电路进行检查,通过测量芯片的工作电压、信号引脚的状态等来判断故障位置,更换损坏的元件。
电机故障:当电机不转时,也有可能是电机本身出现故障。检查电机的绕组是否断路或短路,可以使用万用表的电阻档测量电机绕组的电阻值。如果电阻无穷大,可能表示绕组断路;如果电阻值明显低于正常范围,可能表示绕组短路。检查电机的轴承是否卡死,手动转动电机轴,查看是否能够灵活转动。如果电机轴承损坏,需要更换轴承;如果绕组损坏,可能需要重新绕制绕组或者更换电机。
电机异常振动故障维修
机械安装问题:检查电机与负载之间的机械连接是否正确,如联轴器是否安装牢固、同心度是否良好。如果联轴器安装不当,可能会导致电机轴与负载轴不同心,从而引起电机异常振动。此时,需要重新安装和调整联轴器,确保电机轴和负载轴的同心度在允许范围内。检查电机的安装底座是否牢固,螺丝是否松动。如果安装底座松动,要拧紧螺丝,确保电机安装稳定。
电气参数问题:电机异常振动也可能是由于电气参数设置不当引起的。检查驱动器的参数设置,如速度环增益、位置环增益等。如果增益设置过高,可能会导致电机系统不稳定,出现振动现象。可以根据电机和负载的实际情况,适当调整这些参数,降低增益,使电机运行更加稳定。检查电机的供电频率是否与额定频率相符,如果频率异常,也可能会引起电机振动,需要调整电源频率或者检查频率控制电路。
编码器故障维修
编码器通信故障:如果出现编码器通信故障,检查编码器与驱动器之间的连接线路,如前所述,查看插头是否插紧、电缆是否损坏等。如果连接没有问题,使用示波器检查编码器输出的信号波形,查看是否有信号丢失、波形失真等情况。如果是编码器本身的信号输出问题,可能需要更换编码器。检查驱动器的编码器接口电路是否正常,如接口芯片是否损坏、信号处理电路是否正常工作等。
编码器定位不准确故障:当编码器出现定位不准确的情况时,检查编码器的安装是否正确,是否有松动或位移现象。如果编码器安装位置发生变化,可能会导致定位误差。重新安装和调整编码器的位置,确保其安装精度符合要求。检查编码器的分辨率设置是否正确,在驱动器的参数设置中,要确保编码器的分辨率与实际使用的编码器相符,否则可能会导致定位不准确。