(1)電源電壓一定要為額定值,工作環(huán)境溫度不能超標(biāo),以便于系統(tǒng)各集成電路、電子元件的正常工作。
(2)避免受到強(qiáng)烈振動和摩擦以防損傷代碼板,同時避免受到灰塵油污的污染,以免影響正常信號的輸出。
(3)避免外部電源、噪聲干擾,要保證屏蔽良好,以免影響反饋信號。
(4)要保證反饋連接線的阻容正常,以保證正常信號的傳輸。
(5)各元件安裝方式要正確,如編碼器聯(lián)接軸要同心對正,防止軸超出允許的載重量,以保證其性能的正常。
檢測器件是數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的重要組成部分,用以檢測各控制軸的位移和速度,在實際使用中,由于磨損和污染,經(jīng)常會出現(xiàn)檢測器件故障,造成伺服系統(tǒng)無法驅(qū)動機(jī)床正常運(yùn)行。
常見故障及維修
1.機(jī)械振蕩(加/減速時)引發(fā)此類故障的常見原因有:①脈沖編碼器出現(xiàn)故障。此時應(yīng)檢查速度檢測單元反饋線端子上的電壓是否在某幾點電壓下降,如有下降表明脈沖編碼器不良,更換編碼器;②脈沖編碼器十字聯(lián)軸節(jié)可能損壞,導(dǎo)致軸轉(zhuǎn)速與檢測到的速度不同步,更換聯(lián)軸節(jié);③測速發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障。修復(fù),更換測速機(jī)。維修實踐中,測速機(jī)電刷磨損、卡阻故障較多,此時應(yīng)拆下測速機(jī)的電刷,用綱砂紙打磨幾下,同時清掃換向器的污垢,再重新裝好。
2.機(jī)械運(yùn)動異??焖伲w車)此類故障,應(yīng)在檢查位置控制單元和速度控制單元的同時,還應(yīng)檢查:①脈沖編碼器接線是否錯誤;②脈沖編碼器聯(lián)軸節(jié)是否損壞;③檢查測速發(fā)電機(jī)端子是否接反和勵磁信號線是否接錯。
3.主軸不能定向移動或定向移動不到位此類故障,應(yīng)在檢查定向控制電路的設(shè)置調(diào)整、檢查定向板、主軸控制印刷電路板調(diào)整的同時,還應(yīng)檢查位置檢測器(編碼器)的輸出波形是否正常來判斷編碼器的好壞(應(yīng)注意在設(shè)備正常時測錄編碼器的正常輸出波形,以便故障時查對)。
4.坐標(biāo)軸進(jìn)給時振動應(yīng)檢查電機(jī)線圈、機(jī)械進(jìn)給絲杠同電機(jī)的連接、伺服系統(tǒng)、脈沖編碼器、聯(lián)軸節(jié)、測速機(jī)。
5.出現(xiàn)NC錯誤報警NC報警中因程序錯誤,操作錯誤引起的報警。如FANUC6ME系統(tǒng)的Nc出現(xiàn)090.091報警,原因可能是:①主電路故障和進(jìn)給速度太低引起;②脈沖編碼器不良;③脈沖編碼器電源電壓太低(此時調(diào)整電源15V電壓,使主電路板的+5V端子上的電壓值在4.95-5.10V內(nèi));④沒有輸人脈沖編碼器的一轉(zhuǎn)信號而不能正常執(zhí)行參考點返回。
6.伺服系統(tǒng)報警伺服系統(tǒng)故障時常出現(xiàn)如下的報警號,如FANUC 6ME系統(tǒng)的416、426、436、446、456伺服報警;STEMENS 880系統(tǒng)的1364伺服報警;STEEMENS 8系統(tǒng)的114、104等伺服報警,此時應(yīng)檢查:①軸脈沖編碼器反饋信號斷線、短路和信號丟失,用示渡器測A、B相一轉(zhuǎn)信號,看其是否正常;②編碼器內(nèi)部故障,造成信號無法正確接收,檢查其受到污染、太臟、變形等。
1、數(shù)字脈沖
這種方式與步進(jìn)電機(jī)的控制方式類似,運(yùn)動控制器給伺服驅(qū)動器發(fā)送“脈沖/方向”或“”類型的脈沖指令信號;伺服驅(qū)動器工作在位置控制模式,位置閉環(huán)由伺服驅(qū)動器完成。日系伺服和國產(chǎn)伺服產(chǎn)品大都采用這種模式。其優(yōu)點是系統(tǒng)調(diào)試簡單,不易產(chǎn)生干擾,但缺點是伺服系統(tǒng)響應(yīng)稍慢。
2、模擬信號
這種方式下,運(yùn)動控制系統(tǒng)給伺服驅(qū)動器發(fā)送+/-10V的模擬電壓指令,同時接收來自電機(jī)編碼器或直線光柵等位置檢測元件的位置反饋信號;伺服驅(qū)動器工作在速度控制模式,位置閉環(huán)由運(yùn)動控制器完成。歐美的伺服產(chǎn)品大多采用這種工作模式。其優(yōu)點是伺服響應(yīng)快,但缺點是對現(xiàn)場干擾較敏感,調(diào)試稍復(fù)雜。
以下介紹運(yùn)動控制器以模擬量信號控制伺服電機(jī)的一般調(diào)試步驟:
1)初始化參數(shù)
在接線之前,先初始參數(shù)。在控制器上:選好控制方式;將PID參數(shù)清零;讓控制器上電時默認(rèn)使能信號關(guān)閉;將此狀態(tài)保存,確??刂破髟俅紊想姇r即為此狀態(tài)。在伺服驅(qū)動器上:設(shè)置控制方式;設(shè)置使能由外部控制;編碼器信號輸出的齒輪比;設(shè)置控制信號與電機(jī)轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系。
2)接線
將控制器斷電,連接控制器與伺服之間的信號線。以下的連線是必須的:控制器的模擬量輸出線、全能信號線、伺服輸出的編碼器信號線。復(fù)查接線沒有錯誤后,將電機(jī)的控制器上電。些時電機(jī)應(yīng)該不動,而且可以用外力輕松轉(zhuǎn)動,如果不是這樣,檢查使能信號的設(shè)置與接線用外力轉(zhuǎn)動電機(jī),檢查控制器是否可以正確檢測到電機(jī)位置的變化,否則檢查編碼器信號的接線和設(shè)置。
3)試方向
對于一個閉環(huán)控制系統(tǒng),如果反饋信號的方向不正確,后果肯定是災(zāi)難性的。通過控制器打開伺服的使能信號。此時伺服電機(jī)應(yīng)該以一個較低的速度轉(zhuǎn)動,這就是所謂的“零漂”。一般控制器上都會有抑制零漂的指令參數(shù)。使用這個指令或參數(shù),看電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向是否可以通過這個指令控制。如果不能控制,檢查模擬量接續(xù)及控制方式的參數(shù)設(shè)置。確認(rèn)給出正數(shù),電機(jī)正轉(zhuǎn),編碼器計數(shù)增加;給出負(fù)數(shù),電機(jī)反轉(zhuǎn),編碼器計數(shù)減小,如果電要帶有負(fù)載,行程有限,不要采用這種方式。
4)抑制零漂
在閉環(huán)控制過程中,零漂的存在會對控制效果有一定的影響,更好將其抑制住。使用控制器或伺服上抑制零漂的參數(shù),仔細(xì)調(diào)整,使電機(jī)的轉(zhuǎn)速趨近于零。由于零漂本身也有一定的隨機(jī)性,所以,不必要求電機(jī)轉(zhuǎn)速為零。
5)建立閉環(huán)控制
再次通過控制器將伺服使能信號放開,在控制器上輸入一個較小的比例增益,至于多大算較小,這只能憑感覺了,如果實在不放心,就輸入控制器能允許的是小值。將控制器和伺服的全能信號打開。這時,電機(jī)應(yīng)該已經(jīng)能夠按照運(yùn)動指令大致做出動作了。
6)調(diào)整閉環(huán)參數(shù)
細(xì)調(diào)控制參數(shù),確保電機(jī)按照控制器的指令運(yùn)動,這是必須要做的工作。
1.精密電子設(shè)備和器具領(lǐng)域
由于大多數(shù)電子設(shè)備中電子線路均由直流電源供電,且要求電機(jī)具有調(diào)速、穩(wěn)速、定位控制等特性。因此大多數(shù)精密設(shè)備中均采用無刷電機(jī)驅(qū)動控制。如計算機(jī)硬、軟盤驅(qū)動,激光打字機(jī)棱鏡驅(qū)動,錄相機(jī)鼓驅(qū)動,CD唱機(jī)驅(qū)動,醫(yī)療診斷CT機(jī),治療用高速牙鉆,衛(wèi)星上太陽能帆板驅(qū)動,儀用通風(fēng)機(jī)等。
2.工業(yè)自動化設(shè)備領(lǐng)域
目前已應(yīng)用的有數(shù)控加工設(shè)備,已有取代傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的直流和交流電機(jī)的趨勢。另外在一些工業(yè)加工設(shè)備中也開始推廣應(yīng)用,如工業(yè)縫紉機(jī)、輕印刷機(jī)械、食品加工機(jī)械等。
3.在汽車和電動車輛中的應(yīng)用
現(xiàn)代汽車正朝著豪華型方向發(fā)展,自動化程度很高,使用眾多類塑電動機(jī),其中無刷直流電機(jī)在很多難以維修部件中被采用。
4.在現(xiàn)代家用電器中的應(yīng)用
1984年,美國通用電氣公司(GE)推出了一種所謂智能電動機(jī),引起國際的注目,其實這種電機(jī)是一種以微處理器控制的無刷直流電動機(jī)。由于這種電機(jī)具有十分寬的調(diào)速范圍(20~l0000r/min),且低噪聲、高效率,可實現(xiàn)一定的“智能”操作,它一問世,受到家用電器工業(yè)設(shè)計者的青睞,初期用于37. 3W吊扇,可無級調(diào)速,后來逐步在洗衣機(jī)、空調(diào)器、冰箱等家電產(chǎn)品中應(yīng)用,使這些家電產(chǎn)品實現(xiàn)省電、多功能、自動控制,如定時,定溫,自然調(diào)節(jié),按軟件程序工作。近年來,無刷直流電機(jī)在各類家電產(chǎn)品中均有應(yīng)用,提高家電產(chǎn)品自動化程度,如按室溫自動調(diào)溫的空調(diào)器,可選擇衣物種類的洗衣機(jī),根據(jù)冷藏物的自動選擇冷凍溫度的電冰箱等。大有取代交流電動機(jī)在家電產(chǎn)品中的應(yīng)用趨勢。
1、在拆卸前,要用壓縮空氣吹凈電機(jī)表面灰塵,并將表面污垢擦拭干凈。
2、選擇電機(jī)解體的工作地點,清理現(xiàn)場環(huán)境。
3、熟悉電機(jī)結(jié)構(gòu)特點和檢修技術(shù)要求。
4、準(zhǔn)備好解體所需工具(包括專用工具)和設(shè)備。
5、為了進(jìn)一步了解直流無刷電機(jī)運(yùn)行中的缺陷,有條件時可在拆卸前做一次檢查試驗。為此,將電機(jī)帶上負(fù)載試轉(zhuǎn),詳細(xì)檢查電機(jī)各部分溫度、聲音、振動等情況,并測試電壓、電流、轉(zhuǎn)速等,然后再斷開負(fù)載,單獨做一次空載檢查試驗,測出空載電流和空載損耗,做好記錄。
6、切斷電源 ,拆除電機(jī)外部接線,做好記錄。
7、選用合適電壓的兆歐表測試電機(jī)絕緣電阻 。為了跟上次檢修時所測的絕緣電阻值相比較以判斷電機(jī)絕緣變化趨勢和絕緣狀態(tài),應(yīng)將不同溫度下測出的絕緣電阻值換算到同一溫度,一般換算至75℃。
8、測試吸收比K。當(dāng)吸收比大于1.33時,表明電機(jī)絕緣不曾受潮或受潮程度不嚴(yán)重。為了跟以前數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,同樣要將任意溫度下測得的吸收比換算到同一溫度。
PLC屬于敏感器件,在安裝和接線的過程中必須十分小心,如果處理不當(dāng),就會在生產(chǎn)的過程中存在嚴(yán)重的干擾問題,造成操作上的不便,影響生產(chǎn)的順行。
動力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應(yīng)分別配線,隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)采用雙膠線連接。將PLC的IO線和大功率線分開走線,如必須在同一線槽內(nèi),分開捆扎交流線、直流線,若條件允許,分槽走線更好,這不僅能使其有盡可能大的空間距離,并能將干擾降到更低限度。
PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動力設(shè)備,不能與高壓電器安裝在同一個開關(guān)柜內(nèi)。在柜內(nèi)PLC應(yīng)遠(yuǎn)離動力線(二者之間距離應(yīng)大于200mm)。與PLC裝在同一個柜子內(nèi)的電感性負(fù)載,如功率較大的繼電器、接觸器的線圈,應(yīng)并聯(lián)RC消弧電路。
PLC的輸入與輸出更好分開走線,開關(guān)量與模擬量也要分開敷設(shè)。模擬量信號的傳送應(yīng)采用屏蔽線,屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地,接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10。
交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜,輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動力線,避免并行。
I/O端的接線
輸入接線
輸入接線一般不要太長。但如果環(huán)境干擾較小,電壓降不大時,輸入接線可適當(dāng)長些。
輸入/輸出線不能用同一根電纜,輸入/輸出線要分開。
盡可能采用常開觸點形式連接到輸入端,使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致,便于閱讀。
輸出連接
輸出端接線分為獨立輸出和公共輸出。在不同組中,可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級的電源。
由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上,并且連接至端子板,若將連接輸出元件的負(fù)載短路,將燒毀印制電路板。
采用繼電器輸出時,所承受的電感性負(fù)載的大小,會影響到繼電器的使用壽命,因此,使用電感性負(fù)載時應(yīng)合理選擇,或加隔離繼電器。
PLC的輸出負(fù)載可能產(chǎn)生干擾,因此要采取措施加以控制,如直流輸出的續(xù)流管保護(hù),交流輸出的阻容吸收電路,晶體管及雙向晶閘管輸出的旁路電阻保護(hù)。<發(fā)于2014-08-30>