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西門子伺服電機

更新時間:2021-12-03

生產地址:德國

簡要描述:

客戶在一些機械上使用伺服電機時,經常會發生噪聲過大,電機帶動負載運轉不穩定等現象,出現此問題時,許多使用者的反應就是伺服電機質量不好,因為有時換成步進電機或是變頻電機來拖動負載,噪聲和不穩定現象卻反而小很多

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問題一 噪聲,不穩定

客戶在一些機械上使用伺服電機時,經常會發生噪聲過大,電機帶動負載運轉不穩定等現象,出現此問題時,許多使用者的反應就是伺服電機質量不好,因為有時換成步進電機或是變頻電機來拖動負載,噪聲和不穩定現象卻反而小很多。表面上看,確實是伺服電機的原故,但我們仔細分析伺服電機的工作原理后,會發現這種結論是完全錯誤的。

交流伺服系統包括:伺服驅動、伺服電機和一個反饋傳感器(一般伺服電機自帶光學偏碼器)。所有這些部件都在一個控制閉環系統中運行:驅動器從外部接收參數信息,然后將一定電流輸送給電機,通過電機轉換成扭矩帶動負載,負載根據它自己的特性進行動作或加減速,傳感器測量負載的位置,使驅動裝置對設定信息值和實際位置值進行比較,然后通過改變電機電流使實際位置值和設定信息值保持一致,當負載突然變化引起速度變化時,偏碼器獲知這種速度變化后會馬上反應給伺服驅動器,驅動器又通過改變提供給伺服電機的電流值來滿足負載的變化,并重新返回到設定的速度。交流伺服系統是一個響應非常高的全閉環系統,負載波動和速度較正之間的時間滯后響應是非??斓?,此時,真正限制了系統響應效果的是機械連接裝置的傳遞時間。

舉一個簡單例子:有一臺機械,是用伺服電機通過V形帶傳動一個恒定速度、大慣性的負載。整個系統需要獲得恒定的速度和較快的響應特性,分析其動作過程。

當驅動器將電流送到電機時,電機立即產生扭矩;一開始,由于V形帶會有彈性,負載不會加速到像電機那樣快;伺服電機會比負載提前到達設定的速度,此時裝在電機上的偏碼器會削弱電流,繼而削弱扭矩;隨著V型帶張力的不斷增加會使電機速度變慢,此時驅動器又會去增加電流,周而復始。

西門子伺服電機維修?:在此例中,系統是振蕩的,電機扭矩是波動的,負載速度也隨之波動。其結果當然會是噪音、磨損、不穩定了。不過,這都不是由伺服電機引起的,這種噪聲和不穩定性,是來源于機械傳動裝置,是由于伺服系統反應速度(高)與機械傳遞或者反應時間(較長)不相匹配而引起的,即伺服電機響應快于系統調整新的扭矩所需的時間。

找到了問題根源所在,再來解決當然就容易多了,針對以上例子,您可以:

(1)增加機械剛性和降低系統的慣性,減少機械傳動部位的響應時間,如把V形帶更換成直接絲桿傳動或用齒輪箱代替V型帶;

(2)降低伺服系統的響應速度,減少伺服系統的控制帶寬,如降低伺服系統的增益參數值。

當然,以上只是噪聲、不穩定的原因之一,針對不同的原因,會有不同的解決辦法,如由機械共振引起的噪聲,在伺服方面可采取共振抑制,低通濾波等方法,總之,噪聲和不穩定的原因,基本上都不會是由于伺服電機本身所造成。

 

西門子伺服電機維修之報警故障導讀:檢測器件是數控機床伺服系統的重要組成部分,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,經常會出現檢測器件故障,造成伺服電機系統無法驅動機床正常運行?,F在我們一起解析西門子伺服電機常見故障及西門子伺服電機維修:    

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.電機上電,機械運動異??焖?飛車)出現這種伺服整機系統故障:

 此類故障,應在檢查位置控制單元和速度控制單元的同時,還應檢查:

 ①脈沖編碼器接線是否錯誤;

 ②脈沖編碼器聯軸節是否損壞;

 ③檢查測速發電機端子是否接反和勵磁信號線是否接錯。一般這類現象應由專業的電路板維修技術人員處理,負責可能會造成更嚴重的后果。

 第二.電機上電,機械振蕩(加/減速時)引發此類故障的常見原因有:

 ①脈沖編碼器出現故障。此時應檢查伺服系統是否穩定,電路板維修檢測電流是否穩定,同時,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脈沖編碼器十字聯軸節可能損壞,導致軸轉速與檢測到的速度不同步,更換聯軸節;

 ③測速發電機出現故障。修復,更換測速機。維修實踐中,測速機電刷磨損、卡阻故障較多,此時應拆下測速機的電刷,用綱砂紙打磨幾下,同時清掃換向器的污垢,再重新裝好。

 第三.主軸不能定向移動或定向移動不到位出現這種伺服整機系統故障:

 此類故障,應在檢查定向控制電路的設置調整、檢查定向板、主軸控制印刷電路板調整的同時,還應檢查位置檢測器(編碼器)的輸出波形是否正常來判斷編碼器的好壞(應注意在設備正常時測錄編碼器的正常輸出波形,以便故障時查對)。

 第四.坐標軸進給時振動:坐標軸進給時振動應檢查電機線圈、機械進給絲杠同電機的連接、伺服系統、脈沖編碼器、聯軸節、測速機。

第五.伺服電機出現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系統的Nc出現090.091報警,原因可能是:

 ①主電路故障和進給速度太低引起;

 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);

 ④沒有輸人脈沖編碼器的一轉信號而不能正常執行參考點返回。

第六.伺服系統報警:

 伺服系統故障時常出現如下的報警號,如FANUC6ME系統的416、426、436、446、456伺服報警;STEMENS880系統的1364伺服報警;STEEMENS8系統的114、104等伺服報警,此時應檢查:

 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相一轉信號,看其是否正常;

 2、編碼器內部故障,造成信號無法正確接收,檢查其受到污染、太臟、變形等。

 

 (1)西門子伺服電機維修之OH報警。

OH為速度控制單元過熱報警,發生這個報警的可能原因有:

 ①印制電路板上S1設定不正確。

 ②伺服單元過熱。散熱片上熱動開關動作,在驅動器無硬件損壞或不良時,可通過改變切削條件或負載,排除報警。

 ③再生放電單元過熱??赡苁荙1不良,當驅動器無硬件不良時,可通過改變加減速頻率,減輕負荷,排除報警。

 ④電源變壓器過熱。當變壓器及溫度檢測開關正常時,可通過改變切削條件,減輕負荷,排除報警,或更換變壓器。

 ⑤電柜散熱器的過熱開關動作,原因是電柜過熱。若在室溫下開關仍動作,則需要更換溫度檢測開關。

(2)西門子伺服電機維修之FBAL報警。

FBAL是脈沖編碼器連接出錯報警,出現報警的原因通常有以下幾種:

 ①編碼器電纜連接不良或脈沖編碼器本身不良。

 ②外部位置檢測器信號出錯。

 ③速度控制單元的檢測回路不良。

 ④電動機與機械間的間隙太大。

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