步科伺服电机——伺服电机编码器常见的故障原因和维修方法

一、工作前要启动伺服电机

　　(1)测量绝缘电阻（低压电机为0.5M或以上）。

　　(2)测量电源电压，检查电动机的接线是否正确，电源电压是否符合要求。

　　(3)检查启动装置是否正常。

　　(4)检查保险丝是否足够。

　　(5)检查电机是否有良好的接地和归零。

　　(6)检查传动装置是否有故障。

　　(7)检查电机的环境是否正常，清除可燃物和其他杂物。

　　二、关于伺服电机轴承过热的原因

　　电机本身

　　(1)轴承的内圈和外圈太紧。

　　(2)由于形状公差问题，机座、端盖、轴等有些部分没有良好的同轴度。

　　(3)轴承的选择不当。

　　(4)轴承没有得到很好的润滑或轴承没有清洗，润滑脂中有灰尘。

　　(5)轴上的电流

　　使用方面

　　(1)设备安装不当，例如，电机轴和设备轴之间的同轴度没有要求。

　　(2)滑轮被拉得太用力。

　　(3)轴承维护不善，缺少润滑脂，或在使用一段时间后干涸变质。

　　三、伺服电机中三相电流不平衡的原因是什么

　　(1)三相电压的不平衡。

　　(2)电机内部的相位支路焊接或接触不良。

　　(3)电机绕组变短或相位对地短路。

　　(4)接线错误。

　　四、增加或减少伺服电机的速度

　　伺服电机是一个典型的闭环反馈系统，减速器组由电机驱动，端子（输出）驱动一个线性比例电位器进行位置检测，电位器把角坐标以比例电压反馈到控制电路板上该板将与输入的地面控制脉冲信号进行比较，产生补偿脉冲，然后驱动电机的正反转，使齿轮组输出位置。由于齿轮组的输出位置与期望值相匹配，修正脉冲将趋于零，从而使伺服电机达到准确定位和速度固定的目的。

　　五、观察电机运转时碳刷与换向器之间是否产生火花及火花的程度进行修复

　　1、只产生2到4个非常小的火花。此时，如果换向器的表面是平坦的，大多数情况下可以按原样进行维修。

　　2、完全没有火花。没有必要进行维修。

　　3、如果有四个以上的极小火花和一至三个大火花，则不必拆开电枢，只需用砂纸打磨碳刷换向器即可。

　　4、如果有4个以上的大火花，就必须用砂纸打磨换向器，而且必须将其与碳刷和电枢拆开。抛光碳刷更换碳刷

　　六、修理换向器

　　1、换向器表面明显不平整（用手摸可以看到），或者像第四种情况一样，电机有火花。这时，有必要拆开电枢，用精密机床加工转换器。

　　2、基本平整，只有极小的划痕和火花，如是第二种情况l口要用水砂纸手磨，在不拆卸电枢的情况下磨1.磨的顺序是：先按换向器的外圆弧，加工木制工具，然后成与换向器一样宽的长条形用水砂纸切割几个不同厚度的碳刷（请注意把碳刷柄和碳刷槽拆下来做标记，以保证安装时不会左右为难）把木质工具贴实换向器用包好的砂纸，轻轻转动轴上的换向器进行研磨，用另一只手按电机的旋转方向操作。在维修伺服电机时，我们使用不同的粗砂纸和细砂纸。

　　七、如何将伺服电机的编码器相位和转子的磁极相位调零，以便安排维修

　　1、增量式编码器相位对齐

　　与增量式编码器UVW电子换向信号的相位与转子磁极的相位一致，也就是电角度的相位，如下所示

　　(1)通过使用低于额定电流的直流电源向电机的UV绕组施加U入和V出电流，使电机轴进入平衡位置。

　　(2)用示波器观察编码器的U和Z信号。

　　(3)调整编码器轴与电机轴的相对位置。

　　(4)通过观察编码器对电机相对位置的锁定来调整编码器，直到编码器的U信号跳动，Z信号稳定在一个高位（默认的Z信号通常是低位）。

　　(5)来回扭动电机轴并撒手后，如果每次电机轴自由返回平衡位置时，Z信号都稳定在一个较高的水平，则对中有效。

　　2、绝对编码器的相位

　　绝对值编码器的相位，无论是单圈还是多圈，都没有太大的区别，事实上，重要的是在一圈之内，编码器的检测相位和机电角度相位要匹配。目前一个非常实用的方法是将编码器随机安装在电机轴上，如下图所示，然后使用编码器内部的EEPROM来存储测量的相位

　　(1)将编码器随机连接到电机上。也就是说，编码器轴固定在电机轴上，编码器外壳固定在电机外壳上。

　　(2）通过使用低于额定电流的直流电源向电机的UV绕组施加Uin和Vout的直流电流，将电机轴引导到一个平衡位置。

　　(3)用伺服驱动器读取绝对编码器一圈的位置值，并存储在编码器的EEPROM中，该编码器记录了电机电角度的初始阶段。

　　(4)对齐过程完成。

　　八、伺服电机维修过程中的篡改现象

　　在进给方面，窜货现象一般是由于进给驱动链反向间隙或伺服驱动增益过大，测速信号时，编码器不稳定如有裂纹，端子接触不良，螺丝松动等，窜货发生在正向运动和反向运动的瞬间发生的。

　　九、维修伺服电机时出现爬行现象

　　大多数发生在起动加速段和低速进给，一般是由于进给传动链的润滑条件差、伺服系统的增益低和外部负荷过大造成的。应特别注意伺服电机和滚珠丝杠之间的联接，如果连接松动或联接本身有缺陷，如出现裂纹，将导致滚珠丝杠和伺服电机的旋转不同步，从而导致进给运动变快或变慢。

　　十、伺服电机维修中的振动现象

　　当机床高速运转时，可能会发生振动，这将导致过电流报警。机床振动的问题一般是速度问题，所以我们需要寻找速度环的问题。

　　十一、维修伺服电机时出现低扭矩现象

　　发现伺服电机在高速运行时，扭矩从额定堵转扭矩突然下降，这是由于电机绕组的热损坏和机器部件的热造成的。在高速状态下，电机的温升较大，所以在计算电机负载之前，必须正确使用伺服电机。

　　十二、伺服电机维修位置错误现象

　　如果伺服轴的运动超过了位置公差范围（KNDSD100出厂设置PA17：400，位置超过检测范围），伺服驱动器将显示"4"位置过载报警。主要原因是：系统设置公差过小，伺服系统增益设置不当，位置检测装置被污染，进给传动链的累积误差过大，等等。

　　十三、伺服电机维修不转的现象

　　数控系统有一个伺服驱动器，使控制信号除联动脉冲+方向信号外，一般为直流+24V继电器线圈电压。伺服电机不转动，一般诊断方法是：检查数控系统是否有脉冲信号输出，检查有效信号是否接通，通过液晶屏观察系统输入/输出状态，进给轴启动条件是否满足，电磁带制动器的伺服电机，要确保制动器是打开的，驱动器有故障，伺服电机有故障，伺服电机与滚珠丝杠的联轴器有故障或钥匙已被切断等。

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