交流伺服系統(tǒng)常見故障及處理

1、 機床進給伺服系統(tǒng)的故障按機床提供的報警形機床進給伺服系統(tǒng)的故障按機床提供的報警形式大致可分為三類：式大致可分為三類： 1 1）CRTCRT或操作面板上顯示報警內(nèi)容，它是利用軟件或操作面板上顯示報警內(nèi)容，它是利用軟件 的診斷程序來實現(xiàn)。的診斷程序來實現(xiàn)。 2 2）利用進給伺服驅動單元上的硬件（如發(fā)光二極管）利用進給伺服驅動單元上的硬件（如發(fā)光二極管 或數(shù)碼管指示，保險絲熔斷等）顯示報警驅動或數(shù)碼管指示，保險絲熔斷等）顯示報警驅動 單元的故障。單元的故障。 3 3）進給運動不正常，但沒有任何報警指示。）進給運動不正常，但沒有任何報警指示。 對于伺服系統(tǒng)功率電路出現(xiàn)問題較多，任何對于伺服系統(tǒng)功率電

2、路出現(xiàn)問題較多，任何電路都會存在電阻、電容和電感。這些元素的存電路都會存在電阻、電容和電感。這些元素的存在，造成我們伺服內(nèi)部的功率管在開通和關短的在，造成我們伺服內(nèi)部的功率管在開通和關短的時候產(chǎn)生一些比較大的電磁影響。時候產(chǎn)生一些比較大的電磁影響。 伺服系統(tǒng)常見的故障可以分為三類：伺服系統(tǒng)常見的故障可以分為三類： 1 1、功率電路、功率電路( (逆變器逆變器) )類故障類故障 2 2、硬件類故障、硬件類故障 3 3、軟件類故障、軟件類故障主電路過壓主電路過壓 1、功率電路、功率電路(逆變器逆變器)類故障類故障主電路欠壓主電路欠壓 過電流過電流短路短路IPMIPM模塊故障模塊故障制動故障制動故障

3、 主電路過壓主電路過壓 1)1)接通控制電源時出現(xiàn)接通控制電源時出現(xiàn) 2)2)接通主電源時出現(xiàn)接通主電源時出現(xiàn) 3)3)電機動運行電機動運行 過程中出現(xiàn)過程中出現(xiàn) 電路板故障電路板故障 電源電壓過高。電源電壓過高。電源電壓波形不正常。電源電壓波形不正常。 外部制動電阻接線斷開。外部制動電阻接線斷開。 制動晶體管損壞。制動晶體管損壞。內(nèi)部制動電阻損壞。內(nèi)部制動電阻損壞。 制動回路容量不夠。制動回路容量不夠。 加減速時間過小在降速過程中引起過電壓加減速時間過小在降速過程中引起過電壓負載轉動慣量過大負載轉動慣量過大主電路欠壓主電路欠壓 接通主電源時出現(xiàn)接通主電源時出現(xiàn) 電路板故障。電源保險損壞。軟啟

4、動電路故障。整流器損壞。 電源電壓低。電源容量不夠。瞬時掉電。 電機運行過程中出現(xiàn)電機運行過程中出現(xiàn) 臨時停電20mS以上。伺服ON信號提前有效過電流過電流 對與伺服系統(tǒng)來說，過電流一般指的電機電流，短時對與伺服系統(tǒng)來說，過電流一般指的電機電流，短時間內(nèi)，電機電流過大是允許的，但是如果是長時間內(nèi)的大電間內(nèi)，電機電流過大是允許的，但是如果是長時間內(nèi)的大電流，就會造成逆變器件的發(fā)熱，如果散熱條件比較差的情況流，就會造成逆變器件的發(fā)熱，如果散熱條件比較差的情況下，就會因為發(fā)熱而產(chǎn)生的熱應力對電子電路造成影響。甚下，就會因為發(fā)熱而產(chǎn)生的熱應力對電子電路造成影響。甚至引起逆變器件的炸裂。至引起逆變器件的

5、炸裂。1 1）U U、V V、W W與地線連接錯誤，或它們之間存在短路。與地線連接錯誤，或它們之間存在短路。2 2）伺服驅動器故障）伺服驅動器故障 （電流反饋電路、功率晶體管或者電路板故障（電流反饋電路、功率晶體管或者電路板故障) )。）因負載轉動慣量大并且高速旋轉，制動電路故障。）因負載轉動慣量大并且高速旋轉，制動電路故障。）電機線圈燒壞，電機動力線是否絕緣不好。）電機線圈燒壞，電機動力線是否絕緣不好。）主回路的）主回路的IGBTIGBT或或IPMIPM模塊燒壞，造成異常電流報警。模塊燒壞，造成異常電流報警。 此類報警多數(shù)都是由于模塊短路引起，用萬用表二極此類報警多數(shù)都是由于模塊短路引起，用

6、萬用表二極 管檔測對應的軸管檔測對應的軸U U、V V、W W。對十、一的導通壓降，如。對十、一的導通壓降，如 果為果為0 0，則模塊燒壞，可先拆開外殼，然后將固定模，則模塊燒壞，可先拆開外殼，然后將固定模 塊的螺釘拆下，更換模塊。塊的螺釘拆下，更換模塊。）檢查系統(tǒng)的伺服參數(shù)設定是否有誤。）檢查系統(tǒng)的伺服參數(shù)設定是否有誤。）伺服電機與伺服單元不匹配，或電機代碼設定錯誤。）伺服電機與伺服單元不匹配，或電機代碼設定錯誤。）如果與時間有關，當停機一段時間再開，報警消失，）如果與時間有關，當停機一段時間再開，報警消失， 則可能是則可能是IPMIPM太熱，檢查是否負載太大。太熱，檢查是否負載太大。 產(chǎn)生

7、的原因一般是因為電機電源引起的相間短路，如果出產(chǎn)生的原因一般是因為電機電源引起的相間短路，如果出現(xiàn)這種現(xiàn)象，那么系統(tǒng)應該在很短的時間內(nèi)（一般是現(xiàn)這種現(xiàn)象，那么系統(tǒng)應該在很短的時間內(nèi)（一般是2MS2MS之內(nèi)）之內(nèi)）切斷電路。切斷電路。常見原因是：電機的動力電纜，制動時制動電路的影響。常見原因是：電機的動力電纜，制動時制動電路的影響。短路短路IPMIPM模塊故障模塊故障接通控制電源時出現(xiàn)接通控制電源時出現(xiàn) 電機運行過程中出現(xiàn)電機運行過程中出現(xiàn) 電路板故障 受到干擾 供電電壓偏低。伺服驅動器過熱。 驅動器U、V、W之間短路 電機絕緣損壞 受到干擾 制動故障制動故障 接通控制電源時出現(xiàn)接通控制電源時出

8、現(xiàn) 電機運行過程中出現(xiàn)電機運行過程中出現(xiàn) 電路板故障 外部制動電阻接線斷開。 制動晶體管損壞。內(nèi)部制動電阻損壞。 制動回路容量不夠 主電路電壓過高 受到干擾 2、硬件類故障：、硬件類故障：A/DA/D轉換異常轉換異常電源異常電源異常過熱異常過熱異常編碼器斷線編碼器斷線CPUCPU異常異常過熱異常過熱異常接通控制電接通控制電源時出現(xiàn)源時出現(xiàn) 電路板故障 電纜斷線。電機內(nèi)部溫度繼電器損壞 電機運行過電機運行過程中出現(xiàn)程中出現(xiàn) 電機過負載 長期超過額定轉矩運行 電機內(nèi)部溫度繼電器損壞環(huán)境溫度過高機械傳動不良 電機內(nèi)部故障 切削力過大絲桿傳動扭矩大潤滑切削參數(shù)電源異常電源異常 伺服系統(tǒng)內(nèi)部電源使用比較

9、復雜，由伺服系統(tǒng)內(nèi)部電源使用比較復雜，由于硬件原因可能造成電源的浮動，如果浮于硬件原因可能造成電源的浮動，如果浮動的范圍過大的情況下，那么系統(tǒng)就會報動的范圍過大的情況下，那么系統(tǒng)就會報電源異常的報警。電源異常的報警。編碼器斷線編碼器斷線編碼器電纜過長，造成編碼器供電電壓偏低。編碼器電纜過長，造成編碼器供電電壓偏低。 編碼器電纜不良編碼器電纜不良 外部干擾外部干擾 編碼器接線錯誤編碼器接線錯誤 編碼器損壞編碼器損壞 CPUCPU異常異常A/DA/D轉換異常轉換異常3、軟件類故障、軟件類故障超速超速偏差過大偏差過大過載過載超速超速電機運行過程中電機運行過程中接通控制電源時接通控制電源時電機剛啟動時

10、電機剛啟動時控制電路板故障。編碼器故障 負載慣量過大 編碼器零點錯誤 電機、引線接錯。編碼器電纜引線接錯。 輸入指令脈沖頻率過高 加減時間常數(shù)太小，使速度超調(diào)量過大 輸入電子齒輪比太大 編碼器故障 編碼器電纜不良 伺服系統(tǒng)不穩(wěn)定，引起超調(diào) 偏差過大偏差過大接通控制電源時接通控制電源時輸入指令脈沖輸入指令脈沖 電機運行過程中電機運行過程中電路板故障 受到干擾 電機U、V、W引線接錯 編碼器電纜引線接錯 編碼器故障 設定位置超差檢測范圍大小 位置比例增益太小 轉矩不足 指令脈沖頻率太高 切削力過大、加工力過大、進給過快，降低進給切削力過大、加工力過大、進給過快，降低進給 速度及減少加深。速度及減少

11、加深。 進給絲桿傳動扭矩大（超過設計要求），傳動皮進給絲桿傳動扭矩大（超過設計要求），傳動皮 帶過緊，絲桿，螺母座未安裝好或螺母座端面與帶過緊，絲桿，螺母座未安裝好或螺母座端面與 絲桿中心線不正。調(diào)整皮帶、絲桿、螺母座。絲桿中心線不正。調(diào)整皮帶、絲桿、螺母座。a a絲杠、螺母研損，換新絲杠。絲杠、螺母研損，換新絲杠。b b絲杠軸承研損，換軸承。絲杠軸承研損，換軸承。c c傳動導軌面研損，修機床導軌面。傳動導軌面研損，修機床導軌面。d d壓板面或鑲條研損，修壓板鑲條。壓板面或鑲條研損，修壓板鑲條。過載過載絲桿與導軌平行差，調(diào)查絲杠位置。絲桿與導軌平行差，調(diào)查絲杠位置。導軌面平面度差；壓板面與導軌

12、面平行差；兩導軌面平面度差；壓板面與導軌面平行差；兩導向導軌面平行差，調(diào)查、修理。導向導軌面平行差，調(diào)查、修理。絲杠軸承鎖緊螺母、螺紋與端面超差，修鎖緊絲杠軸承鎖緊螺母、螺紋與端面超差，修鎖緊螺母端面。螺母端面。壓板、鑲條的接觸為中間硬，造成導向不好，壓板、鑲條的接觸為中間硬，造成導向不好，運動中磨損造成。運動中磨損造成。絲杠導軌缺少潤滑絲杠導軌缺少潤滑3、其它常見故障、其它常見故障風扇報警風扇報警串行編碼器通信錯誤報警串行編碼器通信錯誤報警電池低電壓報警電池低電壓報警工作過程中，振動或爬行工作過程中，振動或爬行 運動失控（飛車）運動失控（飛車） 機床定位精度或加工精度差機床定位精度或加工精度

13、差 竄動竄動 風扇過熱，或風扇太臟，或損壞。風扇過熱，或風扇太臟，或損壞。1 1）觀察風扇是否有風，如果沒風或不轉，）觀察風扇是否有風，如果沒風或不轉， 拆下觀察扇葉是否有較多油污，用汽油拆下觀察扇葉是否有較多油污，用汽油 或酒精清洗后再裝上，如果還不行，更或酒精清洗后再裝上，如果還不行，更 換風扇。換風扇。2 2）拆下控制板，用萬用表測量有風扇插座）拆下控制板，用萬用表測量有風扇插座 的線路是否有斷線。的線路是否有斷線。風扇報警風扇報警單元檢測到電機編碼器斷線或通信不良。單元檢測到電機編碼器斷線或通信不良。1 1）檢查電機的編碼器反饋線與放大器的連接）檢查電機的編碼器反饋線與放大器的連接 是

14、否正確，是否牢固。是否正確，是否牢固。2 2）如果反饋線正常，更換伺服電機或編碼器。）如果反饋線正常，更換伺服電機或編碼器。3 3）如果是偶爾出現(xiàn)，可能是干擾引起，檢查）如果是偶爾出現(xiàn)，可能是干擾引起，檢查 電動機反饋線的屏蔽線是否完好電動機反饋線的屏蔽線是否完好。串行編碼器通信錯誤報警串行編碼器通信錯誤報警 絕對編碼器電池電壓太低，需更換。檢絕對編碼器電池電壓太低，需更換。檢查伺服放大器上的電池是否電壓不夠，更查伺服放大器上的電池是否電壓不夠，更換電池。換電池。電池低電壓報警電池低電壓報警1 1）傳動環(huán)節(jié)間隙過大；）傳動環(huán)節(jié)間隙過大；2 2）電動機負載過大；）電動機負載過大；3 3）伺服電動

15、機或速度位置檢測部件不良；）伺服電動機或速度位置檢測部件不良；4 4）外部干擾、接地、屏蔽不良等等。）外部干擾、接地、屏蔽不良等等。5 5）驅動器的設定和調(diào)整不當。）驅動器的設定和調(diào)整不當。 工作過程中，振動或爬行工作過程中，振動或爬行 系統(tǒng)未給伺服單元指令，而電機自行行走。系統(tǒng)未給伺服單元指令，而電機自行行走。是由于正反饋或無速度反饋信號引起的，所以是由于正反饋或無速度反饋信號引起的，所以應檢查伺服輸出，速度反饋等回路。應檢查伺服輸出，速度反饋等回路。1 1）直流伺服系統(tǒng)）直流伺服系統(tǒng)、檢查三相輸入電壓是否缺相，或保險是否有一相燒斷。、檢查三相輸入電壓是否缺相，或保險是否有一相燒斷。、查外部

16、接線是否正常，包括：三相輸入相序、查外部接線是否正常，包括：三相輸入相序U U、V V、W W是是否正確，輸出到電機的十、一端子是否接反，插頭是否否正確，輸出到電機的十、一端子是否接反，插頭是否松動。松動。、查電機速度反饋是否正常，是否接反是否斷線是否無反、查電機速度反饋是否正常，是否接反是否斷線是否無反饋。饋。運動失控（飛車）運動失控（飛車） 、交換控制電路板，如果故障隨控制板轉移則、交換控制電路板，如果故障隨控制板轉移則是電路板故障。是電路板故障。、系統(tǒng)的速度檢測和轉換回路故障、系統(tǒng)的速度檢測和轉換回路故障2）交流伺服系統(tǒng)）交流伺服系統(tǒng)、伺服電機、伺服電機U U、V V、W W相序接錯；相

17、序接錯；、速度反饋信號斷線或接成正反饋；、速度反饋信號斷線或接成正反饋；、位置反饋信號斷線或接成正反饋、位置反饋信號斷線或接成正反饋 機床定位精度或加工精度差可分為機床定位精度或加工精度差可分為定位超調(diào)、單脈沖進給精度差、定位點定位超調(diào)、單脈沖進給精度差、定位點精度不好、圓弧插補加工的圓度差等情精度不好、圓弧插補加工的圓度差等情況。況。 1 1）加）加/ /減速時間設定過小減速時間設定過小 。 2 2）電動機與機床的連接部分剛性差或連接）電動機與機床的連接部分剛性差或連接 不牢固。不牢固。 3 3）機械傳動系統(tǒng)存在爬行或松動。）機械傳動系統(tǒng)存在爬行或松動。 4 4）伺服系統(tǒng)的增益不足。）伺服系

18、統(tǒng)的增益不足。 機床定位精度或加工精度差機床定位精度或加工精度差 5 5）位置檢測器件（編碼器、光柵）不良。）位置檢測器件（編碼器、光柵）不良。6 6）速度控制單元控制板不良。）速度控制單元控制板不良。7 7）機床反向間隙大、定位精度差。）機床反向間隙大、定位精度差。 8 8）位置環(huán)增益設定不當。）位置環(huán)增益設定不當。9 9）各插補軸的檢測增益設定不良。）各插補軸的檢測增益設定不良。1010）感應同步器或旋轉變壓器的接口板調(diào)整不良。）感應同步器或旋轉變壓器的接口板調(diào)整不良。1111）絲杠間隙或傳動系統(tǒng)間隙過大。）絲杠間隙或傳動系統(tǒng)間隙過大。 1 1）測速信號不穩(wěn)定，如測速裝置故障、測速反）測速

19、信號不穩(wěn)定，如測速裝置故障、測速反饋信號干擾等。饋信號干擾等。 2 2）速度控制信號不穩(wěn)定或受到干擾。）速度控制信號不穩(wěn)定或受到干擾。 3 3）接線端子接觸不良，如螺釘松動等。當竄動）接線端子接觸不良，如螺釘松動等。當竄動發(fā)生在由正向運動向反向運動的瞬間，一般是發(fā)生在由正向運動向反向運動的瞬間，一般是由于進給傳動鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過由于進給傳動鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過大所致。大所致。 竄動竄動 1 1）進給傳動鏈的潤滑狀態(tài)不良。）進給傳動鏈的潤滑狀態(tài)不良。 2 2）伺服系統(tǒng)增益設置過低。）伺服系統(tǒng)增益設置過低。 3 3）外加負載過大。）外加負載過大。 4 4）連軸器有裂紋或松動。）

20、連軸器有裂紋或松動。爬行爬行 往往是往往是CNCCNC中與伺服驅動有關的參數(shù)設定、中與伺服驅動有關的參數(shù)設定、調(diào)整不當引起的。調(diào)整不當引起的。 1) 1) 位置反饋電纜未接好。位置反饋電纜未接好。 2) 2) 位置檢測編碼器工作不正常。位置檢測編碼器工作不正常。 3) 3) 特性參數(shù)調(diào)得太硬，檢查伺服單元有關增益特性參數(shù)調(diào)得太硬，檢查伺服單元有關增益 調(diào)節(jié)的參數(shù)，仔細調(diào)整參數(shù)（可以適當減小調(diào)節(jié)的參數(shù)，仔細調(diào)整參數(shù)（可以適當減小 速度環(huán)比例增益和速度環(huán)積分時間常數(shù)）。速度環(huán)比例增益和速度環(huán)積分時間常數(shù)）。伺服電機靜止時抖動或尖叫（高頻振蕩）伺服電機靜止時抖動或尖叫（高頻振蕩） 1 1）位置反饋的

21、極性錯誤。）位置反饋的極性錯誤。 2 2）由于外力使坐標軸產(chǎn)生了位置偏移。）由于外力使坐標軸產(chǎn)生了位置偏移。 3 3）驅動器、測速發(fā)電機、伺服電動機或系）驅動器、測速發(fā)電機、伺服電動機或系 統(tǒng)位置測量回路不良。統(tǒng)位置測量回路不良。伺服電動機開機后即自動旋轉伺服電動機開機后即自動旋轉1 1）三相輸入電壓低，高速時出力不足）三相輸入電壓低，高速時出力不足2 2）伺服電機輸出轉矩電流限制值設定不當（偏低）伺服電機輸出轉矩電流限制值設定不當（偏低）3 3）伺服電機的轉子磁場位置檢測編碼器安裝位置錯）伺服電機的轉子磁場位置檢測編碼器安裝位置錯 誤或不良誤或不良4 4）電動機永磁體轉子退磁，）電動機永磁體

22、轉子退磁， 高溫和電機定子大電流均可造成轉子退磁，判斷轉高溫和電機定子大電流均可造成轉子退磁，判斷轉子退磁的方法有：在伺服電機不通電的情況下，用手或子退磁的方法有：在伺服電機不通電的情況下，用手或其他設備轉動電機軸快速旋轉，測試電機定子其他設備轉動電機軸快速旋轉，測試電機定子U U、V V、W W間的電壓，若電壓低而且電機發(fā)熱較厲害，則說轉子已間的電壓，若電壓低而且電機發(fā)熱較厲害，則說轉子已退磁，送電機生產(chǎn)廠家充磁或更換電機。退磁，送電機生產(chǎn)廠家充磁或更換電機。伺服電機出力不足伺服電機出力不足1 1）沒有配重或平衡裝置；配重或平衡裝置失效或工）沒有配重或平衡裝置；配重或平衡裝置失效或工作不可靠作不可靠2 2）上電時升降軸電機抱閘打開太早，檢查）上電時升降軸電機抱閘打開太早，檢查PLCPLC程序，程序，確保接通升降電機的驅動器的伺服使能有效后，確保接通升降電機的驅動器的伺服使能有效后，電機軸上有力時，才能打開閘電機軸上有力時，才能打開閘3 3）斷電時，抱閘關閉太慢或伺服電機在閘還未抱?。嚯姇r，抱閘關閉太慢或伺服電機在閘還未抱住時就失電無力時就失電無力啟動時升降軸的位置變化啟動時升降軸的位置變化進給伺服驅動系統(tǒng)日常維護進給伺服驅動系統(tǒng)日常維護（一）安裝注意事項一）安裝注意事項 1）伺服