在调机过程中发现步进电机定位不准现象怎么办?把它拿下来呗!没什么可谈的是 吧!一般有以下几方面原因引起:
1、 改变方向时丢脉冲,表现为往任何一个方向都准,但一改变方向就累计偏差,并且次数越多偏得越多;
2、 初速度太高,加速度太大,引起有时丢步;
3、 在用同步带的场合软件补偿太多或太少;
4、 马达力量不够;
5、 控制器受干扰引起误动作;
6、 驱动器受干扰引起;
7、 软件缺陷;
针对以上问题分析如下:
1)一般的步进驱动器对方向和脉冲信号都有一定的要求,如:方向信号在第一个脉冲上升沿或下降沿(不同的驱动器要求不一样)到来前数微秒被确定,否则会有一个脉冲所运转的角度与实际需要的转向相反,最后故障现象表现为越走越偏,细分越小越明显,解决办法主要用软件改变发脉冲的逻辑或加延时。
2)由于步进电机特点决定初速度不能太高,尤其带的负载惯量较大情况下,建议初速度在1r/s以下,这样冲击较小,同样加速度太大对系统冲击也大,容易过冲,导致定位不准;电机正转和反转之间应有一定的暂停时间,若没有就会因反向加速度太大引起过冲。
3)根据实际情况调整被偿参数值,(因为同步带弹性形变较大,所以改变方向时需加一定的补偿)。
4)适当地增大马达电流,提高驱动器电压(注意选配驱动器)选扭矩大一些的马达。
5)系统的干扰引起控制器或驱动器的误动作,我们只能想办法找出干扰源,降低其干扰能力(如屏蔽,加大间隔距离等),切断传播途径,提高自身的抗干扰能力,常见措施:
①用双纹屏蔽线代替普通导线,系统中信号线与大电流或大电压变化导线分开布线,降低电磁干扰能力。
②用电源滤波器把来自电网的干扰波滤掉,在条件许可下各大用电设备的输入端加电源滤波器,降低系统内各设备之间的干扰。
③设备之间最好用光电隔离器件进行信号传送,在条件许可下,脉冲和方向信号最好用差分方式加光电隔离进行信号传送。在感性负载(如电磁继电器、电磁阀)两端加阻容吸收或快速泄放电路,感性负载在开头瞬间能产生10~100倍的尖峰电压,如果工作频率在20KHZ以上。
6)软件做一些容错处理,把干扰带来影响消除。
8、为什么60Hz的电机不能用接于50Hz的电源?
电机设计时一般使硅钢片工作在磁化曲线的饱合区,当电源电压一定时,降低频率会使磁通增加,励磁电流增加,导致电机电流增加,铜耗增加,最终导致电机温升增高,严重时还可能因线圈过热而烧毁电机。
9、电机缺相的原因有哪些?
电源方面:
(1)开关接触不良;
(2)变压器或线路断线;
(3)保险熔断。
电机方面:
(1)电机接线盒螺丝松动接触不良;
(2)内部接线焊接不良;
(3)电机绕组断线。
10、造成电机异常振动和声音的原因有哪些?
机械方面:
(1)轴承润滑不良,轴承磨损;
(2)紧固螺钉松动;
(3)电机内有杂物。
电磁方面:
(1)电机过载运行;
(2)三相电流不平衡;
(3)缺相;
(4)定子,转子绕组发生短路故障;
(5)笼型转子焊接部分开焊造成断条。
11、起动电机前需做哪些工作?
(1)测量绝缘电阻(对低电压电机不应低于0.5MΩ);
(2)测量电源电压。检查电机接线是否正确,电源电压是否符合要求;
(3)检查起动设备是否良好;
(4)检查熔断器是否合适;
(5)检查电机接地,接零是否良好;
(6)检查传动装置是否有缺陷;
(7)检查电机环境是否合适,清除易燃品和其它杂物。
12、电机轴承过热的原因有哪些?
电机本身:
(1)轴承内外圈配合过紧;
(2)零部件形位公差有问题,如机座、端盖、轴等零件同轴度不好;
(3)轴承选用不当;
(4)轴承润滑不良或轴承清洗不净,润滑脂内有杂物;
(5)轴电流。
使用方面:
(1)机组安装不当,如电机轴和所拖动的装置的轴同轴度一合要求;
(2)皮带轮拉动过紧;
(3)轴承维护不好,润滑脂不足或超过使用期,发干变质。
13、电机绝缘电阻低的原因有哪些?
(1)绕组受潮或有水侵入;
(2)绕组上积聚灰尘或油污;
(3)绝缘老化;
(4)电机引线或接线板绝缘破坏。
1、电机为什么会产生轴电流?
电机的轴——轴承座——底座回路中的电流称为轴电流。
轴电流产生的原因:
(1)磁场不对称;
(2)供电电流中有谐波;
(3)制造、安装不好,由于转子偏心造成气隙不匀;
(4)可拆式定子铁心两个半圆间有缝隙;
(5)有扇形叠成的定子铁心的拼片数目选择不合适。
危害:
使电机轴承表面或滚珠受到侵蚀,形程点状微孔,使轴承运转性能恶化,摩擦损耗和发热增加,最终造成轴承烧毁。
预防:
(1)消除脉动磁通和电源谐波(如在变频器输出侧加装交流电抗器);
(2)电机设计时,将滑动轴承的轴承座和底座绝缘,滚动轴承的外圈和端盖绝缘。
2、为什么一般电机不能用于高原地区?
海拔高度对电机温升,电机电晕(高压电机)及直流电机的换向均有不利影响。应注意以下三方面:
(1)海拔高,电机温升越大,输出功率越小。但当气温随海拔的升高而降低足以补偿海拔对温升的影响时,电机的额定输出功率可以不变;
(2)高压电机在高原使用时要采取防电晕措施;
(3)海拔高度对直流电机换向不利,要注意碳刷材料的选用。
3、电机为什么不宜轻载运行?
电机轻载运行时,会造成:
(1)电机功率因数低;
(2)电机效率低。
会造成设备浪费,运行不经济。
4、电机过热的原因有哪些?
(1)负载过大;
(2)缺相;
(3)风道堵塞;
(4)低速运行时间过长;
(5)电源谐波过大。
5、久置不用的电机投入前需要做哪些工作?
(1)测量定子、绕组各相间及绕组对地绝缘电阻。
绝缘电阻R应满足下式:
R>Un/(1000+P/1000)(MΩ)
Un:电机绕组额定电压(V)
P:电机功率(KW)
对于Un=380V的电机,R>0.38MΩ。
如绝缘电阻低,可:
a:电机空载运行2~3h烘干;
b:用10%额定电压的低压交流电通入绕组或将三相绕组串联后用直流电烘,保持电流在50%的额定电流;
c:用风机送入热空气或加热元件加热。
(2)清理电机。
(3)更换轴承润滑脂。
6、为什么不能任意起动寒冷环境中的电机?
电机在低温环境中过长,会:
(1)电机绝缘开裂;
(2)轴承润滑脂冻结;
(3)导线接头焊锡粉化。
因此,电机在寒冷环境中应加热保存,在运转前应对绕组和轴承进行检查。
7、电机三相电流不平衡的原因有哪些?
(1)三相电压不平衡;
(2)电机内部某相支路焊接不良或接触不好;
(3)电机绕组匝间短路或对地、相间短路;
(4)接线错误。
(1)电源电压一定要为额定值,工作环境温度不能超标,以便于系统各集成电路、电子元件的正常工作。
(2)避免受到强烈振动和摩擦以防损伤代码板,同时避免受到灰尘油污的污染,以免影响正常信号的输出。
(3)避免外部电源、噪声干扰,要保证屏蔽良好,以免影响反馈信号。
(4)要保证反馈连接线的阻容正常,以保证正常信号的传输。
(5)各元件安装方式要正确,如编码器联接轴要同心对正,防止轴超出允许的载重量,以保证其性能的正常。
检测器件是数控机床伺服系统的重要组成部分,用以检测各控制轴的位移和速度,在实际使用中,由于磨损和污染,经常会出现检测器件故障,造成伺服系统无法驱动机床正常运行。
常见故障及维修
1.机械振荡(加/减速时)引发此类故障的常见原因有:①脉冲编码器出现故障。此时应检查速度检测单元反馈线端子上的电压是否在某几点电压下降,如有下降表明脉冲编码器不良,更换编码器;②脉冲编码器十字联轴节可能损坏,导致轴转速与检测到的速度不同步,更换联轴节;③测速发电机出现故障。修复,更换测速机。维修实践中,测速机电刷磨损、卡阻故障较多,此时应拆下测速机的电刷,用纲砂纸打磨几下,同时清扫换向器的污垢,再重新装好。
2.机械运动异常快速(飞车)此类故障,应在检查位置控制单元和速度控制单元的同时,还应检查:①脉冲编码器接线是否错误;②脉冲编码器联轴节是否损坏;③检查测速发电机端子是否接反和励磁信号线是否接错。
3.主轴不能定向移动或定向移动不到位此类故障,应在检查定向控制电路的设置调整、检查定向板、主轴控制印刷电路板调整的同时,还应检查位置检测器(编码器)的输出波形是否正常来判断编码器的好坏(应注意在设备正常时测录编码器的正常输出波形,以便故障时查对)。
4.坐标轴进给时振动应检查电机线圈、机械进给丝杠同电机的连接、伺服系统、脉冲编码器、联轴节、测速机。
5.出现NC错误报警NC报警中因程序错误,操作错误引起的报警。如FANUC6ME系统的Nc出现090.091报警,原因可能是:①主电路故障和进给速度太低引起;②脉冲编码器不良;③脉冲编码器电源电压太低(此时调整电源15V电压,使主电路板的+5V端子上的电压值在4.95-5.10V内);④没有输人脉冲编码器的一转信号而不能正常执行参考点返回。
6.伺服系统报警伺服系统故障时常出现如下的报警号,如FANUC 6ME系统的416、426、436、446、456伺服报警;STEMENS 880系统的1364伺服报警;STEEMENS 8系统的114、104等伺服报警,此时应检查:①轴脉冲编码器反馈信号断线、短路和信号丢失,用示渡器测A、B相一转信号,看其是否正常;②编码器内部故障,造成信号无法正确接收,检查其受到污染、太脏、变形等。
1、数字脉冲
这种方式与步进电机的控制方式类似,运动控制器给伺服驱动器发送“脉冲/方向”或“”类型的脉冲指令信号;伺服驱动器工作在位置控制模式,位置闭环由伺服驱动器完成。日系伺服和国产伺服产品大都采用这种模式。其优点是系统调试简单,不易产生干扰,但缺点是伺服系统响应稍慢。
2、模拟信号
这种方式下,运动控制系统给伺服驱动器发送+/-10V的模拟电压指令,同时接收来自电机编码器或直线光栅等位置检测元件的位置反馈信号;伺服驱动器工作在速度控制模式,位置闭环由运动控制器完成。欧美的伺服产品大多采用这种工作模式。其优点是伺服响应快,但缺点是对现场干扰较敏感,调试稍复杂。
以下介绍运动控制器以模拟量信号控制伺服电机的一般调试步骤:
1)初始化参数
在接线之前,先初始参数。在控制器上:选好控制方式;将PID参数清零;让控制器上电时默认使能信号关闭;将此状态保存,确保控制器再次上电时即为此状态。在伺服驱动器上:设置控制方式;设置使能由外部控制;编码器信号输出的齿轮比;设置控制信号与电机转速的比例关系。
2)接线
将控制器断电,连接控制器与伺服之间的信号线。以下的连线是必须的:控制器的模拟量输出线、全能信号线、伺服输出的编码器信号线。复查接线没有错误后,将电机的控制器上电。些时电机应该不动,而且可以用外力轻松转动,如果不是这样,检查使能信号的设置与接线用外力转动电机,检查控制器是否可以正确检测到电机位置的变化,否则检查编码器信号的接线和设置。
3)试方向
对于一个闭环控制系统,如果反馈信号的方向不正确,后果肯定是灾难性的。通过控制器打开伺服的使能信号。此时伺服电机应该以一个较低的速度转动,这就是所谓的“零漂”。一般控制器上都会有抑制零漂的指令参数。使用这个指令或参数,看电机的转速和方向是否可以通过这个指令控制。如果不能控制,检查模拟量接续及控制方式的参数设置。确认给出正数,电机正转,编码器计数增加;给出负数,电机反转,编码器计数减小,如果电要带有负载,行程有限,不要采用这种方式。
4)抑制零漂
在闭环控制过程中,零漂的存在会对控制效果有一定的影响,最好将其抑制住。使用控制器或伺服上抑制零漂的参数,仔细调整,使电机的转速趋近于零。由于零漂本身也有一定的随机性,所以,不必要求电机转速绝对为零。
5)建立闭环控制
再次通过控制器将伺服使能信号放开,在控制器上输入一个较小的比例增益,至于多大算较小,这只能凭感觉了,如果实在不放心,就输入控制器能允许的是小值。将控制器和伺服的全能信号打开。这时,电机应该已经能够按照运动指令大致做出动作了。
6)调整闭环参数
细调控制参数,确保电机按照控制器的指令运动,这是必须要做的工作。