伺服电机驱动器的结构组成 点击:6216 | 回复:15



shuangbbbshuang

    
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发表于:2007-11-19 15:04:00
楼主
主要包括控制系统和驱动系统 
1.控制系统 
一般由DSP组成,利用它采集电流反馈值闭合电流环,采集编码器信号算出速度闭合速度环,产生驱动驱动系统的6个开关管的Pwm开关信号。 
2.驱动系统 
主要由 
a.整流滤波电路,比如将220V交流弄成310V左右直流提供给IPM 
b.智能功率模块(IPM)内部是三相两电平桥电路。每相的上下开关管中间接输出U,V,W。通过6个开关管的开闭,控制UVW三相每个伺服瞬间,是与地连通还是与直流高电压连通。 
c.电流采样电路,可能是霍尔电流传感器,电路的输出将与控制系统的AD口相连。 
d.编码器的外围电路,它的输出与DSP的事件管理器相连。 
最关键其实是软件啦。上面是硬件组成。



zjzxm

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发表于:2007-11-20 09:45:00
1楼
学习了!

枉费20年

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2楼
学习了

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3楼
欢迎大家加入电气自动化群18607630

学修变频

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发表于:2007-11-20 15:37:00
4楼
学习了。多谢!想请教下楼主,对维修伺服有什么心得吗?

shuangbbbshuang

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发表于:2007-11-21 10:47:00
5楼
伺服进给系统故障维修31例<转>

例42  
2.伺服电动机故障的维修

故障现象:一台配套SINUMERIK 810T系统的数控车床,一次刀塔出现故障,转动不到位,刀塔转动时,出现6016号报警“SLIDE POWER PACK NO OPERATION”。
分析及处理过程:根据工作原理和故障现象进行分析,刀塔转动是由伺服电动机驱动的,电动机一起动,伺服单元就产生过载报警,切断伺服电源,并反馈给NC系统,显示6016报警。检查机械部分,更换伺服单元都没有解决问题。更换伺服电动机后,故障被排除。

例423.位置反馈板故障的维修

故障现象:一台采用直流伺服系统的美国数控磨床,E轴运动时产生“EAXIS  EXECESS FOLLOWING ERROR”报警。
分析及处理过程:观察故障发生过程,在起动E轴时,E轴开始运动,CRT上显示E轴数值变化,当数值变到14时,突然跳变到471,分析确认为反馈部分存在问题。更换位置反馈板后,故障消除。

例424.反馈电缆折断的故障维修

故障现象:一台数控磨床,E轴修整器失控,E轴能回参考点,但设定在自动或半自动修整时,运动速度极快,直到撞到极限开关。  
分析及处理过程:观察发生故障的过程,发现撞极限开关时,其显示的坐标值远小于实际值,故确认是位置反馈的问题。但更换反馈板和编码器都未能解决问题。后仔细研究发现,E轴修整器是由Z轴带动运动的,一般回参考点时,E轴都在Z轴的一侧,而修整时,E轴修整器被Z轴带到中间。为此我们做了这样的试验,将E轴修整器移到Z轴中间,然后回参考点,这时回参考点也出现失控现象,为此断定由于E轴修整器经常往复运动,导致E轴反馈电缆折断,而使接触不良。找出断点,焊接并采取防折措施后,故障消除。

例425.SIEMENS系统Profibus总线报警的故障维修

故障现象:一台配套SIEMENS SINUMERIK 802D系统的四轴四联动的数控铣床,开机后有时会出现380500Profibus-DP:驱动A1(有时是X、Y或Z)出错。但关机片刻后重新开机,机床又可以正常工作。
分析及处理过程:因为该报警时有时无,维修时经过数次开关机试验机床无异常,于是检查总线、总线插头,确认连接牢固、正确,接地可靠。但数日后,故障重新出现;仔细检查611UE驱动报警显示为“E-B280”,故障原因为电流检测错误,测量驱动器的输入电压,发现实际输入电压为406V。重新调节变压器的输出电压,机床恢复正常,报警从此不再出现。

例426.换刀故障的维修

故障现象:一台数控铣床发生打刀事故,按急停按钮后,换上新刀,但工作台不旋转。
分析及处理过程:通过PLC梯形图分析,发现其换刀过程不正确,计算机认为换刀过程没有结束,不能进行其他操作。因此,按正确程序重新换刀后,机床恢复正常。

例427.机床过载报警的故障维修   
   
故障现象:某配套FANUC-0M系统的数控立式加工中心,在加工中经常出现过载报警,报警号为434,表现形式为Z轴电动机电流过大,电动机发热,停上40min左右报警消失,接着再工作一阵,又出现同类报警。
分析及处理过程:经检查电气伺服系统无故障,估计是负载过重带不动造成。
为了区分是电气故障还是机械故障,将Z轴电动机拆下与机械脱开,再运行时该故障不再出现。由此确认为机械丝杠或运动部位过紧造成。调整Z轴丝杠防松螺母后,效果不明显,后来又调整Z轴导轨镶条,机床负载明显减轻,该故障消除。

例428.电动机联轴器松动的故障维修

故障现象:一台数控车床,加工零件时,常出现径向尺寸忽大忽小的故障。
分析及处理过程:检查控制系统及加工程序均正常,然后检查传动链中电动机与丝杠的联接处,发现电动机联轴器紧固螺钉松动,使得电动机轴与丝杠产生相对运动。由于半闭环系统的位置检测器件在电动机侧,丝杠的实际转动量无法检测,从而导致零件尺寸不稳定:紧固电动机联轴器后故障消除。

例429.压力开关损坏的故障维修

故障现象:某配套SIEMENS 840C系统的加工中心,一次开机后B轴不能运动。
分析及处理过程:经检查,B轴电磁阀已动作,但PLC显示B轴未放松,故判断压力开关有问题。拆下后经检查,发现该开关触点损坏;换一个压力开关后,故障消除。

例430.B轴伺服报警的故障维修

故障现象:一台配套OKUMA OSP700,型号为XHAD765的数控机床,加工中B轴出现伺服报警ALARMA:“SVP速度指令越限,B轴11F9FD76”。
分析及处理过程:按复位后,报警消除。分析报警内容,估计转台阻力大或是速度反馈有问题。将快速进给倍率开关拔到10%,MDI方式下转动B轴,B轴上升后,抖动一下立即报警,同时有机械冲击声,感觉是B轴转不动,怀疑转台上升未到位或是机械卡滞,或是B轴电气有问题。MDI方式下执行M20、M21指令升起、落下转台,查PLC数据IAXBUl在转台上升后能亮显,用尺检查转台上升的高度值正常,不应存在上下鼠齿盘未完全脱开的问题;再打开护板及转台侧盖查电动机插头和传动蜗轮蜗杆,在拉B轴电动机电缆时,发现B轴电动机三相电缆磨破,有一根电缆断裂。将电缆修复后开机,B轴运转恢复正常。

例431.转台报警的故障维修

故障现象:一台配套OKUMA OSP700,型号为XHAD765的数控机床,早上开机后转台转位后下落时显示“2870旋转工作台夹紧检测器异常”,同时工作台上升到旋转准备位置。
分析及处理过程:复位后,报警清除。根据报警内容应查转台夹紧开关,由于转台转位前是正常的,根据经验,笔者怀疑其准确性。在MDI方式下执行M20工作台夹紧指令,工作台下落后又报警上升,经仔细观察,发现工作台下落缓慢,故怀疑下落时间超时而报警;让两个人站在工作台上,再执行M20指令,工作台落下明显加快、不再报警,证实了判断。
该转台设计为上升时,液压缸压缩转台夹紧弹簧将转台顶起,夹紧时靠弹簧力将液压缸内油挤出,压紧工作台液压缸堵塞节流,弹簧力变小,油粘度增大等均会导致油流速变慢而引起转台下落超时。让机床热机10min,其间连续执行M20、M21指令,等液压油温上升后再转转台正常。由于天气转冷,液压油随温度下降变稠,液压缸中油不能及时排出,造成超时报警。

例432.转台回零不准的故障维修

故障现象:一台配套FANUC OMC,型号为XH754的数控机床,转台回零不准,回零后工作台歪斜。
分析及处理过程:出现这种故障一般是由于转台回零开关不良、行程压块松动或开关松动。关机后将转台侧盖打开,用手压行程开关正常,查行程压块正常,查开关座正常,估计行程开关压合断开点变化。将开关座向正确方向调整小段距离后开机,故障消除。

例433.转台分度不良的故障维修

故障现象:一台配套FANUC OMC,型号为XH754的数控机床,转台分度后落下时错动明显,声音大。
分析及处理过程:转台分度后落下时错动明显,说明转台分度位置与鼠齿盘定位位置相差较大;如果回零时位置同时也有错动,则可调节第4轴栅格偏移量(参数0511)来解决:如果转台传动有间隙,则可调节第4轴间隙补偿(参数0538);如果机械螺距有误差,则相应调整第4轴螺补。本例中发现转台回零后也有错动,调整0511数值后解决。 
例434.X轴振荡的故障维修

故障现象:一台配套FANUC OMC,型号为XH754的数控机床,加工中X轴负载有时突然上升到80%,同时X轴电动机嗡嗡作响;有时又正常。
分析及处理过程:现场观察发现X轴电动机嗡嗡作响的频率较低,故判断X轴发生低频振荡。发生振荡的原因有:
1)轴位置环增益不合适。
2)机械部分间隙大,传动链刚性差,有卡滞。
3)负载惯量较大。
经查X轴位置增益未变,负载也正常,经询问,操作工介绍此机床由于一直进行重切削加工,X轴间隙较大,刚进行过间隙补偿。经查X轴间隙补偿参数0535,发现设定值为250,用百分表测得X轴实际间隙为0.22,看来多补了;直至将设定值改为200后,X轴振荡才消除。注:X轴这么大间隙,要想提高加工精度,只有消除机械间隙。

例435.X轴间隙太大的故障维修

故障现象:一台配套FANUC OMC,型号为XH754的数控机床,X轴间隙太大。
分析及处理过程:X轴间隙由联轴器间隙、轴承间隙、丝杠间隙、机械弹性间隙等组成。拆下X轴护板,停电关机,用手握住丝杠,来回转动,感觉自由转角较大,有较大间隙;调整X轴丝杠轴承间隙,拧紧螺母将其调紧也没有改善,故怀疑丝杠螺母有问题。将丝杠螺母与工作台松脱,检查,并未发现间隙;再打开轴承座法兰,检查丝杠轴承,发现两角接触轴承(背靠背)内圈已调紧到一起,正常情况下应有间隙,说明该对轴承间隙已无调整余地。
按该轴承外径,车一厚lmm的小圆环垫在该对轴承外径中间,减去原间隙,这样该对轴承内圈就有0.8mm左右的间隙调整裕量。安装后将轴承背紧螺母适当调紧,将参数0535置0,用百分表测X轴间隙为0.02mm,再将参数0535设为15,测X轴间隙为0.01mm,X轴间隙得以消除。

例436.X轴编码器报警的故障维修

故障现象:一台配套FANUC OMC,型号为XH754的数控机床,加工中出现319号报警。
分析及处理过程:查维修手册,提示故障原因为X轴脉冲编码器异常或通信错误,查诊断号760,发现其多位置位,维修手册提示为脉冲编码器不良或反馈电缆不良。先检测X轴编码器电缆插头M185正常,故判断是X轴串行编码器有问题。为确认,在电柜内将M184与M194、M185与M195及相应电动机三相驱动线进行交换,发现故障报警变为339,故障变为Z轴,证实X轴编码器不良。更换后,故障排除。

例437.超程报警的故障维修

故障现象:一台配套FANUC OMC,型号为XH754的数控机床,X轴回零时产生超程报警“OVER TRAVEL-X”。
分析及处理过程:检查发现X轴报警时离行程极限相差甚远,而显示器显示的X坐标超过了X轴范围,故确认是软限位超程报警。查参数0704正常,断电,按住P键同时接通NC电源,在系统在对软限位不作检查的情况下完成回零;亦可将0704改为-99999999后回零,若没问题,再将其改回原值即可;还可按P键和CAN键开机以消除报警。

例438~例439.进给轴报警的故障维修

例438.故障现象:一台配套FAGOR 8025MG,型号为XK5038-1的数控机床,X轴报警,显示器显示“Xaxis not ready”。
分析及处理过程:送电起动机床,正向移动X轴,无报警;负向移动机床,报警出现。打开X轴右侧导轨护板,发现护板内部有许多切屑,估计由切屑卡死引起。将护板拆下清洗,并清除内部切屑,安装护板后开机,机床正常。

例439.故障现象:一台配套FAGOR 8025MG,型号为XK5038-1的数控机床,X轴报警,显示器显示“X axis not ready”。
分析及处理过程:停电半小时后起动机床,无报警;机床空运行时应正常,但刚切削加工即报警,故怀疑X轴伺服驱动单元有问题。打开电柜检查X轴伺服单元,发现X轴有一个输出端子发黑,怀疑氧化造成接触不良。停电半小时后(伺服单元内有大容量电容,让其将电放掉,以防触电和损坏)用砂纸将X轴端子打光,拧紧后开机试切削,故障消除。

迟早会强

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发表于:2007-11-23 09:32:00
6楼
恩,學習了  不過要是有圖就更好了

note

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发表于:2007-11-25 02:02:00
7楼
楼主,你好,看来你对伺服系统已经相当了解了,现在我公司有一伺服系统出现故障,系统配置和工作过程如下:
 1. 伺服为编码器闭环系统.
 2. 接地可靠,编码器线与电机驱动线分开布线.
 3. 工作时动作为,电机旋转120度-旋转120度-旋转90度-旋转30度
    再从头开始,如此往返工作.
 具体故障现象如下:
 1. 回零位,电机出现卡,抖动现象.
 2. 前面一个120度定位精准,后面的120/90/30度定位时出现旋转过头,然后又回转,如此来回几次才能定位.
 请问楼主发生以上问题的根本原因是什么,该如何解决?

刘岩利

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8楼
如果最终定的位置是准确的,那么负载与增益不合适的可能性比较大。比如有不连续的阻力、积分过大、加减速规划不合理。

波恩

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发表于:2007-11-25 20:59:00
9楼
系统有超调。

piston

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发表于:2007-11-25 23:47:00
10楼
是的.应该是超调,"如此来回几次才能定位"---说明是在系统振荡。试着调整一下参数如增益、积分时间、惯量比等看有效果吗?

小虫~~

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发表于:2007-11-26 11:21:00
11楼
好帖!~

tonyyuan01

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发表于:2007-12-19 08:53:00
12楼
下面引用由piston在 2007-11-25 23:47:00 发表的内容:
  是的.应该是超调,"如此来回几次才能定位"---说明是在系统振荡。试着调整一下参数如增益、积分时…
--------------------------------------------------------------------------------------------
应该就是这种情况!

志向如

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发表于:2008-01-05 14:48:00
13楼
说白了 也就是控制器了 但是微观上是和电子行业息息相关的
我们只是几个开关量的输出罢了

wxzbj

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发表于:2008-01-08 03:40:00
14楼
good

我爱电工

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15楼
学习了

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