下载文档原格式
伺服电机常见故障与维修伺服电机常见故障与维修伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。
伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。
伺服电机常见结构如下：伺服电机常见故障与维修方法如下：一、电机上电，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。
此时应检查伺服系统是否稳定，电路板维修检测电流是否稳定，同时，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。
二、电机上电，机械运动异常快速(飞车)出现这种伺服整机系统故障，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。
一般这类现象应由专业的电路板维修技术人员处理，负责可能会造成更严重的后果。
三、主轴不能定向移动或定向移动不到位出现这种伺服整机系统故障，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)。
四、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。
五、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。
关于西门子伺服电机置编码器的正确安装方法一、工作容1、这项技术适用于对德国西门子伺服电机（型号为1FT603-1FT613,1FK604-1FK610）置编码器损坏后的安装、调试，配置的增量型编码器为德国海德汉公司的ERN1387.001/020,绝对值编码器为海德汉公司EQN 1325.001。
2、使用工具公制六方扳手一套，自制专用工具一个，十字改锥及一字改锥各一把，梅花改锥6件套。
3、可解决的问题对有故障的西门子伺服电机进行修理或更换损坏的伺服电机置编码器，做到修旧利废，节约维修费用。
二、操作方法1、该操作方法和一般操作方法的区别在数控机床配置的酋门子数控系统中，驱动电机分主轴电机和伺服电机两种。
当电机定子、转子、轴承有故障或其电机置编码器损坏时，我们都需要对编码器拆卸进行修理或更换。
对主轴电机来说，更换或安装编码器只要用专用工具将其安装到相应位置就可以试车了，不需要调整电机轴或编码器的角度及位置。
但对伺服电机来说，则必须按照编码器的安装要求，严格执行安装步骤。
只要安装过程中出一点差错，就会出现编码器方面的报警而不能起动机床或出现飞车事故，导致电机报废或机械部件损坏。
因此正确安装非常重要。
2、该项技术的操作步骤2.1拆卸损坏的编码器关掉机床电源，解掉伺服电机的电源电缆及反馈电缆，把电机从机床上拆下来放到工作台案上，用六方扳手去掉电机端盖上的四条螺栓，打开 端盖，先卸下编码器盖，拔下编码器上的插接电缆，用十字改锥卸下支持 盘上的两条小螺丝，用六方扳手卸岀编码器中心孔的螺栓，然后用自制专 用工具把编码器从电机轴上顶出来。
这样第一步工作即告完成。
图1自制专用工具尺寸图2. 2安装海德汉公司ERN1387. 001/020或EQN1325. 001编码器2. 2. 1先安装支持盘不同型号的电机，其支持盘的外形也不一样，如图2和图3,这由购 买的备件提供。
用4条M2. 5*6的小螺丝将支持盘安装到编码器的轴端。
编码器的工作原理及故障浅析摘要：编码器一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器。
编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的生产结果出现后才能知道。
本文对编码工作原理进行简单概述，并编码器的易产生故障进行分析。
关键词：编码器干扰防护引言编码器（encoder）为传感器（sensor）类的一种，主要是用来检测机械运动的速度、位置、角度、距离或者计数，除了应用在机械上，还有可以控制入伺服电机均配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检测。
1.编码器的工作原理及特点是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器，这些脉冲能用来控制角位移，如果编码器通过码盘轴与电机轴承进行间接连接。
旋转增量式编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来知道其位置（如双臂芯轴的编码器），当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。
这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备记忆的零点就会偏移，需要重新标定位置（如用在需要更换刀片的飞剪电机）。
为此，在工控中就有每次操作先找参考点，开机找零等方法。
编码器由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取，获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。
编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
A 如果已知电机的转速是3000r/min，选择的编码器型号是E6B2-CWZ6C，那分辨率应该选择多少P/R的？答：电机的最高应答旋转数（r/min）＝（最高响应频率数/分辨率）*603000r/min＝（100KHz/分辨率）*60分辨率＝2000P/R，只要分辨率小于2000以下都可以。
如果算出来的数值不是整数，则四舍五入取小值。
B 增量型编码器E6B2-CWZ6C 1000P/R，人工手转，但输出为500P/R或300P/R，可能有哪些原因造成。
答：1.电源电压为DC5～24v,可能供电不足，PLC电源不够，不能支持它正常运作。
2.距离超过额定传输距离，电压会衰减，d < 2m（电压输出型）。
3.后面连接的设备不能接收如此高速的计数输入，导致脉冲丢失。
C NPN集电极开路输出的编码器怎么接到CP1L高速计数器输入端子？D 如何判断旋转编码器的好坏?答:①接PLC查看脉冲个数或码值是否正确；②接示波器查看波形；③用万用表电压档测试输出是否正常。
编码器为NPN输出时: 测量电源正极和信号输出线，晶体管置ON时输出电压接近供电电压，晶体管置OFF时输出电压接近0V。
编码器为PNP输出时: 测量电源负极和信号输出线，晶体管置ON时输出电压接近供电电压，晶体管置OFF时输出电压接近0VE 增量型编码器接到计数器上，为何会出现计数误差的情况？答：以下情况可能造成计数误差：①现场环境有抖动；②编码器和电机轴之间有松动，没有固定紧；③旋转速度过快，超出编码器的最高响应频率；④编码器的脉冲输出频率大于计数器输入脉冲最高频率。
F 旋转编码器中最高响应频率和允许最高转速的定义是什么？答：最高响应频率就是编码器电气上最大能响应的频率数，如果在高于这个参数的频率下使用，则编码器内部电路会无法响应，会导致编码器漏脉冲的现象发生，最高响应频率单位为KHz。
允许最高转速就是指编码器的轴机械运动时，所能承受的最高转速，高于这个参数，则编码器的轴可能会损坏。
永磁交流伺服电机的编码器相位为何要与转子磁极相位对齐其唯一目的就是要达成矢量控制的目标，使d轴励磁分量和q轴出力分量解耦，令永磁交流伺服电机定子绕组产生的电磁场始终正交于转子永磁场，从而获得最佳的出力效果，即“类直流特性”，这种控制方法也被称为磁场定向控制（FOC），达成FOC控制目标的外在表现就是永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致，如下图所示：图1因此反推可知，只要想办法令永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致，就可以达成FOC控制目标，使永磁交流伺服电机的初级电磁场与磁极永磁场正交，即波形间互差90度电角度，如下图所示：图2如何想办法使永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致呢？由图1可知，只要能够随时检测到正弦型反电势波形的电角度相位，然后就可以相对容易地根据电角度相位生成与反电势波形一致的正弦型相电流波形了。
在此需要明示的是，永磁交流伺服电机的所谓电角度就是a相（U相）相反电势波形的正弦（Sin）相位，因此相位对齐就可以转化为编码器相位与反电势波形相位的对齐关系；另一方面，电角度也是转子坐标系的d轴（直轴）与定子坐标系的a轴（U轴）或α轴之间的夹角，这一点有助于图形化分析。
在实际操作中，欧美厂商习惯于采用给电机的绕组通以小于额定电流的直流电流使电机转子定向的方法来对齐编码器和转子磁极的相位。
当电机的绕组通入小于额定电流的直流电流时，在无外力条件下，初级电磁场与磁极永磁场相互作用，会相互吸引并定位至互差0度相位的平衡位置上，如下图所示：图3对比上面的图3和图2可见，虽然a相（U相）绕组（红色）的位置同处于电磁场波形的峰值中心（特定角度），但FOC控制下，a相（U相）中心与永磁体的q轴对齐；而空载定向时，a相（U相）中心却与d轴对齐。
也就是说相对于初级（定子）绕组而言，次级（转子）磁体坐标系的d轴在空载定向时有会左移90度电角度，与FOC控制下q轴的原有位置重合，这样就实现了转子空载定向时a轴（U轴）或α轴与d轴间的对齐关系。
编码器的常见问题解答一、问：增量旋转编码器选型有哪些注意事项？应注意四方面的参数：1．械安装尺寸，包括定位止口，轴径，安装孔位；电缆出线方式；安装空间体积；工作环境防护品级是不是知足要求。
2．分辨率，即编码器工作时每圈输出的脉冲数，是不是知足设计利用精度要求。
3．电气接口，编码器输出方式常见有推拉输出（f型htl格式），电压输出（e），集电极开路（c，常见c为npn型管输出，c2为pnp型管输出），长线驱动器输出。
其输出方式应和其控制系统的接口电路相匹配。
4，工作电压二、问：请教如何利用增量编码器？1，增量型旋转编码器有分辨率的不同，利用每圈产生的脉冲数来计量，数量从6到5400或更高，脉冲数越多，分辨率越高；这是选型的重要依据之一。
2，增量型编码器通常有三路信号输出（差分有六路信号）：ab和z，一般采用ttl电平，a脉冲在前，b脉冲在后，ab脉冲相差90度，每圈发出一个z脉冲，可作为参考机械零位。
一般利用a超前b或b超前a进行判向，我公司增量型编码器概念为轴端看编码器顺时针旋转为正转，a超前b为90°，反之逆时针旋转为反转b超前a为90°。
也有不相同的，要看产品说明。
3，利用plc收集数据，可选用高速计数模块；使用工控机收集数据，可选用高速计数板卡；利用单片机收集数据，建议选用带光电耦合器的输入端口。
4，建议b脉冲做顺向（前向）脉冲，a脉冲做逆向（后向）脉冲，z原点零位脉冲。
5，在电子装置中设立计数栈。
三、关于户外利用或恶劣环境下利用有网友来email问，他的设备在野外利用，现场环境脏，而且怕撞坏编码器。
我公司有铝合金（特殊要求可做不锈钢材质）密封保护外壳，双重轴承重载型编码器，放在户外不怕脏，钢厂、重型设备里都可以用。
不过若是编码器安装部份有空间，我仍是建议在编码器外部再加装一防护壳，以增强对其进行保护，必竟编码器属精密元件，一台编码器和一个防护壳的价值比较仍是有必然差距的。
伺服（反馈部分）故障目录案例1（例308）B轴转动不能停止1案例2（例309）高速进给时出现振荡2案例3（例310）X轴出现“栽刀”现象3案例4(例311)位置偏差大于设定值4案例5（例312）加工尺寸无规律变化6案例6（例313）加工的工件全部报废7案例7（例314）移动尺寸偏离设置值8案例8（例315）工件表面出现周期性振纹9案例1（例308）B轴转动不能停止机床型号: BX-110P—Ⅱ型卧式加工中心。
数控系统: FANUC 11M。
故障现象:在自动加工过程中，B轴完成加工的尺寸后，仍然转动不停。
提示:这台加工中心共有X、Y、Z、W、B五个伺服轴，其中B轴为工作台的转轴。
分析原因是B轴的位置反愤元件有问题。
检查分析1)B轴的位置反馈元件是感应同步器，其定尺上有两组线圈—正弦绕组和余弦绕组。
用万用表进行测量，发现正弦绕组与机床外壳的阻值为零。
2)感应同步器是与旋转工作台装配在一起的，这个工作台的机械结构比较复杂，拆卸相当麻烦。
将保护感应同步器的铁质圆盘打开时，便有大量的机油流出。
用棉纱擦拭干净后，发现正弦绕组被紧密地包裹在铝箔内部，难以打开。
3)为了查找短路点，小心翼翼地揭开铝箔，发现正弦绕组是由直径细小的漆包线所绕成的。
为了保护线圈，绕组外部又浸了一层绝缘漆。
此时再测量，正弦绕组与机床外壳的阻值恢复到无穷大状态。
说明短路点是在正弦绕组中，原因是机油透过铝箔流进绕组，长期浸润后造成绝缘漆破坏，绕组与铝箔相碰，铝箔又与保护圆盘直接相连，形成电气短路。
故障处理:铝箔损坏后难以修复。
只能去掉铝箔，更换油封，采取措施防止机油滲入绕组线图中。
如此处理后，故障得以排除。
另有一台HC-800型卧式数控加工中心，出现B轴不旋转(有时旋转不到位)的故障，检查B轴的各个限位开关，发现其中一只因螺钉松动而发生位移，撞块未能将开关压上，有关信号无法传递。
调整开关位置，紧固螺钉后，机床恢复正常工作。
案例2（例309）高速进给时出现振荡机床型号: CINCINNATI型四坐标轴数控铣床。
