Kuus tõrkeotsingu nõuande stepper servo mootori probleemide lahendamiseks

Sammelkäigulised servomootorid, kui olulised komponendid tööstusautomaatikas, mõjutavad otse seadme jõudlust oma stabiilsuse ja täpsuse kaudu. Kuid praktilistes rakendustes võivad mootorid näidata ebatavalusi parameetrite konfigureerimise, mehaanilise koorma või keskkonnategurite tõttu. See artikkel pakub süsteemilisi lahendusi kuuele tavalisele probleemile, kombinatsioonis reaalsete inseneriringlustega, et aidata tehnilistel spetsialistidel kiiresti tuvastada ja lahendada probleeme.

1. Ebatavaline mootori värinamine ja müra

Värinamine ja müra on sammelkäiguliste servosüsteemide kõige levinumad läbikukkumissümptomid. Üks pakkimisproduktioniis koges teravat vislumist mootori töö ajal. Testid näitasid, et resonaantne sagedus kattus mehaanilise struktuuri loomuliku sagedusega. Lahendused hõlmavad: esiteks, stiifnuse parameetrite (nt PA15, PB06) reguleerimist servovooja kaudu ja adaptiivse filtreerimisfunktsiooni lubamist, et takistada spetsiifiliste sageduste värinamist; teiseks, kontrollida koppeliga ühenduse täpsust—paralleelsusvea tuleb hoida 0,02 mm piirides; kui kasutatakse riivitranstsid, siis kontrollida ühtlast pinget. Märgatavasti madalate kiirustega (nt allpool 300 rpm) võib Hybrid Decay režiimi lubamisel takistada keskmise sagedusega värinamist. Kõrge sagedusega müra korral paigaldada ferriti tuumafiltrid mootori võimsuse sisendi juures. Üks meditsiiniseadmete tootja vähendas müra 12 dB selle meetodi abil.

2. Asukoha täpsuse langedus

Üks CNC masina näitas 0,1 mm/h kumulatiivset viga järska töö ajal, mis järgnes encoderi signaali segamisele. Lahendamiseks: (1) kasutada diferentsiaalprobi encoderi kaablite (A+/A-, B+/B-) signaali täielikkuse kontrollimiseks; asendada kaabeltelt varjatud korkidega, kui lainekuju vääring ületab 15%; (2) kontrollida, et servovooja elektrooniline hammasratta suhe (lugeja PA12 / nimetaja PA13) vastab mehaanilisele vähendussuhetle—üks automaatne tootmislõik oli vale nimetajaga 32767, mis põhjustas 0,03° vea ümberpööre peale; (3) absoluutsete encoderide süsteemide korral teostada perioodiliselt nullpunktikalibreerimist, soovitatavalt kasutades kahefrekventsilist lazerinterferomeetrit kompenseerimiseks. Praktikas tugevdab signaalide eraldamise tugevdamine müraimmuunsust—üks semikontuuride tootja saavutas ±1 μm repeatabilsuse rakendamise järel.

3. Mootori üleminekuhoiting aktivatsioon

Kui mootori pinnapläs temperatuur jääb püsivalt üle 80°C, sundib termohoiting sulgemist. Üks injektsioonimüraroboti teatas sageli Err21.0 ülekuuma vea. Analüüs näitas: (1) ülekordne ringjoonteade (PA11)—tegelikult koormusringjoone väärtus oli ainult 60% maksimaalsest, vähendades ringjoonet 20% lahendas probleemi; (2) ebapiisav mootori jahutamine—lisades sunnitud õhu jahutuse alandas temperatuuri 15–20°C; (3) sagedaste käivitamiste ja peatamiste korral valida paremini inertsiaga sobivad mootorid. Ühes juhtumis vähendas pulsside resolutsiooni suurendamist 1600 ppr-st 6400 ppr-ni raudkahju 37%. Märg: igal 10°C ümbertemperatuuri tõusu korral tuleb mootori maksimaalset pöördetorki vähendada 8%.

4. Ootamatult sammude kadumine

Kõrgete kiirustega (nt üle 1500 rpm) on sammelkäigulised mootorid nõrga torjuga alt sammude kadumise ees. Üks chipimontaaži seade näitas asukoha viivitust kiirendamisel. Lahendused hõlmavad: (1) S-käiku kiirendamise/seinamise profiili optimeerimist—määra kiirendamise väärtuse 30–50% trikid (triikparameeter); (2) jälgi võimsusepinge lülitumist—24V süsteemi minimaalne tööpinge ei tohi langeda alla 21,6V; (3) kõrge inertsiaga koormuste korral luba servovoojas edasiandmise kompensatsiooni (parameeter PF03). Üks tekstiilitööstuse ettevõte vähendas kõrgete kiirustega sammude kadumise protsenti 0,3%st alla 0,01% lisades flywheeli inertsiakompensatsiooni. Oluline märkus: kui koormuse ja mootori inertsi suhe (JL/JM) ületab 30:1, on mootori uuesti valimine kohustuslik.

5. Sidekatkese diagnostika

Võrgukontrollitavad süsteemid (nt EtherCAT, CANopen) on vatunud sideajastusele. Üks liitiumakku tootmislõik koges servovõrgu katkestusi iga kaks tundi, mille lõppkokkuvõttes jälgiti: (1) puuduvad terminatsioonipõhjad, mis põhjustasid signaali tagasilindamise—lisades 120Ω põhjade lõpupunktidele vähendas bitivea arvu 90%; (2) suboptimaalne võrgutopoloogia—daisy-chaini asendamine tähisdiagrammi topoloogiaga parandas usaldusväärsust; üks juhtum näitas, et optilised repeaterid vähendasid sideviivitust 200 μs-st 50 μs-ni; (3) vananev servovooja firmware—uusimas versioonis korrastati teadaolev CRC checksumi viga. Oluline: PROFINET võrkudes tuleb kindel, et iga node'i seadmenimi on korrektselt sidetatud IP-aadressiga.

6. Välipeatumehaanismi pettumuse lahendamine

Servomootoritega elektromagnetilise välimärgiga, koges üks laduvaheautomaat post-läheduse energiakaotuse järel lüksemist. Korrektiivsed toimingud hõlmavad: (1) välimärgi vastuseaja kontrollimist—24V välimärgid peavad aktiveeruma vähem kui 50 ms; (2) regulaarse välimärgi vaheplii tsüklite mõõtmist—asenda, kui jäänud paksus on <1,5 mm; (3) lisage PLC programmeerimisse ennebrake loogika, et käivitada brake signaal 50 ms vara. Üks sadama AGV-süsteem lisas superkondensaatorikindla varundusenergia, et tagada usaldusväline brake aktiveerimine energiakaotuse korral. Vertikaalsel teljel kasutatavate rakenduste puhul soovitatakse lisada mehaanilisi stoppe sekundaarne kaitseks.

Täiustatud optimiseerimise soovitused

Ülejäänud lahenduste kõrval, looge ennetav hooldussüsteem: 

• Kuukaudseks registreeri kolme faasi ringjoonte ebavõrdsust (häirimine, kui vahe >10%); 

• Kvartaliga kontrolli vilkurite vonnuisolatsiooni vastupidavust megohmmmeetriga (≥100 MΩ); 

• Kasuta servovooja sisseehitatud vea lainekujufangimist anomaliate analüüsimiseks. Üks autoveokõrge linea leidis, et kui kokkuhoiuku total harmonine distorsioon (THD) ületas 8%, suurenes mootori läbikukkumise tõenäosus viie korda—filtripaaride proaktiivne asendus parandas MTBF 40%.

Süsteemiliste veanalüüside ja lahenduste rakendamise kaudu võib sammelkäiguliste servosüsteemide üldist jõudlust parandada üle 25%. Inseneritel soovitatakse säilitada täielikud parameetrifailide varukoopiad, et kiiresti taastada optimaalsed konfiguratsioonid seadme ümberpaigutamise või komponentide asendamise ajal. Ennustava hoolduse tehnoloogiate arenedes tulevikus integreeritakse vibratsioonisisendite ja ringjoone lainekujuanalüüsi, mis võimaldavad täpsemat vea ennustamist.