Enam Tips Pemecahan Masalah untuk Masalah Motor Servo Stepper

Motor servo langkah, sebagai komponen kritis dalam otomatisasi industri, secara langsung mempengaruhi kinerja peralatan melalui stabilitas dan presisi mereka. Namun, dalam aplikasi praktis, motor mungkin menunjukkan ketidaknormalan karena konfigurasi parameter, beban mekanis, atau faktor lingkungan. Artikel ini menyediakan solusi sistematis untuk enam masalah tipikal, dikombinasikan dengan kasus-kasus teknik nyata, untuk membantu teknisi mengidentifikasi dan menyelesaikan masalah dengan cepat.

1. Getaran dan Suara Motor yang Tidak Normal

Getaran dan suara adalah gejala kegagalan paling umum dalam sistem servo langkah. Sebuah lini produksi pengemasan pernah mengalami siulan tajam selama operasi motor. Pengujian menunjukkan bahwa frekuensi resonansi bertepatan dengan frekuensi alami struktur mekanis. Solusinya termasuk: pertama, menyesuaikan parameter kekakuan (misalnya, PA15, PB06) melalui drive servo dan mengaktifkan fungsi filter adaptif untuk menekan getaran pada frekuensi tertentu; kedua, memeriksa akurasi penyetelan kopling—penyimpangan paralel harus dikontrol dalam 0,02 mm; jika transmisi sabuk digunakan, verifikasi tegangan seragam. Perlu dicatat, saat beroperasi pada kecepatan rendah (misalnya, di bawah 300 rpm), mengaktifkan mode Hybrid Decay dapat menekan getaran frekuensi menengah. Untuk suara frekuensi tinggi, pasang filter inti ferit pada input daya motor. Seorang produsen perangkat medis mengurangi suara sebesar 12 dB menggunakan metode ini.

2. Drift Akurasi Penempatan

Mesin CNC menunjukkan kesalahan kumulatif 0,1 mm/jam selama pemrosesan berkelanjutan, yang ditelusuri ke gangguan sinyal enkoder. Langkah-langkah resolusi termasuk: (1) menggunakan probe diferensial untuk memeriksa integritas sinyal kabel enkoder (A+/A-, B+/B-); ganti dengan kabel pasangan terpelintir berselimut jika distorsi gelombang melebihi 15%; (2) memverifikasi bahwa rasio gigi elektronik drive servo (pembilang PA12 / penyebut PA13) sesuai dengan rasio reduksi mekanis—satu lini produksi otomatis memiliki setelan penyebut yang salah 32767, menyebabkan kesalahan 0,03° per putaran; (3) untuk sistem enkoder absolut, lakukan kalibrasi homing berkala, sebaiknya menggunakan interferometer laser dua frekuensi untuk kompensasi. Dalam prakteknya, pemasangan amplifier isolasi sinyal meningkatkan kekebalan terhadap gangguan—seorang produsen peralatan semikonduktor mencapai repetibilitas ±1 μm setelah implementasi.

3. Pemicuan Perlindungan Overheating Motor

Ketika suhu permukaan motor terus-menerus melebihi 80°C, perlindungan panas memaksa shutdown. Robot pencetakan injeksi sering melaporkan kesalahan overheating Err21.0. Analisis menunjukkan: (1) pengaturan loop arus berlebihan (PA11)—dengan arus beban aktual hanya 60% dari nilai nominal, mengurangi batas arus sebesar 20% menyelesaikan masalah; (2) pendinginan motor tidak memadai—menambahkan pendingin udara paksa menurunkan suhu 15–20°C; (3) untuk operasi start-stop yang sering, pilih motor dengan kecocokan inersia yang lebih baik. Dalam satu kasus, meningkatkan resolusi pulsa dari 1600 ppr menjadi 6400 ppr mengurangi kerugian besi sebesar 37%. Catatan: untuk setiap kenaikan 10°C suhu lingkungan, torsi nominal motor harus direduksi 8%.

4. Hilangnya Langkah Mendadak

Pada kecepatan tinggi (misalnya, di atas 1500 rpm), motor langkah rentan hilang langkah karena torsi yang tidak cukup. Mesin pemasang chip menunjukkan lag posisi selama akselerasi. Solusinya termasuk: (1) mengoptimalkan profil akselerasi/decelerasi S-curve—setel jerk (parameter jerk) ke 30–50% dari nilai akselerasi; (2) memantau fluktuasi tegangan pasokan—tegangan operasi minimum untuk sistem 24V tidak boleh turun di bawah 21.6V; (3) untuk beban inersia tinggi, aktifkan kompensasi feedforward (parameter PF03) di drive servo. Produsen mesin tekstil mengurangi tingkat hilangnya langkah kecepatan tinggi dari 0,3% menjadi di bawah 0,01% dengan menambah kompensasi inersia flywheel. Catatan penting: ketika rasio inersia beban ke motor (JL/JM) melebihi 30:1, pemilihan ulang motor wajib dilakukan.

5. Penyelesaian Masalah Gangguan Komunikasi

Sistem yang dikendalikan bus (misalnya, EtherCAT, CANopen) rentan terhadap timeout komunikasi. Lini produksi baterai lithium mengalami putus jaringan servo setiap dua jam, akhirnya ditelusuri ke: (1) resistor terminasi yang hilang menyebabkan refleksi sinyal—menambahkan resistor 120Ω di node ujung mengurangi laju kesalahan bit sebesar 90%; (2) topologi jaringan suboptimal—mengganti daisy-chain dengan topologi bintang meningkatkan keandalan; satu kasus menunjukkan pengulang serat optik mengurangi latency komunikasi dari 200 μs menjadi 50 μs; (3) firmware drive servo yang usang—cacat checksum CRC diperbaiki dalam versi terbaru. Penting: untuk jaringan PROFINET, pastikan nama perangkat setiap node terikat dengan benar ke alamat IP-nya.

6. Penanganan Kerusakan Rem

Untuk motor servo dengan rem elektromagnet, crane pengangkut gudang pernah mengalami slip pasca mati listrik. Tindakan korektif termasuk: (1) memverifikasi waktu respons rem—rem 24V harus beraksi dalam <50 ms; (2) mengukur secara berkala aus pelat rem—ganti ketika ketebalan tersisa <1,5 mm; (3) menambah logika pre-braking dalam program PLC untuk memicu sinyal rem 50 ms lebih awal. Sistem AGV pelabuhan menambahkan cadangan daya superkapasitor untuk memastikan keterlibatan rem yang andal selama pemadaman. Untuk aplikasi sumbu vertikal, disarankan untuk menambahkan stop mekanis tambahan sebagai proteksi sekunder.

Rekomendasi Optimalisasi Lanjutan

Selain solusi di atas, bangun sistem pemeliharaan preventif: 

• Catat ketidakseimbangan arus tiga fase bulanan (peringatan jika deviasi >10%); 

• Uji resistansi isolasi gulungan triwulanan dengan megohmmeter (≥100 MΩ); 

• Manfaatkan penangkapan gelombang kesalahan bawaan drive servo untuk analisis anomali. Satu lini las otomotif menemukan bahwa ketika total distorsi harmonik arus (THD) melebihi 8%, probabilitas kegagalan motor meningkat lima kali lipat—penggantian proaktif kapasitor filter meningkatkan MTBF sebesar 40%.

Melalui analisis sistematis kesalahan dan implementasi solusi, efisiensi keseluruhan sistem servo langkah dapat ditingkatkan lebih dari 25%. Di sarankan kepada insinyur untuk mempertahankan arsip cadangan parameter lengkap untuk memulihkan konfigurasi optimal dengan cepat selama relokasi peralatan atau penggantian komponen. Dengan kemajuan teknologi pemeliharaan prediktif, integrasi masa depan sensor getaran dan analisis gelombang arus akan memungkinkan prediksi kesalahan yang lebih tepat.