Enam Tip Penyelesaian Masalah untuk Isu Motor Servo Langkah

Motor servo langkah, sebagai komponen penting dalam otomasi industri, secara langsung mempengaruhi kinerja peralatan melalui kestabilan dan presisi mereka. Namun, dalam aplikasi praktis, motor mungkin menunjukkan kelainan disebabkan oleh konfigurasi parameter, beban mekanik, atau faktor lingkungan. Artikel ini memberikan solusi sistematis untuk enam isu tipikal, dikombinasikan dengan kasus-kasus teknik nyata, untuk membantu teknisi mengidentifikasi dan menyelesaikan masalah dengan cepat.

1. Getaran dan Bunyi Motor yang Tidak Normal

Getaran dan bunyi adalah gejala kerusakan 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 mekanik. 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—deviasi 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 bunyi frekuensi tinggi, pasang filter inti ferit pada input daya motor. Seorang produsen peralatan medis mengurangi bunyi sebesar 12 dB menggunakan metode ini.

2. Drift Akurasi Penempatan

Sebuah mesin CNC menunjukkan kesalahan kumulatif 0,1 mm/jam selama pemrosesan kontinu, yang ditelusuri ke gangguan sinyal encoder. Langkah-langkah penyelesaiannya termasuk: (1) menggunakan probe diferensial untuk memeriksa integritas sinyal kabel encoder (A+/A-, B+/B-); ganti dengan kabel pasangan terbelit berselimut jika distorsi gelombang melebihi 15%; (2) memverifikasi bahwa rasio gigi elektronik drive servo (pembilang PA12 / penyebut PA13) sesuai dengan rasio reduksi mekanik—satu lini produksi otomatis memiliki pengaturan penyebut yang salah yaitu 32767, menyebabkan kesalahan 0,03° per putaran; (3) untuk sistem encoder absolut, lakukan kalibrasi homing berkala, sebaiknya gunakan interferometer laser dua frekuensi untuk kompensasi. Dalam praktek, pemasangan amplifier isolasi sinyal meningkatkan ketahanan 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. Sebuah robot pencetak 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 pendinginan 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 dikurangi 8%.

4. Hilangnya Langkah Mendadak

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

5. Pemecahan Masalah Gangguan Komunikasi

Sistem yang dikendalikan bus (misalnya, EtherCAT, CANopen) rentan terhadap timeout komunikasi. Sebuah lini produksi baterai litium mengalami putus sambungan jaringan servo setiap dua jam, yang akhirnya ditelusuri ke: (1) resistor terminasi yang hilang menyebabkan refleksi sinyal—menambah 120Ω resistor di node ujung mengurangi tingkat kesalahan bit sebesar 90%; (2) topologi jaringan suboptimal—mengganti topologi daisy-chain dengan topologi star meningkatkan keandalan; satu kasus menunjukkan repeater serat optik mengurangi latensi komunikasi dari 200 μs menjadi 50 μs; (3) firmware drive servo yang usang—kesalahan 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, sekali waktu sebuah crane penggudangan mengalami slip setelah pemutusan daya. Tindakan korektif termasuk: (1) memverifikasi waktu respons rem—rem 24V harus beraksi dalam <50 ms; (2) mengukur aus pelat rem secara berkala—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, rekomendasikan tambahan stop mekanik sebagai proteksi sekunder.

Rekomendasi Optimalisasi Lanjutan

Selain solusi di atas, bangun sistem perawatan preventif: 

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

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

• Manfaatkan penangkapan bentuk 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 dan implementasi solusi, efisiensi keseluruhan sistem servo langkah dapat ditingkatkan lebih dari 25%. Para insinyur disarankan untuk menjaga arsip cadangan parameter lengkap untuk memulihkan konfigurasi optimal dengan cepat selama pemindahan peralatan atau penggantian komponen. Dengan kemajuan teknologi perawatan prediktif, integrasi masa depan sensor getaran dan analisis bentuk gelombang arus akan memungkinkan prediksi kesalahan yang lebih tepat.