砂輪切割機Y軸步進電動機掉電故障排除

呂 超

(中國電子科技集團公司第29研究所機動處，四川成都 610036)

1 故障現(xiàn)象概述

以色列ADT公司的7100HM型砂輪切割機是微波電路片生產(chǎn)中用于陶瓷切割的關(guān)鍵設(shè)備，切割質(zhì)量高。曾出現(xiàn)如下故障:設(shè)備正常切割時，Y軸步進電動機在運動中不定時出現(xiàn)掉電故障，且掉電時Y軸坐標位置不定，重新初始化設(shè)備后又可正常工作一段時間。

2 查找并排除故障

根據(jù)步進電動機的工作原理，結(jié)合多年的維修經(jīng)驗判斷，故障可能是步進電動機、與步進電動機相連接的機械部件以及驅(qū)動線路上的問題。筆者結(jié)合設(shè)備資料、電氣圖冊對可疑的故障點逐一檢查、排除。

2.1 檢查設(shè)備應(yīng)用軟件中Y軸運動參數(shù)設(shè)置

故障發(fā)生在Y軸步進電動機運動過程中，若Y軸的運動參數(shù)設(shè)置不當，將影響Y軸步進電動機的輸出力矩、輸出功率等，從而影響Y軸步進電動機的正常工作。

通過維護工程師口令進入?yún)?shù)設(shè)置界面，查看Y軸的運動參數(shù)值均在要求的設(shè)置范圍內(nèi)，適當減小Y軸的“快速”，增加“快加速”運動參數(shù)值，試圖增大Y軸步進電動機的輸出力矩，運行一段時間后還是會出現(xiàn)Y軸步進電動機掉電故障。

2.2 檢查與Y軸步進電動機相連的絲杠等機械部件

由于Y軸步進電動機是通過聯(lián)軸器驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)，絲杠帶動螺母副作直線運動，從而驅(qū)動切割頭作Y向的直線運動。若步進電動機驅(qū)動的執(zhí)行機構(gòu)機械阻力過大，也會造成步進電動機工作中出現(xiàn)故障。

依次檢查聯(lián)軸器與步進電動機軸、絲杠的連接，無松動、連接不好等現(xiàn)象;檢查絲杠與螺母副配合間隙、磨損、潤滑等都沒有不良情況;在步進電動機未加電狀態(tài)下，用手推切割頭沿Y方向作全程運動，并未發(fā)現(xiàn)有阻力不均衡的情況，故排除Y軸步進電動機驅(qū)動的機械部件的問題。

2.3 檢查Y軸步進電動機

如果Y軸步進電動機性能不好，也可能引起電動機工作中掉電等不穩(wěn)定的情況。

用萬用表檢測Y軸步進電動機的兩相線圈繞組阻值均為20 Ω左右，正常;用搖表檢測步進電動機的絕緣，絕緣電阻大于5 MΩ，滿足電動機的絕緣要求，正常;故排除Y軸步進電動機的問題。

2.4 檢查Y軸步進電動機驅(qū)動回路及接線

查看設(shè)備的電氣圖冊，關(guān)于Y軸步進電動機的電氣驅(qū)動部分如圖1所示，K1是總的電源供給接觸器，K2是給Y軸步進電動機驅(qū)動板提供DC24 V電源的接觸器，用萬用表檢測驅(qū)動板的供電為DC24 V，正常。

脫開K1、K2接觸器的輸入、輸出接線，線圈接線，用萬用表分別檢查兩個接觸器的主接觸觸頭、輔助接觸觸頭，通、斷靈敏可靠，線圈無短路、開路等不良情況。檢查K2接觸器與驅(qū)動板的接線，驅(qū)動板與電動機的接線，均無暗斷現(xiàn)象。檢查K1、K2接觸器與交、直流電源轉(zhuǎn)換器(整流器)的接線也無暗斷現(xiàn)象。

檢查上述接線均沒有問題，更換新的Y軸步進電動機驅(qū)動板，通電運行設(shè)備，掉電故障依舊沒有消除。

2.5 檢查Y軸步進電動機控制回路及接線

如圖2所示，控制器的輸出信號分別接到各運動執(zhí)行部件的驅(qū)動板上，圖中只畫了輸出到Y(jié)軸驅(qū)動板上的部分?？刂破鞯妮斎胄盘柗謩e來源于兩路傳感器控制板和一路設(shè)備控制計算機，若是控制器的輸入信號不正確或控制器出錯，也可導(dǎo)致控制器輸出到Y(jié)軸驅(qū)動板上的控制信號不對，從而影響Y軸步進電動機的正常工作。

圖2中控制器上的P3接頭通過通訊線與計算機的RS232通訊接口相連，通過計算機對控制器內(nèi)的程序重新刷新，未報錯，說明計算機與控制器間的通訊沒有問題，也確?？刂破骷皟?nèi)部的程序沒有問題?？刂破鞯腜1、P2接頭分別接傳感器控制板SSB1、SSB2，檢查各傳感器的狀態(tài)均正常，更換新的傳感器控制板SSB1、SSB2，通電運行設(shè)備，掉電故障依然沒有消除。

2.6 檢查Y軸驅(qū)動板供電電源

Y軸步進電動機不定時掉電，通過上述檢查，排除了電動機運動參數(shù)設(shè)置不當、電動機及其機械傳動、電氣驅(qū)動回路接線、控制回路接線的問題。那么，會不會是給Y軸步進電動機驅(qū)動板供電的DC(直流)電源輸出不穩(wěn)造成的呢?

雖然前面檢查Y軸步進電動機驅(qū)動回路時，已經(jīng)用萬用表檢測了DC電源的輸出電壓確為直流24 V，但不能確保DC電源輸出電壓是否穩(wěn)定。想辦法在DC電源的24 V輸出端接一個額定電壓為直流24 V的燈泡，當有Y軸步進電動機掉電現(xiàn)象發(fā)生時，燈泡會輕微閃爍一下，初步判斷可能是DC電源的輸出電壓不穩(wěn)引起的，更換新的24 VDC電源，依然在DC電源的輸出端接上直流24 V燈泡，通電運行設(shè)備，Y軸步進電動機掉電現(xiàn)象消除，燈泡也沒出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，設(shè)備工作正常。

因此，給Y軸步進電動機驅(qū)動板供電的DC電源輸出不穩(wěn)是步進電動機工作中不定時掉電的真正原因。

3 結(jié)語

找到真正的故障點，反推回去不難發(fā)現(xiàn):設(shè)備Y軸步進電動機掉電的緣由是供電的DC24 V電源輸出電壓不穩(wěn)，影響Y軸步進電動機驅(qū)動板的電能輸出，從而產(chǎn)生Y軸步進電動機工作時偶發(fā)掉電故障現(xiàn)象。

對于設(shè)備維修過程中的這類偶發(fā)故障現(xiàn)象，除了對可以用儀器檢查、測量的相關(guān)部件、線路進行排查外，對那些可疑的、但儀表又難檢測的故障點，要想辦法(本例通過外接燈泡檢驗直流電源輸出電壓是否穩(wěn)定)變相地將故障表露出來，從而找到真正的故障原因。