呂 超

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第29研究所機(jī)動(dòng)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(jī)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(shí)，Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)動(dòng)中不定時(shí)出現(xiàn)掉電故障，且掉電時(shí)Y軸坐標(biāo)位置不定，重新初始化設(shè)備后又可正常工作一段時(shí)間。

2 查找并排除故障

根據(jù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理，結(jié)合多年的維修經(jīng)驗(yàn)判斷，故障可能是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相連接的機(jī)械部件以及驅(qū)動(dòng)線路上的問(wèn)題。筆者結(jié)合設(shè)備資料、電氣圖冊(cè)對(duì)可疑的故障點(diǎn)逐一檢查、排除。

2.1 檢查設(shè)備應(yīng)用軟件中Y軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)置

故障發(fā)生在Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，若Y軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，將影響Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出力矩、輸出功率等，從而影響Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正常工作。

通過(guò)維護(hù)工程師口令進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面，查看Y軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)值均在要求的設(shè)置范圍內(nèi)，適當(dāng)減小Y軸的“快速”，增加“快加速”運(yùn)動(dòng)參數(shù)值，試圖增大Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出力矩，運(yùn)行一段時(shí)間后還是會(huì)出現(xiàn)Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)掉電故障。

2.2 檢查與Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相連的絲杠等機(jī)械部件

由于Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是通過(guò)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，絲杠帶動(dòng)螺母副作直線運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)切割頭作Y向的直線運(yùn)動(dòng)。若步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械阻力過(guò)大，也會(huì)造成步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作中出現(xiàn)故障。

依次檢查聯(lián)軸器與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸、絲杠的連接，無(wú)松動(dòng)、連接不好等現(xiàn)象;檢查絲杠與螺母副配合間隙、磨損、潤(rùn)滑等都沒(méi)有不良情況;在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)未加電狀態(tài)下，用手推切割頭沿Y方向作全程運(yùn)動(dòng)，并未發(fā)現(xiàn)有阻力不均衡的情況，故排除Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械部件的問(wèn)題。

2.3 檢查Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

如果Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)性能不好，也可能引起電動(dòng)機(jī)工作中掉電等不穩(wěn)定的情況。

用萬(wàn)用表檢測(cè)Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的兩相線圈繞組阻值均為20 Ω左右，正常;用搖表檢測(cè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的絕緣，絕緣電阻大于5 MΩ，滿足電動(dòng)機(jī)的絕緣要求，正常;故排除Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的問(wèn)題。

2.4 檢查Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)回路及接線

查看設(shè)備的電氣圖冊(cè)，關(guān)于Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電氣驅(qū)動(dòng)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(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)板提供DC24 V電源的接觸器，用萬(wàn)用表檢測(cè)驅(qū)動(dòng)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(wàn)用表分別檢查兩個(gè)接觸器的主接觸觸頭、輔助接觸觸頭，通、斷靈敏可靠，線圈無(wú)短路、開路等不良情況。檢查K2接觸器與驅(qū)動(dòng)板的接線，驅(qū)動(dòng)板與電動(dòng)機(jī)的接線，均無(wú)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(wú)暗斷現(xiàn)象。

檢查上述接線均沒(méi)有問(wèn)題，更換新的Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)板，通電運(yùn)行設(shè)備，掉電故障依舊沒(méi)有消除。

2.5 檢查Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制回路及接線

如圖2所示，控制器的輸出信號(hào)分別接到各運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件的驅(qū)動(dòng)板上，圖中只畫了輸出到Y(jié)軸驅(qū)動(dòng)板上的部分?？刂破鞯妮斎胄盘?hào)分別來(lái)源于兩路傳感器控制板和一路設(shè)備控制計(jì)算機(jī)，若是控制器的輸入信號(hào)不正確或控制器出錯(cuò)，也可導(dǎo)致控制器輸出到Y(jié)軸驅(qū)動(dòng)板上的控制信號(hào)不對(duì)，從而影響Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正常工作。

圖2中控制器上的P3接頭通過(guò)通訊線與計(jì)算機(jī)的RS232通訊接口相連，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)控制器內(nèi)的程序重新刷新，未報(bào)錯(cuò)，說(shuō)明計(jì)算機(jī)與控制器間的通訊沒(méi)有問(wèn)題，也確?？刂破骷皟?nèi)部的程序沒(méi)有問(wèn)題。控制器的P1、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(yùn)行設(shè)備，掉電故障依然沒(méi)有消除。

2.6 檢查Y軸驅(qū)動(dòng)板供電電源

Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不定時(shí)掉電，通過(guò)上述檢查，排除了電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、電動(dòng)機(jī)及其機(jī)械傳動(dòng)、電氣驅(qū)動(dòng)回路接線、控制回路接線的問(wèn)題。那么，會(huì)不會(huì)是給Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)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(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)回路時(shí)，已經(jīng)用萬(wàn)用表檢測(cè)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(gè)額定電壓為直流24 V的燈泡，當(dāng)有Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)掉電現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，燈泡會(huì)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(yùn)行設(shè)備，Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)掉電現(xiàn)象消除，燈泡也沒(méi)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，設(shè)備工作正常。

因此，給Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)板供電的DC電源輸出不穩(wěn)是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作中不定時(shí)掉電的真正原因。

3 結(jié)語(yǔ)

找到真正的故障點(diǎn)，反推回去不難發(fā)現(xiàn):設(shè)備Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)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(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)板的電能輸出，從而產(chǎn)生Y軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)偶發(fā)掉電故障現(xiàn)象。

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