技术

    运动控制系统正确的运行及维护不但可以保证和延长设备本身的生命周期，更是生产制造系统、创造经济效益的守护神。遵守正确的运动控制系统的运行及维护守则，可以为企业带来极高的经济效益。

    工欲善其事，必先利其器。运动控制系统是机电一体化设备的心脏。系统的精密机电体系结构特点决定了其运行及维护的重要性。为了帮助最终用户的投资效益最大化，正确的运行及维护不但可以保证和延长设备本身的生命周期，更是生产制造系统创造经济效益的守护神。

 

图1 伺服驱动器和伺服电机是构成伺服系统的关键

    伺服系统运行及维护

    台达伺服系统包括伺服驱动器和伺服电机，驱动器利用精密的反馈结合高速数字信号处理器DSP，控制IGBT产生精确电流输出，用来驱动三相永磁同步交流伺服电机达到精确调速和定位等功能。和普通电机相比，由于交流伺服驱动器内部有许多保护功能，且电机无电刷和换向器，因此工作可靠，维护和保养工作量也相对较小。

    为了延长伺服系统的工作寿命，在使用过程中需注意以下问题。对于系统的使用环境，需考虑到温度、湿度、粉尘、振动及输入电压这五个要素。

    伺服驱动器操作时须安装于遮敝式的控制箱内，保持良好通风与散热，并且要求空气中没有水汽、可燃性与腐蚀性气体。保持控制箱内整洁，没有铜丝、铁屑等易导电细物，以免造成驱动器内电路板短路。

    由于没有滑环或整流器之类的转动电气接触点，伺服电机的维护主要是外部清洁和轴承替换工作。应定期进行外部清洁，以除去影响散热的污染物。清洁周期取决于具体环境条件和污染物堆积程度。如果电机或外壳采用风冷，也要定期检查和清理风机。轴承寿命一般为10 000~20 000h，若电机在低于额定转速、推力和径向轴承负载的极限条件下运行，轴承寿命会更长。每隔2 500h就应检查轴承有无明显或异常噪声。如果听到这种噪声，应立即替换电机内的轴承。

图2 台达H4系列数控系统操作盘

    台达伺服驱动中设置了许多报警信号，在一些意外状况下，可及时保护驱动器和电机免受损坏，现列出如下常见故障信号及解决方法：

    （1）若出现编码器接线错误或编码器故障，请仔细检查编码器连接线，检查电机屏蔽线是否连接驱动器。

    （2）若出现过载、电机动力线接线错误，就需检查电机轴安装是否有偏。

    （3）若动力线接线不良或电机编码器故障，可检查动力线。

    （4）主回路输入电压过低，检查输入电源是否符合要求。

    （5）主回路电源缺相，检查电源线连接是否松动。

    数控系统运行及维护

    数控系统运行通则的主要内容是严格遵循操作规程；防止数控装置过热；经常监视数控系统的电网电压；防止尘埃进入数控装置内；存储器用电池需定期检查和更换等。数控系统的编程、操作和维修人员必须经过专门的技术培训，熟悉所用数控机床的机械、数控系统、强电设备、液压和气源等部分及使用环境、加工条件等；能按机床和系统使用说明书的要求正确、合理地使用。

图3 台达H8系列数控系统操作盘

    应尽量避免因操作不当引起的故障。另外，对于数控系统的维护要遵守以下通则：

1.防止数控装置过热

    定期清理数控装置的散热通风系统。应经常检查数控装置上各冷却风扇工作是否正常。应视车间环境状况，每半年或一个季度检查清扫一次。

    由于环境温度过高，造成数控装置内温度超过55 60℃时，应及时加装空调装置。

    2.经常监视数控系统的电网电压

    通常，数控系统允许的电网电压范围在额定值的+10％~-15％之间，如果超出此范围，轻则使数控系统不能稳定工作，重则会造成重要电子部件损坏。因此，要经常注意电网电压的波动。对于电网质量比较恶劣的地区，应及时配置数控系统专用的交流稳压电源装置，这将使故障率有比较明显的降低。

    3.防止尘埃进入数控装置内

    除了进行检修外，应尽量少开电气柜门。因为车间内空气中飘浮的灰尘和金属粉未落在印刷电路板和电气接插件上，容易造成元件间绝缘电阻下降，从而出现故障甚至使元件损坏。

    4.接插件清洁剂喷洗

    一些已受外部尘埃、油雾污染的电路板和接插件可采用专用电子清洁剂喷洗。在清洁接插件时可对插孔喷射足够的液雾后，将原插头或插脚插入，再拔出，即可将脏物带出，可反复进行，直至内部清洁为止。接插部位插好后，多余的喷液会自然滴出，将其擦干即可。经过一段时间后，自然干燥的喷液会在非接触表面形成绝缘层，使其绝缘良好。在清洗受污染的电路板时，可用清洁剂对电路板进行喷洗，喷完后，将电路板竖放，使尘污随多余的液体一起流出，待晾干之后即可使用。

5.存储器用电池定期检查和更换

    通常，数控系统中部分存储器中的存储内容在断电时由电池供电保持。当电池电压下降至一定值时就会造成参数丢失。因此，要定期检查电池电压，当该电压下降至限定值或出现电池电压报警时，应及时更换电池。控制器连续一月以上未开机，内部存储器资料可能会丢失。一旦参数丢失，在调换新电池后，可重新将参数输入。

    6.数控系统长期不用时的维护

    当数控机床长期闲置不用时，也应定期对数控系统进行维护保养。首先，应经常给数控系统通电，在机床锁住不动的情况下，让其空载运行。在空气湿度较大的梅雨季节应该天天通电，利用电器元件本身发热驱走数控柜内的潮气，以保证电子部件的性能稳定可靠。实践证明，经常停置不用的机床，过了梅雨天后，一开机往往容易发生各种故障。

    由于运动控制系统最终用户的工作条件和企业一线工程技术支撑能力的限制，常常使得机电系统不能够得到良好的设备管理，轻则缩短机电一体化设备的生命周期，重则由于设备故障降低产能造成经济效益的损失。通过对基于台达运动控制系统运行维护问题的研讨，得到的结论性核心设备技术管理守则完全适用于其它的运动控制系统。