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中用于陶瓷切割的關鍵設備，切割質量高。曾出現如下故障:設備正常切割時，Y軸步進電動機在運動中不定時出現掉電故障，且掉電時Y軸坐標位置不定，重新初始化設備后又可正常工作一段時間。

2 查找并排除故障

根據步進電動機的工作原理，結合多年的維修經驗判斷，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動線路上的問題。筆者結合設備資料、電氣圖冊對可疑的故障點逐一檢查、排除。

2.1 檢查設備應用軟件中Y軸運動參數設置

故障發生在Y軸步進電動機運動過程中，若Y軸的運動參數設置不當，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參數設置界面，查看Y軸的運動參數值均在要求的設置范圍內，適當減小Y軸的“快速”，增加“快加速”運動參數值，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軸器驅動絲杠旋轉，絲杠帶動螺母副作直線運動，從而驅動切割頭作Y向的直線運動。若步進電動機驅動的執行機構機械阻力過大，也會造成步進電動機工作中出現故障。

依次檢查聯軸器與步進電動機軸、絲杠的連接，無松動、連接不好等現象;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下，用手推切割頭沿Y方向作全程運動，并未發現有阻力不均衡的情況，故排除Y軸步進電動機驅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軸步進電動機驅動回路及接線

查看設備的電氣圖冊，關于Y軸步進電動機的電氣驅動部分如圖1所示，K1是總的電源供給接觸器，K2是給Y軸步進電動機驅動板提供DC24 V電源的接觸器，用萬用表檢測驅動板的供電為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接觸器與驅動板的接線，驅動板與電動機的接線，均無暗斷現象。檢查K1、K2接觸器與交、直流電源轉換器(整流器)的接線也無暗斷現象。

檢查上述接線均沒有問題，更換新的Y軸步進電動機驅動板，通電運行設備，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行部件的驅動板上，圖中只畫了輸出到Y軸驅動板上的部分。控制器的輸入信號分別來源于兩路傳感器控制板和一路設備控制計算機，若是控制器的輸入信號不正確或控制器出錯，也可導致控制器輸出到Y軸驅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，也確保控制器及內部的程序沒有問題。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均正常，更換新的傳感器控制板SSB1、SSB2，通電運行設備，掉電故障依然沒有消除。

2.6 檢查Y軸驅動板供電電源

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設置不當、電動機及其機械傳動、電氣驅動回路接線、控制回路接線的問題。那么，會不會是給Y軸步進電動機驅動板供電的DC(直流)電源輸出不穩造成的呢?

雖然前面檢查Y軸步進電動機驅動回路時，已經用萬用表檢測了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象發生時，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，通電運行設備，Y軸步進電動機掉電現象消除，燈泡也沒出現閃爍現象，設備工作正常。

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

3 結語

找到真正的故障點，反推回去不難發現:設備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，影響Y軸步進電動機驅動板的電能輸出，從而產生Y軸步進電動機工作時偶發掉電故障現象。

對于設備維修過程中的這類偶發故障現象，除了對可以用儀器檢查、測量的相關部件、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定)變相地將故障表露出來，從而找到真正的故障原因。