數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)部件現(xiàn)在主要以直流和交流伺服電機(jī)為主。伺服電機(jī)控制方便，靈活，反應(yīng)迅速，能輸出較大的功率，簡(jiǎn)化機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)維護(hù)方便，所以在數(shù)控機(jī)床中得到了廣泛的應(yīng)用。特別是近幾年出現(xiàn)的高性能的交流伺服電機(jī)，使數(shù)控機(jī)床在整機(jī)的可靠性上得到了很大的提高。伺服電機(jī)的控制由于不同于一般的電機(jī)，所以在實(shí)際使用中如缺乏維修方面的有關(guān)知識(shí)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)處理就會(huì)遇到困難，如果缺乏對(duì)伺服電機(jī)的了解，在工作中處理故障時(shí)遇到的困難就會(huì)更大。本文介紹直流伺服電機(jī)故障處理的一些維修實(shí)例。　　

1　直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)　　

直流伺服電機(jī)常采用永磁體勵(lì)磁，定子使用數(shù)塊磁鐵粘在鋁殼內(nèi)，轉(zhuǎn)子和直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)相同，但使用的導(dǎo)線較粗，電流通過(guò)電刷、換向器接入轉(zhuǎn)子，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。換向器(整流子)大多使用較常見的圓周接觸，但也有使用端面接觸的。在電機(jī)上另外還裝有速度和位置反饋檢測(cè)元件，用于對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。　　

2　幾個(gè)主要的特性及在故障判斷中的應(yīng)用

2.1　轉(zhuǎn)速和端電壓的關(guān)系 　　

電機(jī)的轉(zhuǎn)速和端電壓成正比，該參數(shù)在設(shè)計(jì)時(shí)已確定。電機(jī)在磁體勵(lì)磁正常的情況下，轉(zhuǎn)速和加在電機(jī)轉(zhuǎn)子上的電壓成正比，根據(jù)這一特性，可判斷電機(jī)是否退磁，如果電機(jī)的轉(zhuǎn)速已達(dá)到額定值而端電壓低于額定值，在這種情況下，說(shuō)明電機(jī)有退磁現(xiàn)象，檢查時(shí)可分別測(cè)量電機(jī)和測(cè)速機(jī)上的電壓進(jìn)行判斷。

2.2　電樞電流和輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系 　　

電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和電樞電流成正比，根據(jù)這一特性，可以用來(lái)確定故障是在電機(jī)還是在控制器。在對(duì)電機(jī)進(jìn)行檢查時(shí)，需將電機(jī)和機(jī)械部分分離，檢查空載和有載時(shí)的電流值，以確定故障點(diǎn)。

2.3　電機(jī)的空載電流 　　

電機(jī)的空載電流是由機(jī)械部分如軸承、電刷和空氣阻力引起的損耗，一般很小。在不帶負(fù)載的情況下，電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，但電流不會(huì)增加，但如電機(jī)的電流隨轉(zhuǎn)速的增加而增加時(shí)，電機(jī)內(nèi)大多有短路故障點(diǎn)存在。

2.4　溫度對(duì)電機(jī)性能的影響 　　

因電流過(guò)大和過(guò)載會(huì)造成電機(jī)的溫度上升，經(jīng)常在過(guò)電流狀態(tài)下使用會(huì)使磁體退磁，使電機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩下降。因此要經(jīng)常檢查熱保護(hù)，對(duì)電機(jī)使用中出現(xiàn)過(guò)熱報(bào)警要檢查其原因，如保護(hù)動(dòng)作屬正常要查出并排除故障。

3　在使用中直流伺服電機(jī)出現(xiàn)的一些故障 　　

(1)過(guò)流和過(guò)載。在機(jī)床上正常使用的電機(jī)突然出現(xiàn)該故障時(shí)有以下一些原因：　　

a.機(jī)械負(fù)載過(guò)大，是機(jī)械上原因造成的，在排除故障后對(duì)電機(jī)不會(huì)有影響，但電機(jī)經(jīng)常在過(guò)流狀況下運(yùn)行，會(huì)造成電機(jī)損壞。　　

b.電機(jī)電刷和其他部分對(duì)地短路或絕緣不良。　　

c.控制器的輸出功率元件和相關(guān)部分有故障。　　

(2)轉(zhuǎn)矩減小，無(wú)力，稍加阻力就有報(bào)警。該類故障的原因?yàn)椋骸　?/span>

a.電機(jī)有退磁可能。　　

b.電刷接觸電阻過(guò)大，或接觸不良。　　

c.電刷彈簧燒壞，壓力變小，造成電刷下火花過(guò)大。　

d.控制器有故障。　　

(3)電機(jī)旋轉(zhuǎn)有噪聲或異常聲。

原因?yàn)椋骸　?/span>

a.電機(jī)內(nèi)有異物或磁體脫開。　

b.機(jī)械連接部分安裝不正確。　

c.換向器粗糙或已燒毛。　　

d.軸承損壞或其它機(jī)械故障。　　

(4)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)。

原因有：　　

a.換向器有短路。　　

b.換向器表面燒壞，高低不平。　　

c.油滲入了電刷或在換向器表面粘有油污。　　

(5)制動(dòng)器故障。在垂直軸上使用的電機(jī)大多數(shù)都帶制動(dòng)器，制動(dòng)器出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)使電機(jī)過(guò)流、過(guò)熱和產(chǎn)生其他故障。對(duì)帶制動(dòng)器的電機(jī)修理應(yīng)先使制動(dòng)器脫開，常用的方法是將電源直接接入制動(dòng)器線圈，使其脫開，如帶機(jī)械松開裝置的更加方便。有些制動(dòng)器帶整流器，在有故障時(shí)要檢查一下。

4　常見的直流伺服電機(jī)故障處理　　

在伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電機(jī)故障是其中的一部分。　　

故障1：機(jī)床在使用中有時(shí)出現(xiàn)尺寸不準(zhǔn)，并有“過(guò)流”報(bào)警出現(xiàn)。　　

分析：尺寸不準(zhǔn)的原因有間隙過(guò)大、導(dǎo)軌無(wú)潤(rùn)滑等因素，但有時(shí)還出現(xiàn)“過(guò)流”，則與電機(jī)有關(guān)。用搖表測(cè)量電機(jī)的絕緣，電機(jī)有短路現(xiàn)象。　處理：拆開電機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)因電刷磨損過(guò)度，碳粉堆積，造成對(duì)外殼無(wú)規(guī)則短路，清除干凈并修理后，測(cè)量絕緣符合要求，裝上后使用正常。　

該故障在換向器端面結(jié)構(gòu)并垂直安裝時(shí)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)較多，電刷過(guò)軟和換向器表面粗糙極易出現(xiàn)，因此對(duì)電機(jī)****能定時(shí)保養(yǎng)，或定時(shí)用干凈的壓縮空氣將電刷粉吹去。　

故障2：加工中心在使用中出現(xiàn)“誤差”報(bào)警，經(jīng)檢查驅(qū)動(dòng)器已跳開。查看控制器上有“過(guò)流”報(bào)警指示。　　

分析：出現(xiàn)“誤差”報(bào)警是給旋轉(zhuǎn)指令，但電機(jī)不轉(zhuǎn)，有“過(guò)流”報(bào)警時(shí)，故障大多在電機(jī)內(nèi)部。　　

處理：將電機(jī)電刷拆下檢查，發(fā)現(xiàn)電刷的彈簧已燒壞，由于電刷的壓力不夠，引起火花增大，并將換向器上的部分換向片燒傷。彈簧燒壞的原因是因電刷連接片和刷座接觸不好，使電流從彈簧上通過(guò)發(fā)熱燒壞。根據(jù)故障情況將燒傷的換向器進(jìn)行車削修理，同時(shí)改善電刷與刷座的接觸面。按以上處理后試車，但電機(jī)出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，再次檢查，原來(lái)是因車削時(shí)方法不對(duì)，造成換向器表現(xiàn)粗糙，因此重新修去換向片毛刺和下刻云母片，并經(jīng)打磨光滑后使用正常。　　

在對(duì)電機(jī)的換向器進(jìn)行車削修理時(shí)要注意方法，一般的原則是光出即可，車削時(shí)吃刀深度和進(jìn)刀量不要過(guò)大，進(jìn)刀量在0.05～0.1mm/r較好，吃刀深度在0.1mm以下，速度采用250～300m/r，分幾次切削，并使用相應(yīng)的刀具。換向器的車削修理有一定的限度，大部分單邊最多不要超過(guò)2mm，車掉過(guò)多會(huì)影響使用性能，****查看一下所用電機(jī)的說(shuō)明書。