伺服系統(tǒng)是一種高精度、高可靠性的運動控制系統(tǒng)，被廣泛應用于機器人、數(shù)控機床、自動化生產線等領域。然而，在長期使用過程中，伺服系統(tǒng)也會出現(xiàn)一些故障，影響設備的正常運行。

以下是伺服系統(tǒng)常見故障和維修方法：

1. 電機故障：

電機故障是伺服系統(tǒng)最常見的故障之一。電機可能會出現(xiàn)斷相、短路、轉子不平衡等問題，導致電機不能正常工作。在檢修電機時，需要先檢查電機的外觀是否正常，然后使用萬用表等工具進行電阻、磁阻、絕緣電阻等測量，找出故障原因后進行修復或更換。

2. 編碼器故障：

編碼器是伺服系統(tǒng)中重要的反饋元件，用于測量電機的位置、速度和加速度等參數(shù)。如果編碼器損壞或失效，將導致伺服系統(tǒng)無法正常運行。在維修編碼器時，需要檢查編碼器的連接和供電情況，使用示波器等工具對編碼器的信號進行分析，找出問題所在后進行修復或更換。

3.控制器故障：

控制器是伺服系統(tǒng)的核心部件，用于控制電機的運動。如果控制器故障，將導致伺服系統(tǒng)無法工作。在檢修控制器時，需要檢查供電情況和連接，使用示波器等工具對控制器的輸出信號進行分析，找出問題所在后進行修復或更換。

3. 電纜故障：

電纜是伺服系統(tǒng)中傳輸電力和信號的重要組成部分。電纜可能會出現(xiàn)斷路、短路等故障，導致伺服系統(tǒng)無法正常工作。在維修電纜時，需要檢查電纜的連接和外觀情況，使用萬用表等工具進行電阻和短路測試，找出故障原因后進行修復或更換。

4. 參數(shù)設置錯誤：

伺服系統(tǒng)的參數(shù)設置直接影響系統(tǒng)的運行性能。如果參數(shù)設置錯誤，將導致伺服系統(tǒng)無法正常工作。在檢修時，需要檢查伺服系統(tǒng)的參數(shù)設置是否正確，并根據具體情況進行調整。

綜上所述，伺服系統(tǒng)在長期使用過程中可能會出現(xiàn)各種故障，需要及時排除。在維修過程中，需要充分了解伺服系統(tǒng)的工作原理和組成結構，同時配備專業(yè)的維修工具和設備，以確保維修效果。

此外，定期進行預防性維護和保養(yǎng)也是避免故障的重要手段，如定期檢查電機的軸承、電纜的接頭、控制器的風扇等，及時清理灰塵和污垢等。

伺服電機系統(tǒng)可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制，并能快速反應，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉現(xiàn)象，轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。下面小編為大家分享8個伺服系統(tǒng)的故障與處理方法，值得借鑒：

1、LED燈是綠的,但是電機不動

(1) 故障原因：一個或多個方向的電機禁止動作。

處理方法：檢查+INHIBIT 和 –INHIBIT 端口。

(2) 故障原因：命令信號不是對驅動器信號地的。

處理方法：將命令信號地和驅動器信號地相連。

2、上電后，驅動器的LED燈不亮

故障原因：供電電壓太低，小于最小電壓值要求。

處理方法：檢查并提高供電電壓。

3、當電機轉動時， LED燈閃爍

(1) 故障原因：HALL相位錯誤。

處理方法：檢查電機相位設定開關是否正確。

(2) 故障原因：HALL傳感器故障。

處理方法：當電機轉動時檢測Hall A, Hall B, Hall C的電壓。電壓值應該在5VDC和0之間。

4、LED燈始終保持紅色

故障原因：存在故障。

處理方法：原因: 過壓、欠壓、短路、過熱、驅動器禁止、HALL無效。

5、電機失速

(1) 故障原因：速度反饋的極性搞錯。

處理方法：

a.如果可能，將位置反饋極性開關打到另一位置。(某些驅動器上可以)

b.如使用測速機，將驅動器上的TACH +和TACH -對調接入。

c.如使用編碼器，將驅動器上的ENC A和ENC B對調接入。

d.如在HALL速度模式下，將驅動器上的HALL-1和HALL-3對調，再將Motor-A和Motor-B對調接好。

(2) 故障原因：編碼器速度反饋時，編碼器電源失電。

處理方法：檢查連接5V編碼器電源。確保該電源能提供足夠的電流。如使用外部電源，確保該電壓是對驅動器信號地的。

6、電機在一個方向上比另一個方向跑得快

(1)故障原因：無刷電機的相位搞錯。

處理方法：檢測或查出正確的相位。

(2)故障原因：在不用于測試時，測試/偏差開關打在測試位置。

處理方法：將測試/偏差開關打在偏差位置。

(3)故障原因：偏差電位器位置不正確。

處理方法：重新設定。

7、伺服電機高速旋轉時出現(xiàn)電機偏差計數(shù)器溢出錯誤，如何處理?

(1)故障原因：高速旋轉時發(fā)生電機偏差計數(shù)器溢出錯誤;

處理方法：檢查電機動力電纜和編碼器電纜的配線是否正確，電纜是否有破損。

(2)故障原因：輸入較長指令脈沖時發(fā)生電機偏差計數(shù)器溢出錯誤;

處理方法：a.增益設置太大，重新手動調整增益或使用自動調整增益功能;

b.延長加減速時間;

c.負載過重，需要重新選定更大容量的電機或減輕負載，加裝減速機等傳動機構提高負荷能力。

(3)故障原因：運行過程中發(fā)生電機偏差計數(shù)器溢出錯誤。

處理方法：a.增大偏差計數(shù)器溢出水平設定值;

b.減慢旋轉速度;

c.延長加減速時間;

d.負載過重，需要重新選定更大容量的電機或減輕負載，加裝減速機等傳動機構提高負載能力。

8、伺服電機在有脈沖輸出時不運轉，如何處理?

① 監(jiān)視控制器的脈沖輸出當前值以及脈沖輸出燈是否閃爍，確認指令脈沖已經執(zhí)行并已經正常輸出脈沖;

② 檢查控制器到驅動器的控制電纜，動力電纜，編碼器電纜是否配線錯誤，破損或者接觸不良;

③ 檢查帶制動器的伺服電機其制動器是否已經打開;

④ 監(jiān)視伺服驅動器的面板確認脈沖指令是否輸入;

⑤ Run運行指令正常;

⑥ 控制模式務必選擇位置控制模式;

⑦ 伺服驅動器設置的輸入脈沖類型和指令脈沖的設置是否一致;

⑧ 確保正轉側驅動禁止，反轉側驅動禁止信號以及偏差計數(shù)器復位信號沒有被輸入，脫開負載并且空載運行正常，檢查機械系統(tǒng)。

伺服系統(tǒng)的基本要求和特點

1. 對伺服系統(tǒng)的基本要求

(1)穩(wěn)定性好：穩(wěn)定是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調節(jié)過程后到達新的或者回復到原有平衡狀態(tài)。

(2)精度高：伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能跟隨輸入量的精確程度。作為精密加工的數(shù)控機床，要求的定位精度或輪廓加工精度通常都比較高，允許的偏差一般都在 0.01～0.00lmm之間。

(3)快速響應性好：快速響應性是伺服系統(tǒng)動態(tài)品質的標志之一，即要求跟蹤指令信號的響應要快，一方面要求過渡過程時間短，一般在200ms以內，甚至小于幾十毫秒;另一方面，為滿足超調要求，要求過渡過程的前沿陡，即上升率要大。

2. 伺服系統(tǒng)的主要特點

(1)精確的檢測裝置：以組成速度和位置閉環(huán)控制。

(2)有多種反饋比較原理與方法:根據檢測裝置實現(xiàn)信息反饋的原理不同，伺服系統(tǒng)反饋比較的方法也不相同。目前常用的有脈沖比較、相位比較和幅值比較3種。

(3)高性能的伺服電動機(簡稱伺服電機)：用于高效和復雜型面加工的數(shù)控機床，伺服系統(tǒng)將經常處于頻繁的啟動和制動過程中。要求電機的輸出力矩與轉動慣量的比值大，以產生足夠大的加速或制動力矩。要求伺服電機在低速時有足夠大的輸出力矩且運轉平穩(wěn)，以便在與機械運動部分連接中盡量減少中間環(huán)節(jié)。

(4)寬調速范圍的速度調節(jié)系統(tǒng)，即速度伺服系統(tǒng)：從系統(tǒng)的控制結構看，數(shù)控機床的位置閉環(huán)系統(tǒng)可看作是位置調節(jié)為外環(huán)、速度調節(jié)為內環(huán)的雙閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，其內部的實際工作過程是把位置控制輸入轉換成相應的速度給定信號后，再通過調速系統(tǒng)驅動伺服電機，實現(xiàn)實際位移。數(shù)控機床的主運動要求調速性能也比較高，因此要求伺服系統(tǒng)為高性能的寬調速系統(tǒng)。

四.伺服系統(tǒng)的分類

伺服系統(tǒng)按其驅動元件劃分，有步進式伺服系統(tǒng)、直流電動機(簡稱直流電機)伺服系統(tǒng)、交流電動機(簡稱交流電機)伺服系統(tǒng)。按控制方式劃分，有開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)等，實際上數(shù)控系統(tǒng)也分成開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)3種類型，就是與伺服系統(tǒng)這3種方式相關。

1. 開環(huán)系統(tǒng)

圖1是開環(huán)系統(tǒng)構成圖，它主要由驅動電路，執(zhí)行元件和機床3大部分組成。常用的執(zhí)行元件是步進電機，通常稱以步進電機作為執(zhí)行元件的開環(huán)系統(tǒng)為步進式伺服系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，如果是大功率驅動時，用步進電機作為執(zhí)行元件。驅動電路的主要任務是將指令脈沖轉化為驅動執(zhí)行元件所需的信號。

2. 閉環(huán)系統(tǒng)

閉環(huán)系統(tǒng)主要由執(zhí)行元件、檢測單元、比較環(huán)節(jié)、驅動電路和機床5部分組成。其構成框圖如圖2所示。在閉環(huán)系統(tǒng)中，檢測元件將機床移動部件的實際位置檢測出來并轉換成電信號反饋給比較環(huán)節(jié)。常見的檢測元件有旋轉變壓器、感應同步器、光柵、磁柵和編碼盤等。通常把安裝在絲杠上的檢測元件組成的伺服系統(tǒng)稱為半閉環(huán)系統(tǒng);把安裝在工作臺上的檢測元件組成的伺服系統(tǒng)稱為閉環(huán)系統(tǒng)。由于絲杠和工作臺之間傳動誤差的存在，半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的精度要比閉環(huán)伺服系統(tǒng)的精度低一些。

比較環(huán)節(jié)的作用是將指令信號和反饋信號進行比較，兩者的差值作為伺服系統(tǒng)的跟隨誤差，經驅動電路，控制執(zhí)行元件帶動工作臺繼續(xù)移動，直到跟隨誤差為零。根據進入比較環(huán)節(jié)信號的形式以及反饋檢測方式，閉環(huán)(半閉環(huán))系統(tǒng)可分為脈沖比較伺服系統(tǒng)、相位比較伺服系統(tǒng)和幅值比較伺服系統(tǒng)3種。

由于比較環(huán)節(jié)輸出的信號比較微弱，不足以驅動執(zhí)行元件，故需對其進行放大，驅動電路正是為此而設置的。

執(zhí)行元件的作用是根據控制信號，即來自比較環(huán)節(jié)的跟隨誤差信號，將表示位移量的電信號轉化為機械位移。常用的執(zhí)行元件有直流寬調速電動機、交流電動機等。執(zhí)行元件是伺服系統(tǒng)中必不可少的一部分，驅動電路是隨執(zhí)行元件的不同而不同的。

最近，我校研制開發(fā)出了高性能交流伺服(數(shù)控機床)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)性能穩(wěn)定，質量可靠，可廣泛應用于數(shù)碼雕刻，包裝機械，模具生產等工業(yè)生產應用場合，更適用于高等學校機電一體化，電子電器，電氣自動化專業(yè)學生(研究生)生產實習，課程設計等課程的實驗研究。

五.伺服系統(tǒng)的發(fā)展方向

隨著生產力不斷發(fā)展，要求伺服系統(tǒng)向高精度、高速度、大功率方向發(fā)展。

(1)充分利用迅速發(fā)展的電子和計算機技術，采用數(shù)字式伺服系統(tǒng)，利用微機實現(xiàn)調節(jié)控制，增強軟件控制功能，排除模擬電路的非線性誤差和調整誤差以及溫度漂移等因素的影響，這可大大提高伺服系統(tǒng)的性能，并為實現(xiàn)最優(yōu)控制、自適應控制創(chuàng)造條件。

(2)開發(fā)高精度、快速檢測元件。

(3)開發(fā)高性能的伺服電機(執(zhí)行元件)。目前交流伺服電機的變速比已達1∶10000，使用日益增多。無刷電機因無電刷和換向片零部件，加速性能要比直流伺服電機高兩倍，維護也較方便，常用于高速數(shù)控機床。