Guida al rilevamento e alla correzione degli errori negli azionamenti di servomotori: perdita di posizione e deviazione del sensore di codifica

Technical analysis: Troubleshooting servo drive following error and position loss: encoder feedback, mechanical coupling

Guida al rilevamento e alla correzione degli errori negli azionamenti di servomotori: perdita di posizione e deviazione del sensore di codifica

1. Descrizione del problema e entità dell'impatto

Questa guida ha lo scopo di rilevare e correggere gli errori negli azionamenti dei servomotori relativi alla perdita di posizione e alla deviazione del sensore dell'encoder. I problemi possono verificarsi in molti tipi diversi di apparecchiature industriali, inclusi trasportatori, pompe a vite, presse e macchine utensili. La gravità varia da "minore" a "critica", a seconda dell'impatto sulla capacità produttiva e sulla sicurezza.

2. Sicurezza

Requisiti per l'esecuzione del lavoro:
  • Utilizzare dispositivi di protezione individuale (guanti protettivi, occhiali, giacca protettiva)
  • Eseguire la procedura di blocco e tagout (LOTO) prima di spegnere l'alimentazione
  • Rileva e rimuove l'accumulo di energia negli azionamenti elettrici
  • Non eseguire lavori in presenza di tensioni di esercizio elettriche o meccaniche

3. Strumenti necessari

StrumentoModelloCampo di misuraL'obiettivo
MultimetroFluke 2890-1000 V, 0-200 AMisura di tensione, corrente, resistenza
Analizzatore di vibrazioniBrüel & Kjær 43900-20.000 HzDeterminazione delle caratteristiche di vibrazione
Telecamera termicaFLIR T1020Da -20°C a 600°CRilevamento del surriscaldamento dei componenti
Sensore di codificaUnità di test dell'encoder0-10.000 ppmControllo del funzionamento del sensore di codifica

4. Prima revisione e controllo

requisitoazione
Condizioni di lavoroRegistra temperatura, umidità, pressione, vibrazioni
Cambiamenti recentiVerificare la presenza di componenti o impostazioni di sostituzione
Una storia di ansiaRegistrare i codici di errore e l'ora in cui si sono verificati
Condizione fisicaVerificare la presenza di danni meccanici

5. Flusso diagnostico sistematico

  1. Sintomo: perdita di posizione
    1. Controllare il campo di misurazione del sensore di codifica
    2. Misurare la vibrazione all'uscita del motore
    3. Se la vibrazione è superiore a 4,5 mm/s verificare il collegamento meccanico
    4. Se la vibrazione è maggiore di 10 mm/s, controllare l'eccezione dell'elettronica
  2. Sintomo: deviazione del sensore di codifica
    1. Controllare la tensione sul sezionatore di ingresso
    2. Misurare la corrente nell'intervallo 0,5-1,5 A
    3. Se la corrente è superiore a 2,0 A, verificare l'eccezione relativa all'elettronica
    4. Se la corrente è inferiore a 0,3 A, controllare il sensore di codifica
  3. Sintomo: funzionamento instabile dell'unità
    1. Misurare la temperatura sulla superficie dell'unità
    2. Se la temperatura è superiore a 65°C, controllare il raffreddamento
    3. Se la temperatura è superiore a 80°C controllare l'elettronica

6. Matrice delle cause degli errori

SintomoRagioni probabiliTest diagnosticoRisultato atteso
Perdita di posizioneContatto insufficiente del sensore di codificaControllo della resistenza sulla connessione di ingressoResistenza 100-500 ohm
Perdita di posizioneDisimpegno meccanicoMisurazione delle vibrazioniSuperiore a 4,5 mm/s
Codifica deviazione del sensoreImpostazione errata dei parametriControllo dei parametri dell'azionamentoI parametri non soddisfano le specifiche
Codifica deviazione del sensoreCarico sbilanciatoMisurazione delle vibrazioniSuperiore a 10 mm/s
Lavoro instabileSurriscaldamento dell'unitàMisurazione della temperaturaSuperiore a 65°C
Lavoro instabileEccezione elettricaMisurazione della tensioneLa tensione è inferiore a 220 V

7. Analisi delle principali ragioni

7.1 Perdita di posizione

La perdita di posizione può essere causata da un contatto insufficiente dell'encoder, da un disimpegno meccanico o da impostazioni errate dell'attuatore. Un contatto insufficiente può verificarsi a causa di cavi danneggiati o contaminazione delle superfici di contatto. Il disinnesto meccanico può verificarsi a causa di danni alle viti o cambiamenti di vibrazione. L'impostazione errata dei parametri può portare ad un funzionamento errato del convertitore.

7.2 Deviazione del sensore di codifica

La deviazione del sensore dell'encoder può essere causata da impostazioni errate dei parametri o da un carico sbilanciato. Parametri errati possono portare ad una determinazione errata della posizione. Un carico sbilanciato può portare a deviazioni vibrazionali, che influiscono sulla precisione della codifica.

7.3 Funzionamento instabile

Il funzionamento irregolare può essere causato dal surriscaldamento del convertitore o da un'anomalia elettrica. Il surriscaldamento può verificarsi a causa di un raffreddamento insufficiente o di un'impostazione errata dei parametri. Un'eccezione elettrica può verificarsi a causa di un'alimentazione instabile o di un difetto interno.

8. Procedura di riparazione passo passo

8.1 Perdita di posizione

  1. Controllare il cavo del sensore di codifica e ricollegarlo
  2. Misurare la resistenza sulla giunzione di ingresso del sensore
  3. Se la resistenza è inferiore a 100 ohm, pulire i contatti
  4. Misurare la vibrazione all'uscita del motore
  5. Se la vibrazione è superiore a 4,5 mm/s verificare il collegamento meccanico
  6. Impostare i parametri dell'azionamento in base alle specifiche
  7. Controllare il ripristino della posizione dopo la regolazione

8.2 Deviazione del sensore di codifica

  1. Controllare i parametri dell'azionamento e regolarli secondo le specifiche
  2. Misurare la vibrazione all'uscita del motore
  3. Se la vibrazione è superiore a 10 mm/s, controllare il carico
  4. Misurare la tensione sulla giunzione di ingresso
  5. Se la tensione è inferiore a 220 V, eseguire la regolazione dell'alimentazione
  6. Controllare il ripristino del sensore di codifica dopo la regolazione

8.3 Funzionamento instabile

  1. Misurare la temperatura sulla superficie dell'attuatore
  2. Se la temperatura è superiore a 65°C, controllare il sistema di raffreddamento
  3. Se la temperatura è superiore a 80°C, eseguire il debug dell'unità
  4. Misurare la tensione sulla giunzione di ingresso
  5. Se la tensione è inferiore a 220 V, eseguire la regolazione dell'alimentazione
  6. Verificare la stabilità dell'operazione dopo la correzione

9. Misure preventive

Il motivo principalePrevenzioneMetodo di controlloIntervallo consigliato
Contatto insufficiente del sensore di codificaPulizia contatti e connessioniMisurazione della resistenzaMensile
Disimpegno meccanicoControllo e serraggio delle vitiMisurazione delle vibrazioniMensile
Impostazione errata dei parametriRegolazione periodica dell'azionamentoMisurazione dei parametriTrimestrale
Carico sbilanciatoMisurazione del caricoMisurazione delle vibrazioniMensile
Surriscaldamento dell'unitàRaffreddamento periodicoMisurazione della temperaturaMensile
Eccezione elettricaAdeguamento periodico dell'alimentazioneMisurazione della tensioneMensile

10. Componenti di produzione e pezzi di ricambio

Descrizione del componenteSpecificaQuando sostituireCategoria UNITEC-D
Sensore di codifica0-10.000 ppmDopo aver perso la posizioneC-1220
Codifica cavo sensore0,3 mm², 250 VDopo aver perso la posizioneC-1225
Viti di collegamento meccanicoM8,4.8Dopo aver perso la posizioneC-1230
Multimetro0-1000 V, 0-200 ADopo aver perso la posizioneC-1240
Analizzatore di vibrazioni0-20.000 HzDopo aver perso la posizioneC-1250
Telecamera termicaDa -20°C a 600°CDopo aver perso la posizioneC-1260

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11. Collegamenti

  • ISO 13849-1: Sicurezza dei sistemi automatizzati industriali
  • EN 60204-1: Sicurezza delle apparecchiature elettriche per la produzione industriale
  • DSTU 3121-2011: Requisiti per dispositivi elettrotecnici
  • OEM di rari manuali diagnostici
  • Manuali di manutenzione UNITEC-D

Conclusione

Questa guida fornisce supporto tecnico per il rilevamento e la correzione degli errori negli azionamenti dei servomotori relativi alla perdita di posizione e alla deviazione del sensore dell'encoder. L'esecuzione di azioni diagnostiche con l'aiuto di strumenti e misurazioni specifici consente di determinare in modo efficace la causa dell'errore e correggerlo.

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