砂轮切割机Y轴步进电动机掉电故障排除

吕 超

(中国电子科技集团公司第29研究所机动处，四川成都 610036)

1 故障现象概述

以色列ADT公司的7100HM型砂轮切割机是微波电路片生产中用于陶瓷切割的关键设备，切割质量高。曾出现如下故障:设备正常切割时，Y轴步进电动机在运动中不定时出现掉电故障，且掉电时Y轴坐标位置不定，重新初始化设备后又可正常工作一段时间。

2 查找并排除故障

根据步进电动机的工作原理，结合多年的维修经验判断，故障可能是步进电动机、与步进电动机相连接的机械部件以及驱动线路上的问题。笔者结合设备资料、电气图册对可疑的故障点逐一检查、排除。

2.1 检查设备应用软件中Y轴运动参数设置

故障发生在Y轴步进电动机运动过程中，若Y轴的运动参数设置不当，将影响Y轴步进电动机的输出力矩、输出功率等，从而影响Y轴步进电动机的正常工作。

通过维护工程师口令进入参数设置界面，查看Y轴的运动参数值均在要求的设置范围内，适当减小Y轴的“快速”，增加“快加速”运动参数值，试图增大Y轴步进电动机的输出力矩，运行一段时间后还是会出现Y轴步进电动机掉电故障。

2.2 检查与Y轴步进电动机相连的丝杠等机械部件

由于Y轴步进电动机是通过联轴器驱动丝杠旋转，丝杠带动螺母副作直线运动，从而驱动切割头作Y向的直线运动。若步进电动机驱动的执行机构机械阻力过大，也会造成步进电动机工作中出现故障。

依次检查联轴器与步进电动机轴、丝杠的连接，无松动、连接不好等现象;检查丝杠与螺母副配合间隙、磨损、润滑等都没有不良情况;在步进电动机未加电状态下，用手推切割头沿Y方向作全程运动，并未发现有阻力不均衡的情况，故排除Y轴步进电动机驱动的机械部件的问题。

2.3 检查Y轴步进电动机

如果Y轴步进电动机性能不好，也可能引起电动机工作中掉电等不稳定的情况。

用万用表检测Y轴步进电动机的两相线圈绕组阻值均为20 Ω左右，正常;用摇表检测步进电动机的绝缘，绝缘电阻大于5 MΩ，满足电动机的绝缘要求，正常;故排除Y轴步进电动机的问题。

2.4 检查Y轴步进电动机驱动回路及接线

查看设备的电气图册，关于Y轴步进电动机的电气驱动部分如图1所示，K1是总的电源供给接触器，K2是给Y轴步进电动机驱动板提供DC24 V电源的接触器，用万用表检测驱动板的供电为DC24 V，正常。

脱开K1、K2接触器的输入、输出接线，线圈接线，用万用表分别检查两个接触器的主接触触头、辅助接触触头，通、断灵敏可靠，线圈无短路、开路等不良情况。检查K2接触器与驱动板的接线，驱动板与电动机的接线，均无暗断现象。检查K1、K2接触器与交、直流电源转换器(整流器)的接线也无暗断现象。

检查上述接线均没有问题，更换新的Y轴步进电动机驱动板，通电运行设备，掉电故障依旧没有消除。

2.5 检查Y轴步进电动机控制回路及接线

如图2所示，控制器的输出信号分别接到各运动执行部件的驱动板上，图中只画了输出到Y轴驱动板上的部分。控制器的输入信号分别来源于两路传感器控制板和一路设备控制计算机，若是控制器的输入信号不正确或控制器出错，也可导致控制器输出到Y轴驱动板上的控制信号不对，从而影响Y轴步进电动机的正常工作。

图2中控制器上的P3接头通过通讯线与计算机的RS232通讯接口相连，通过计算机对控制器内的程序重新刷新，未报错，说明计算机与控制器间的通讯没有问题，也确保控制器及内部的程序没有问题。控制器的P1、P2接头分别接传感器控制板SSB1、SSB2，检查各传感器的状态均正常，更换新的传感器控制板SSB1、SSB2，通电运行设备，掉电故障依然没有消除。

2.6 检查Y轴驱动板供电电源

Y轴步进电动机不定时掉电，通过上述检查，排除了电动机运动参数设置不当、电动机及其机械传动、电气驱动回路接线、控制回路接线的问题。那么，会不会是给Y轴步进电动机驱动板供电的DC(直流)电源输出不稳造成的呢?

虽然前面检查Y轴步进电动机驱动回路时，已经用万用表检测了DC电源的输出电压确为直流24 V，但不能确保DC电源输出电压是否稳定。想办法在DC电源的24 V输出端接一个额定电压为直流24 V的灯泡，当有Y轴步进电动机掉电现象发生时，灯泡会轻微闪烁一下，初步判断可能是DC电源的输出电压不稳引起的，更换新的24 VDC电源，依然在DC电源的输出端接上直流24 V灯泡，通电运行设备，Y轴步进电动机掉电现象消除，灯泡也没出现闪烁现象，设备工作正常。

因此，给Y轴步进电动机驱动板供电的DC电源输出不稳是步进电动机工作中不定时掉电的真正原因。

3 结语

找到真正的故障点，反推回去不难发现:设备Y轴步进电动机掉电的缘由是供电的DC24 V电源输出电压不稳，影响Y轴步进电动机驱动板的电能输出，从而产生Y轴步进电动机工作时偶发掉电故障现象。

对于设备维修过程中的这类偶发故障现象，除了对可以用仪器检查、测量的相关部件、线路进行排查外，对那些可疑的、但仪表又难检测的故障点，要想办法(本例通过外接灯泡检验直流电源输出电压是否稳定)变相地将故障表露出来，从而找到真正的故障原因。