缺相故障的表现比较典型。机器人启动时电机异响,运转无力,可能是驱动器缺相;运行中突然停机,驱动器面板显示缺相报警代码,这是明确的故障信号。电机某一相绕组无电流,用钳形表测量三相电流,其中一相为零或远低于其他两相,可确认缺相。其实有些缺相是间歇性的,比如振动导致接线松动,安川机器人运行到特定位置时出现故障,停机检查又恢复正常,这种情况更需仔细排查。大概环境湿度高的车间,缺相故障出现的频率会稍高,水汽侵蚀可能加剧接线端子氧化。
供电线路的检查是第一步。驱动器输入电源的三相接线端子,可能因氧化导致接触不良,用细砂纸打磨端子表面,去除氧化层后重新紧固,确保接线牢固。电源线中间有接头的地方,需检查是否虚接,接头处用绝缘胶带缠绕紧密,必要时剪断重接。空气开关或接触器的触点磨损,会造成某一相接触不良,断开电源后,用万用表测量触点导通性,导通电阻过大时更换触点或整个器件。有时候供电线路的熔断器熔断一相,打开保险盒查看,熔断后不要立即更换,先检查线路是否短路,再换新的同规格熔断器。

驱动器内部元件的检测不能马虎。功率模块是缺相故障的常见原因,测量模块各相之间的导通情况,正常应无短路,若某一相导通异常,可能模块损坏,更换时注意型号匹配,安装时涂抹导热硅脂。驱动板上的光耦芯片损坏,会导致对应相的控制信号中断,用示波器检测光耦输出信号,无信号输出时更换芯片,焊接时避免高温损坏周边元件。电解电容鼓包或漏液,会影响电源滤波,导致某一相电压不稳定,检查电容外观,有异常时更换,容量和耐压值要与原元件一致。或许驱动器内部的铜排连接松动,拧紧固定螺丝,确保电流传导顺畅。
电机及连接线的排查不可忽视。电机三相绕组之间的绝缘电阻过低,可能导致绕组短路引发缺相,用兆欧表测量,绝缘电阻低于0.5兆欧时,需检修电机绕组。电机与驱动器之间的电缆,某一相芯线断裂,会造成缺相,摇测电缆导通性,断裂时更换电缆,布线时避免过度弯曲。电缆插头内的针脚弯曲或氧化,会导致接触不良,拔下插头检查,矫正弯曲针脚,用酒精擦拭氧化部位,晾干后重新插紧。有时候电机轴承损坏,摩擦阻力过大,会间接导致驱动器过载缺相,运行时听电机有无异响,有异常时先检修电机。
维修后的测试要全面。接通电源前,再次检查各接线是否正确,确保三相相序无误。启动驱动器,观察电机运转是否平稳,无异响,用万用表测量三相电压,偏差应在允许范围内。带载运行一段时间,用红外测温仪测量驱动器和电机温度,不应超过规定值。连续运行多个工作循环,确认缺相报警不再出现,各项参数正常。或许首次测试时电机运转有轻微抖动,可能是相位调整不当,微调驱动器参数,直到运行平稳。
预防缺相故障的措施要到位。定期检查供电线路的接线端子,每季度紧固一次,潮湿环境下可涂抹防氧化膏。驱动器的散热风扇要保持正常运转,每半年清理一次风扇灰尘,防止过热损坏功率模块。电机电缆避免被挤压或踩踏,布线时固定牢固,减少磨损。做好这些措施,能降低缺相故障的发生概率,减少安川机器人维修的频次。

