Les pannes inattendues des servomoteurs entraînent des arrêts de production, des dommages aux machines et des réparations coûteuses. Comprendre les causes profondes permet d'éviter les pannes et de prolonger la durée de vie des moteurs. Voici ce qu'il faut surveiller.
Les défaillances des servomoteurs sont souvent dues à des problèmes évitables tels que la contamination, la surchauffe, l'endommagement des câbles et l'usure des roulements. L'identification précoce de ces problèmes permet de réduire les temps d'arrêt, les coûts de réparation et les pertes de performances.
Explorez ces 12 points de défaillance critiques pour protéger votre système.
Contamination
La contamination est l'une des causes les plus courantes et les plus sous-estimées de la maladie d'Alzheimer. servomoteur défaillance. Il s'agit de l'intrusion de substances étrangères - telles que la poussière, l'huile, le liquide de refroidissement, les copeaux de métal ou l'humidité - dans le carter du moteur.
Lorsque des contaminants pénètrent dans les joints du moteur :
Les roulements perdent leur lubrification et s'usent plus rapidement.
La résistance d'isolation des enroulements diminue, ce qui augmente le risque de court-circuit.
Les codeurs sont encrassés, ce qui entraîne des erreurs de rétroaction ou des défauts de communication.
Ce type de dommage est particulièrement fréquent dans les environnements où l'étanchéité est médiocre ou lorsque le moteur fonctionne à proximité d'un système de refroidissement CNC ou d'un système d'air non filtré. Même les servomoteurs de haute qualité sont vulnérables aux infiltrations si les indices IP sont ignorés lors de l'installation.
Les mesures préventives comprennent l'utilisation de moteurs étanches, classés IP, de presse-étoupes appropriés et l'inspection régulière de l'intégrité du boîtier.
Défaillance du palier
Les roulements sont essentiels pour assurer un mouvement régulier du rotor, et lorsqu'ils tombent en panne, c'est l'ensemble du servomoteur qui en pâtit. La défaillance des roulements est généralement causée par
Désalignement
Surcharge
Contamination
Lubrification insuffisante ou incorrecte
Lorsque les roulements se dégradent, les symptômes comprennent une augmentation des vibrations, une surchauffe, du bruit et un comportement erratique du moteur. Au fil du temps, les roulements défectueux peuvent provoquer des oscillations de l'arbre, des dommages au codeur et des collisions internes entre le rotor et le stator.
Dans les applications à grande vitesse, même des imperfections microscopiques peuvent accélérer l'usure des roulements. L'analyse des vibrations et la surveillance thermique sont des outils de maintenance prédictive efficaces qui permettent de détecter rapidement les problèmes de roulements.
Pour réduire ce risque de défaillance, utilisez des roulements blindés de haute qualité et suivez le programme de lubrification du fabricant du moteur.
Défaillance des freins
Certains servomoteurs sont équipés de freins électromagnétiques intégrés pour maintenir la position en cas de coupure de courant. Avec le temps, ces freins peuvent tomber en panne pour les raisons suivantes :
Charge mécanique excessive
Brûlure de la bobine
Fatigue printanière
Contamination par la poussière ou l'huile
Une défaillance du frein peut entraîner une dérive, une chute de la charge ou l'impossibilité de s'arrêter à la position souhaitée. Cette situation est particulièrement critique dans les applications à axe vertical telles que les tables élévatrices ou les bras robotisés.
La sélection correcte des freins en fonction des exigences de couple, le réglage régulier de l'écartement des freins et le respect des spécifications de tension minimiseront ce problème. Dans les environnements où il y a des particules ou des brouillards d'huile, il faut s'assurer que les freins sont enfermés ou protégés.
Mauvais enroulements
Les enroulements d'un servomoteur sont responsables de la création des champs électromagnétiques qui entraînent le mouvement. L'endommagement de ces enroulements, dû à une défaillance de l'isolation, à une contrainte thermique ou à des surtensions électriques, peut entraîner.. :
Court-circuit
Défauts de mise à la terre
Perte de couple ou de réponse
La rupture de l'isolation est souvent le résultat d'une surchauffe, de pointes de tension ou d'une contamination. Une fois compromis, les enroulements peuvent subir un arc interne, ce qui entraîne une défaillance catastrophique.
Pour éviter cela, il faut une protection adéquate contre les surcharges, l'utilisation de câbles compatibles avec l'entraînement à fréquence variable et le fonctionnement des moteurs dans les limites de température et de tension spécifiées. Les tests de résistance et de résistance d'isolement effectués lors des contrôles de maintenance peuvent aider à détecter rapidement la détérioration des enroulements.
Défaillance du câble
Les câbles transportent à la fois l'alimentation et les signaux de retour entre le servomoteur et le moteur. Des défaillances peuvent survenir pour les raisons suivantes
Câbles pincés ou pliés
Connecteurs desserrés
EMI (interférence électromagnétique)
Rupture de blindage
Usure de l'isolation
Une défaillance du câble peut entraîner des erreurs de position, une perte de signal, voire l'arrêt complet du moteur. Dans les applications impliquant des flexions ou des mouvements fréquents, un mauvais acheminement des câbles ou des câbles de qualité inférieure peuvent réduire considérablement la fiabilité du système.
Utilisez des câbles conçus pour une flexion continue (par exemple, des câbles à chaîne de traction), maintenez toujours une mise à la terre et un blindage appropriés, et inspectez régulièrement les connecteurs pour vérifier qu'ils ne sont pas desserrés ou corrodés.
Surchauffe
La surchauffe est l'une des principales causes de l'apparition prématurée de servomoteur de l'échec. Les causes sont les suivantes :
Charge excessive
Mauvaise ventilation
Ventilateurs de refroidissement bloqués
Température ambiante dépassant les limites de conception
La chaleur dégrade l'isolation, réduit la durée de vie des lubrifiants et altère les propriétés magnétiques. Elle peut également entraîner une dilatation thermique qui se traduit par un désalignement interne ou des frottements.
Pour éviter la surchauffe :
Surveillez la température au moyen de capteurs intégrés ou de capteurs thermiques externes.
Veiller à ce que la circulation de l'air ne soit pas entravée dans les panneaux fermés.
Utiliser le refroidissement par air pulsé ou par liquide pour les systèmes à forte demande.
Les réglages de l'entraînement, tels que le démarrage/arrêt progressif, peuvent également contribuer à réduire les pics thermiques soudains.
Démagnétisation des aimants permanents
Les servomoteurs s'appuient sur des aimants permanents pour assurer un contrôle précis. Ces aimants peuvent s'affaiblir ou se démagnétiser sous l'effet de.. :
Surchauffe prolongée
Surtensions électriques
Choc physique
Exposition à des champs magnétiques externes puissants
La démagnétisation réduit le rendement du couple et la précision du système et, dans les cas les plus graves, le moteur peut ne pas démarrer ou se maintenir en position.
Il est essentiel de maintenir les limites thermiques et d'éviter les courts-circuits pour préserver l'intégrité de l'aimant. Une fois les aimants démagnétisés, le remplacement du rotor est généralement la seule solution, ce qui en fait l'un des types de défaillance les plus coûteux.
Décharge électrostatique (ESD)
Les décharges électrostatiques peuvent endommager les composants délicats du moteur tels que les encodeurs, les capteurs internes et les circuits imprimés. Les décharges électrostatiques se produisent lorsque des charges accumulées - souvent dues à des manipulations humaines, à des outils ou à des équipements voisins non mis à la terre - sont soudainement transférées vers les circuits du moteur.
Ceci est particulièrement dangereux lors de l'installation, de l'entretien ou du transport du moteur.
Les meilleures pratiques sont les suivantes :
Mise à la terre du personnel et des outils avant toute manipulation
Utilisation d'emballages et de tapis antistatiques
S'assurer que le boîtier du moteur et le blindage du câble sont correctement collés
Les défaillances liées aux décharges électrostatiques sont souvent difficiles à diagnostiquer après coup, ce qui rend la prévention cruciale.
Vibrations
Des vibrations excessives ou prolongées peuvent dégrader les roulements, desserrer les fixations et désaligner les composants internes. Les vibrations sont à la fois un symptôme et une cause de servomoteur échec.
Sources de vibrations courantes :
Charges déséquilibrées
Accouplements désalignés
Roulements usés
Fixation lâche
Les symptômes comprennent des mouvements erratiques, des erreurs d'encodage et des bruits mécaniques. Si elles ne sont pas contrôlées, les vibrations peuvent également entraîner des fissures de fatigue dans le boîtier ou la rupture de composants fragiles tels que les capteurs à effet Hall ou les mécanismes de freinage.
Les contrôles d'alignement de routine, l'équilibrage des composants rotatifs et l'utilisation d'amortisseurs de vibrations peuvent prolonger la durée de vie du moteur.
Fatigue des composants électroniques
À l'intérieur de chaque servomoteur se trouve un réseau d'électronique sensible - circuits imprimés, transistors de puissance, processeurs de rétroaction. Ces composants se dégradent au fil du temps pour les raisons suivantes
Cycle de température
Surintensité
Bruit électrique
Pointes de tension
Lorsque les condensateurs s'assèchent ou que les joints de soudure se fatiguent, le moteur peut présenter des défaillances intermittentes, une perte de contrôle du couple ou une perte totale de l'entraînement.
L'utilisation d'une protection contre les surtensions, une mise à la terre correcte et le maintien des températures ambiantes dans les limites prévues protègent la longévité de l'électronique. Les servomoteurs de haute qualité sont également dotés d'un système d'autodiagnostic qui permet de détecter rapidement les défaillances.
Défauts et défaillances mécaniques
Outre les roulements et les freins, d'autres défaillances mécaniques peuvent avoir un impact sur servomoteurs:
Endommagement de l'arbre dû à un mauvais accouplement ou à des chocs
Fissures du boîtier dues aux contraintes de montage
Désalignement ou usure de la boîte de vitesses
Elles résultent souvent de mauvaises pratiques d'installation, d'un dimensionnement incorrect de la charge ou d'un impact imprévu pendant le fonctionnement de la machine. Les symptômes de défaillance comprennent des bruits anormaux, des vibrations, de la chaleur ou l'incapacité à maintenir une position précise.
Le respect des spécifications de couple lors de l'installation, l'évitement des ajustements au marteau et la réalisation d'inspections mécaniques régulières permettent d'éviter ces problèmes.
Perte de paramètres ou problème de configuration
Les servomoteurs dépendent de paramètres exacts pour fonctionner correctement : type de rétroaction, constantes du moteur, valeurs limites, résolution du codeur, etc. La perte de ces paramètres est due à :
Panne de courant
Consommation de la batterie (pour les entraînements avec codeurs)
Mauvaise configuration
Erreurs de micrologiciel
-peut rendre le système inopérant ou provoquer un comportement imprévisible.
Pour atténuer ce phénomène :
Paramètres de sauvegarde après la première mise en service
Utiliser des lecteurs à mémoire non volatile
Documenter clairement les procédures d'installation
Dans certains cas, il suffit de recharger le bon profil pour rétablir un fonctionnement normal, à condition qu'il n'y ait pas de dommages physiques.
Résumé
Comprendre et prévenir les défaillances des servomoteurs garantit un fonctionnement plus souple, une durée de vie plus longue des équipements et moins d'arrêts imprévus.Pour toute question complémentaire, veuillez contacter [email protected]
