一、刹车系统原理与故障类型

1. 刹车系统组成

• 电磁制动器结构：
  由刹车线圈（DC24V 供电）、刹车片、弹簧、刹车盘（与电机轴同轴）组成。
  • 通电状态：线圈吸合刹车片，刹车盘释放，电机自由旋转。
  • 断电状态：弹簧推动刹车片压紧刹车盘，实现机械制动。
• 控制逻辑：
  伺服放大器通过 CN1 接口输出刹车控制信号（如 BKOFF 端子），断电时触发刹车动作。

2. 常见故障类型

• 刹车不动作：断电后电机仍可自由转动。
• 刹车释放异常：通电后刹车未松开，电机运转受阻（伴随过载报警）。
• 刹车力矩不足：制动时电机缓慢停止，或无法保持静止状态。

二、故障原因分析

1. 电气故障

• 刹车线圈损坏：
  • 线圈内部短路或断路（常见于长期通电发热或电压冲击）。
  • 线圈引线断线（尤其在电机出线口处）。
• 电源与控制回路异常：
  • 刹车供电电压不足（DC24V±10%，低于 21.6V 可能无法吸合）。
  • 伺服放大器刹车控制信号（BKOFF）故障，如继电器触点氧化、光耦损坏。
• 线路连接问题：
  • 刹车线插头（如 CN1-B 接口）松动、端子氧化或线缆破损。
  • 刹车回路保险丝熔断（部分系统设有独立保险丝）。

2. 机械故障

• 刹车片磨损：
  长期使用后刹车片厚度不足（标准厚度≥1.5mm），导致制动力矩下降。
• 刹车盘污染 / 损伤：
  • 刹车盘表面有油污、铁屑或划痕，降低摩擦系数。
  • 刹车盘与电机轴同轴度偏差，导致刹车时异响或力矩不均。
• 机械卡滞：
  • 弹簧老化或断裂，无法推动刹车片复位。
  • 刹车机构内部灰尘堆积，导致动作不畅。

3. 参数与逻辑问题

• 刹车时序设置错误：
  伺服参数中刹车释放延时（如 Pr.160）或刹车动作延时设置不当，导致刹车与电机运行不同步。
• 刹车控制逻辑异常：
  放大器程序故障，导致刹车信号输出错误（如断电时未输出刹车信号）。

三、维修排查步骤

1. 电气系统检测

• 刹车线圈测试：
  1. 断电后，拔下刹车线插头（通常为 2 芯线，标有 “BRAKE”）。
  2. 用万用表欧姆档测量线圈电阻（正常约 50-100Ω，具体参考电机手册）。
     • 若电阻无穷大：线圈断路，需更换线圈或修复引线。
     • 若电阻为 0：线圈短路，需更换刹车组件。
• 供电与控制信号检查：
  1. 通电状态下，测量刹车线圈两端电压（DC24V）：
     • 若无电压：检查放大器 CN1 接口的 BKOFF 端子是否输出 24V（可用示波器或万用表直流电压档）。
     • 电压不足：检查电源模块或刹车回路限流电阻（部分系统串联 10-22Ω 电阻）。
  2. 断电瞬间，观察刹车是否立即动作：
     • 若不动作：检查 BKOFF 信号是否在断电时断开（正常应为低电平触发刹车）。

2. 机械系统检查

• 刹车片状态：
  1. 拆卸电机后端盖，露出刹车机构：
     • 目视检查刹车片厚度，若小于 1.5mm 需更换（型号参考电机配件清单）。
     • 检查刹车片表面是否有油污（可用酒精擦拭）或裂纹（需更换）。
• 刹车盘与动作机构：
  1. 手动盘动电机轴，观察刹车盘转动是否顺畅：
     • 卡滞异响：可能是刹车盘与刹车片间隙过小（标准间隙 0.2-0.3mm），需调整或更换部件。
  2. 断电时，用手按压刹车片，感受弹簧压力：
     • 无阻力：弹簧可能断裂，需更换弹簧组件。

3. 参数与逻辑验证

• 刹车时序设置：
  通过三菱 MR Configurator2 软件检查参数：
  • Pr.160（刹车释放延时）：默认 0.05 秒，若设置过大可能导致启动时刹车未松开。
  • Pr.161（刹车动作延时）：默认 0.1 秒，若设置过小可能导致电机未停稳就刹车。
• 刹车控制逻辑测试：
  1. 手动强制触发刹车信号（如短接 BKOFF 端子与 0V），观察刹车是否动作。
  2. 若强制触发有效，可能是放大器内部逻辑故障（如 CPU 程序异常），需返厂维修。

四、维修操作指南

1. 刹车线圈更换

1. 拆卸步骤：
   • 断开电源，拆除电机后端盖。
   • 拔下刹车线圈插头，拧下线圈固定螺丝（通常 2-3 颗），小心取下线圈（注意线圈与刹车盘的间隙）。
2. 安装新线圈：
   • 确保线圈与刹车盘平行，间隙均匀（0.5-1mm），拧紧螺丝（扭矩 0.3-0.5N・m）。
   • 焊接或压接新引线，做好绝缘处理（使用热缩管）。

2. 刹车片更换

1. 拆卸旧刹车片：
   • 松开刹车机构固定环，取出磨损的刹车片（注意弹簧的安装方向）。
2. 安装新刹车片：
   • 更换同型号刹车片（如三菱 SGM7J 系列专用刹车片），调整刹车片与刹车盘的间隙至 0.2-0.3mm（可用塞尺测量）。
   • 复位弹簧，确保刹车片动作灵活无卡滞。

3. 刹车盘修复

• 轻微油污：用酒精清洁表面，避免使用溶剂（如汽油）损伤涂层。
• 严重划痕或变形：需更换同规格刹车盘（与电机轴配合处需确保同轴度≤0.05mm）。

五、维修后验证

1. 功能测试：
   • 通电状态：电机应能正常转动，刹车无异常噪音。
   • 断电状态：电机应在 0.5 秒内完全停止，且手动无法盘动轴。
2. 带载测试：
   • 空载运行 5 分钟，观察刹车释放 / 动作时是否有异响或抖动。
   • 连接负载，模拟启停工况，测试刹车力矩是否满足要求（如垂直轴负载需确保断电后不下滑）。
3. 电气性能复查：
   • 用万用表测量刹车线圈电压（DC24V±10%），断电时确认电压立即消失。

六、预防措施与安全提示

1. 日常维护：
   • 每半年检查刹车线绝缘层是否老化，插头端子是否松动。
   • 每年测量刹车片厚度，超过磨损极限（1.5mm）时提前更换。
2. 环境控制：
   • 避免电机在潮湿环境运行，防止刹车机构生锈卡滞。
   • 粉尘环境中加装防护罩，减少灰尘进入刹车系统。
3. 安全操作：
   • 维修时务必断电并等待电容放电（至少 10 分钟），防止触电。
   • 拆卸刹车机构时注意弹簧弹力，避免部件弹出伤人。
   • 垂直轴应用中，维修前需固定负载，防止刹车失灵导致坠落。

七、专业维修建议

• 若刹车线圈更换或机械调整后仍无效，可能是伺服放大器内部刹车控制电路损坏（如继电器、驱动 IC），需联系三菱授权服务中心进行主板级维修。
• 更换刹车组件后，需重新校准刹车时序参数，确保与电机运行逻辑匹配（可通过伺服软件的 “刹车时序诊断” 功能调试）。