判断伺服电机突然失去负载是伺服系统中需要快速识别的异常状态，若不及时处理可能导致设备失控或损坏。以下是判断伺服电机突然失去负载的有效方法，结合硬件检测、参数监控和逻辑判断多维度实现：
一、通过伺服驱动器参数监控判断
扭矩 / 电流异常变化
正常运行时，电机输出扭矩（或电流）与负载匹配（如匀速运行时扭矩稳定，加速时扭矩增大）。若突然失去负载，扭矩会瞬间大幅下降至接近空载值（甚至接近零），且与指令速度不匹配（例如：指令速度未变，但扭矩骤降）。
操作：通过伺服驱动器的监控功能（如三菱伺服的 “参数监视” 或专用软件 [MR Configurator2]），实时观察扭矩指令值（Tref）、实际扭矩值（Tact）或电流值，设置阈值报警（如扭矩突然下降超过 70% 且持续一定时间）。
速度偏差异常
负载正常时，伺服电机的实际速度与指令速度偏差（跟随误差）处于稳定范围。当突然失去负载，电机可能因阻力消失而实际速度瞬间超过指令速度（超速），导致跟随误差反向增大（超出正常波动范围）。
操作：在驱动器中设置 “速度偏差过大” 报警阈值（如允许偏差的 2 倍），当偏差超过阈值且持续时间超过设定值（如 100ms），触发报警。
二、通过外部传感器辅助判断
负载检测传感器
传送带失去物料时，压力传感器信号骤降；
机械臂抓取机构失去工件时，拉力传感器信号归零。
针对直接承载负载的机构（如传送带、机械臂末端），安装压力传感器、拉力传感器或扭矩传感器，实时检测负载是否存在。例如：
优势：直接检测负载状态，不受电机参数波动影响，适合高精度场景。
位置 / 位移反馈异常
若负载与电机通过丝杠、齿轮等机械结构连接，失去负载可能导致机械传动链 “空转”，表现为：电机编码器反馈的位置变化正常，但负载端的位置传感器（如线性光栅、磁栅）反馈无变化或滞后。
操作：对比电机编码器位置与负载端位置反馈，若两者偏差突然超过机械间隙允许值（如正常间隙 0.1mm，实际偏差 0.5mm），判定为负载丢失。
三、通过 PLC 程序逻辑判断
速度 - 扭矩关系逻辑校验
在 PLC 中建立正常工况下的 “速度 - 扭矩” 对应关系模型（如：某速度下扭矩应在 5-10N・m）。运行时，实时读取伺服驱动器的速度和扭矩数据（通过 Modbus、CC-link 等通信），若检测到 “高速度下扭矩远低于正常范围”（如速度 > 500rpm 时扭矩 < 1N・m），则判定为负载丢失。
示例（三菱 PLC 逻辑）：
plaintext
当 (伺服速度 > 设定阈值) AND (伺服扭矩 < 最小负载扭矩) 持续0.5秒 → 触发“负载丢失”报警
运动轨迹异常判断
匀速指令下，电机实际速度突然飙升（因阻力消失）；
减速阶段，实际减速时间远短于理论值（无负载惯性滑行）。
对于预设轨迹运动（如恒速运行、特定加速度曲线），失去负载会导致实际运动轨迹偏离理论轨迹。例如：
操作：PLC 实时计算理论位置 / 速度，与电机反馈值对比，偏差超过设定范围时报警。
四、机械结构辅助判断
限位开关或接近开关
若负载有固定运动范围（如推拉机构），在负载正常工作位置安装接近开关。当负载丢失，机构可能因惯性移动到非预期位置，导致接近开关信号消失或误触发。
例：传送带正常运行时，物料触发位置传感器；若传感器信号突然持续消失（无物料输送指令），可能是传送带失去负载。
传动链异常检测
若电机运转正常（有电流、有速度），但负载端无动作，可能是传动部件失效导致负载丢失。
检查电机与负载的连接部件（如联轴器、皮带、齿轮）是否断裂或打滑：
操作：结合电机电流（正常）与负载端传感器（无动作）的矛盾状态，判定传动链故障导致的负载丢失。
总结：快速判断流程
优先监控核心参数：通过伺服驱动器实时查看扭矩、速度偏差，若出现 “扭矩骤降 + 速度超速”，初步判定负载丢失；
结合外部传感器：负载端传感器信号（压力、位置）与电机反馈对比，验证是否存在 “电机动而负载不动”；
PLC 逻辑兜底：通过预设的 “速度 - 扭矩” 模型或轨迹偏差判断，触发报警并联动停机（如切断伺服使能）。
通过以上方法，可在数百毫秒内识别负载丢失状态，避免设备失控，提高系统安全性。
