PWM速度控制單元的常見故障與維修

發(fā)布日期：2011-11-25 蘭生客服中心瀏覽：2930

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(1)CRT無報警顯示的故障維修 FANUC PWM速度控制單元發(fā)生故障時，通常情況下系統(tǒng)顯示器上可以顯示出報警號，維修時可以根據(jù)報警提示進行。但是，除CRT可以顯示報警號的故障外，還有部分故障在CRT上不一定能予以顯示或不能予以指明具體的故障原因，這些故障主要有以下幾類：

1)機床失控。

2)移動和停止時機床振動。

3)定位精度和加工精度差。

4)速度控制單元和位置控制單元動作不正確。

對于以上故障的產(chǎn)生原因、檢查和處理方法可以歸納如下：

1)機床失控。機床失控指的是機床在開機時或工作過程中突然改變速度、改變位置的情況，如：伺服起動時突然沖擊，工作臺停止時的突然向某一方向快速運動，正常加工過程中的突然加速等等。其故障的原因、檢查和處理方法見表5-2。

當圓弧插補出現(xiàn)45°方向上的橢圓時，可以通過調(diào)整伺服進給軸的位置增益進行調(diào)整。坐標軸的位置增益由下式計算：

式中 V——進給速度(mm/min)；

e_ss——位置跟隨誤差(0.001mm)

K_V——位置增益(1/S)。

位置跟隨誤差可以通過數(shù)控系統(tǒng)的診斷參數(shù)檢查，診斷參數(shù)號在不同的系統(tǒng)上有不同的定義，在FANUC 0C上為DGN800~804；對于其余系統(tǒng)，詳見本書第2章第2.3.3節(jié)。調(diào)整速度控制單元上的電位器RV4(F/V轉(zhuǎn)換器電壓補償)，可以改變同一進給速度下的位置跟隨誤差。調(diào)整RV4，使DGN800~804的值在上式計算所得的理論值的+10％以內(nèi)，且參與圓弧插補的兩軸的位置跟隨誤差的差值必須控制在1％以內(nèi)。

(2)速度控制單元上的指示燈報警在FANUCPWM速度控制單元的控制板上，右下部有7個報警指示燈，它們分別是BRK、HVAL、HCAL、OVC、LVAL、TGLS以及DCAL；

1)BRK報警。BRK為主回路熔斷器跳閘指示，當指示燈亮?xí)r代表速度控制單元的主回路熔斷器(參見圖5-12)NFBl、NFB2跳閘，故障原因主要有以下幾種：

①主回路受到瞬時電壓沖擊或干擾。這時，可以通過重新合上熔斷器NFBl、NFB2，再進行開機試驗，若故障不再出現(xiàn)，可以繼續(xù)工作：否則，根據(jù)下面的步驟，進行檢查。

②速度控制單元主回路的三相整流橋DS(Diode module)的整流二極管有損壞(可以參照圖5-12主回路原理圖，用萬用表檢測)。

③速度控制單元交流主回路的浪涌吸收器ZNR(Surge absorber)有短路現(xiàn)象(可以參照圖5-12主回路原理圖，用萬用表檢測)。

④速度控制單元直流母線上的濾波電容器C1~C3有短路現(xiàn)象(可以參照圖5-12主回路原理圖，用萬用表檢測)。

⑤速度控制單元逆變晶體管模塊TMl~TM4有短路現(xiàn)象(可以參照圖5-12主回路原理圖，用萬用表檢測)。

⑥速度控制單元不良。

⑦熔斷器NBFl、NBF2不良。

圖5-12為FANUC DCl0M、20M、30M直流伺服主回路原理圖，其余型號的原理與此相似。

2)HVAL報警。HVAL為速度控制單元過電壓報警，當指示燈亮?xí)r代表輸入交流電壓過高或直流母線過電壓。故障可能的原因如下：

①輸入交流電壓過高。應(yīng)檢查伺服變壓器的輸入、輸出電壓，必要時調(diào)節(jié)變壓器變比，使輸入電壓在相應(yīng)的允許范圍。

②直流母線的直流電壓過高。應(yīng)檢查直流母線上的斬波管Q1、制動電阻DCR以及外部制動電阻是否損壞。

③加減速時間設(shè)定不合理。若故障在加減速時發(fā)生，應(yīng)檢查系統(tǒng)機床參數(shù)中的加減速時間設(shè)定是否合理。

④機械傳動系統(tǒng)負載過重。應(yīng)檢查機械傳動系統(tǒng)的負載、慣量是否太高：機械摩擦阻力是否正常。

3)HCAL報警。HCAL為速度控制單元過電流報警，指示燈亮表示速度控制單元存在過電流。可能的原因如下：

①主回路逆變晶體管TMI~TM4模塊不良。

②電動機不良，如：電樞線間短路或電樞對地短路。

③逆變晶體管的直流輸出端存在短路或?qū)Φ囟搪贰?/div>

④速度控制單元不良。

為了判別過電流原因，維修時可以先取下伺服電動機的電源線，將速度控制單元的設(shè)定端子S23短接，取消TGLS報警，然后開機試驗。若故障消失，則證明過電流是由于外部原因(電動機或電動機電源線的連接)引起的，應(yīng)重點檢查電動機與電動機電源線。若故障保持，則證明過電流故障在速度控制單元內(nèi)部，應(yīng)重點檢查逆變晶體管TMI~TM4模塊。

4)OVC報警。OVC為速度控制單元過載報警，指示燈亮表示速度控制單元發(fā)生了過載。其可能的原因與SCR速度控制單元相同，參見前述。

5)LVAL報警。LVAL為速度控制單元電壓過低報警，指示燈亮表示速度控制單元的各種控制電壓過低。其可能的原因如下：

①速度控制單元的輔助控制電壓輸入ACl8V過低或無輸入。

②速度控制單元的輔助電源控制回路故障。

③速度控制單元的保險電阻熔斷。

④瞬間電壓下降或電路干擾引起的偶然故障。

⑤速度控制單元不良。

6)TGLS報警。TGLS為速度控制單元測速發(fā)電機斷線報警，指示燈亮表示速度控制單元發(fā)生了測速發(fā)電機斷線，其可能的原因與SCR速度控制單元相同，參見前述。

7)DCAL報警。DCAL為直流母線過電壓報警，與其相關(guān)的原因主要是直流母線的斬波管Q1、制動電阻DCR以及外部制動電阻不良。

維修時應(yīng)注意：如果在電源接通的瞬間就發(fā)生DCAL報警，這時不可以頻繁進行電源的通、斷，否則易引起制動電阻的損壞。

8)VRDY不亮。VRDY為速度控制單元準備好指示燈，如果該燈不亮，則表示速度控制單元未準備好；CNC在未接收“VRDY信號”時，不能正常工作。VRDY燈不亮的原因主要有：
①速度控制單元有報警，即：其余報警燈有亮。

②速度控制單元輔助控制電壓不正常，參見LVAL報警原因。

⑧速度控制單元ACl00V輸入電壓不正確。

④速度控制單元的主接觸器MCC故障。

⑤速度控制單元與主板間的連接不良。

⑥系統(tǒng)未準備好。系統(tǒng)的“急停”信號生效，系統(tǒng)處于急停狀態(tài)。

9)VRDY開機時就亮。在正常情況下，當接通系統(tǒng)電源，首先CNC向速度控制單元發(fā)出“位置環(huán)準備好”信號，速度控制單元上的PRDY燈亮。這時若速度控制單元正常，主接觸器MCC合上，速度控制單元向CNC發(fā)出“速度控制單元準備好” 信號，同時VRDY燈亮。若數(shù)控系統(tǒng)一通電，速度控制單元的VRDY燈立即就亮，則表明速度控制單元動作不正常，其可能的原因有：

①當系統(tǒng)“急停”按鈕斷開時，若速度控制單元的PRDY指示燈亮，則表明系統(tǒng)“PRDY”信號故障，原因是主板不良或PRDY信號連接錯誤。

②當系統(tǒng)“急停” 按鈕斷開時，若速度控制單元的PRDY指示燈不亮，表明系統(tǒng)“PRDY”信號正常，故障在速度控制單元的VRDY信號上，這時可以進行下一步檢查。

③取下速度控制單元的CN2插頭，接通電源，若故障不變，則表明速度控制單元不良。

④取下速度控制單元的CN2插頭，接通電源，若故障消失，則表明其原因是速度控制單元與主板間的VRDY信號連接不正確、主板不良、速度控制單元不良或MCC接觸器觸點不良。

(3)系統(tǒng)CRT上有報警的故障由于FANUC直流伺服驅(qū)動一般與FANUC 3、5、7、6等系列數(shù)控系統(tǒng)配套使用，其中維修過程中遇到最多的為FANUC 6。當伺服驅(qū)動器故障時，CNC上亦將顯示相應(yīng)的報警號，這些報警在FS6上為400-500號報警。常見的報警號及含義如下：

1)過載報警(ALM400、402)。FANUC 6 ALMM400報警的含義是“基本軸驅(qū)動器(X、Y、Z軸)過載”，ALM402報警的含義是“附加軸(第4、5軸)驅(qū)動器過載”。

CRT顯示的過載報警有以下原因：

①速度控制單元上熱繼電器動作。其原因可能是熱繼電器的設(shè)定值不正確、切削條件不合適或摩擦阻力太大。

②伺服變壓器過熱�？梢酝ㄟ^測量伺服變壓器的接點51和52的電阻值來確認。正常值應(yīng)小于或等于10Ω；如電阻值大于100kΩ，則說明伺服變壓器過熱。這時，變壓器表面溫度應(yīng)達到80~90℃，應(yīng)進一步檢查電動機電流，確認切削條件。如表面溫度小于60℃，則說明伺服變壓器未過熱，而是熱敏電阻不良，應(yīng)更換熱敏電阻。

③再生放電單元過熱�？梢酝ㄟ^測量速度控制單元上的T3端的3和4號線間的電阻確認。正常時其值應(yīng)小于10Ω；如電阻值大于100kΩ，則說明再生放電單元過熱。這時，再生放電單元的表面金屬板的溫度應(yīng)達到80~90℃，可能是電動機的起/制動或加/減速太頻繁引起的故障。如金屬底板表面的溫度只有50~60℃，則說明再生放電單元未過熱，而是熱敏電阻不良，應(yīng)更換熟敏電阻。

2)速度控制單元的VRDY斷開報警(ALM401、403)。參見速度控制單元硬件報警“VRDY燈不亮”的故障說明。

3)速度控制單元的VRDY錯誤接通報警(ALM404)。參見速度控制單元硬件報警“VRDY燈開機就亮”的故障說明。

除以上報警顯示外，通過CNC的診斷參數(shù)DGN707、709、713、714、715、719等，還可以對伺服驅(qū)動器的故障信號進行進一步維修顯示，詳見本章第5.2.3節(jié)。

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