數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)過(guò)熱和伺服不能就緒報(bào)警維修技術(shù)

王會(huì)峰

（許昌技師學(xué)院，河南 許昌 461000）

1 報(bào)警一：伺服過(guò)熱報(bào)警（報(bào)警號(hào)為400）

1.1 系統(tǒng)檢測(cè)原理

伺服放大器側(cè)具有過(guò)熱檢測(cè)信號(hào)，該信號(hào)由放大器內(nèi)的智能逆變模塊發(fā)出。當(dāng)放大器的逆變模塊溫度超過(guò)規(guī)定值時(shí)，通過(guò)PWM指令傳遞到CNC系統(tǒng)，CNC系統(tǒng)發(fā)出400號(hào)過(guò)熱報(bào)警。

伺服電動(dòng)機(jī)的過(guò)熱信號(hào)是由伺服電動(dòng)機(jī)定子繞組的熱偶開(kāi)關(guān)檢測(cè)的，當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)的溫度超過(guò)規(guī)定值時(shí)電動(dòng)機(jī)有的熱偶開(kāi)關(guān)（常閉點(diǎn)）動(dòng)作，通過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)的串行編碼器（數(shù)字伺服）傳遞給CNC系統(tǒng)，CNC系統(tǒng)發(fā)出400號(hào)過(guò)熱報(bào)警。系統(tǒng)伺服過(guò)熱報(bào)警檢測(cè)原理圖如圖1。

圖1 系統(tǒng)伺服過(guò)熱報(bào)警檢測(cè)原理圖

1.2 故障的診斷方法

首先確認(rèn)CNC系統(tǒng)伺服過(guò)熱報(bào)警，F(xiàn)ANUC Oi系統(tǒng)為200或伺服調(diào)整畫(huà)面的ALM1的#7是否為1來(lái)判定。然后判別是電動(dòng)機(jī)過(guò)熱還是伺服放大器過(guò)熱，可以通過(guò)系統(tǒng)診斷號(hào)201或伺服調(diào)整畫(huà)面的ALM2的#7是否為0來(lái)判定。如果為"1"則為電動(dòng)機(jī)過(guò)熱；如果為"0"則為放大器過(guò)熱。

1.3 故障產(chǎn)生的原因

1）電動(dòng)機(jī)過(guò)熱：a.機(jī)械傳動(dòng)故障引起的；b.切削用量選擇不正確引起的；c.電動(dòng)機(jī)本身不良（電動(dòng)機(jī)定子繞組的熱偶開(kāi)關(guān)不良）；d.系統(tǒng)伺服參數(shù)整定不良，可進(jìn)行伺服參數(shù)初始化。

2）伺服放大器過(guò)熱：a.伺服放大器的風(fēng)扇故障。b.如果為伺服單元（SVU），還可能是TH1、TH2接口或熱保護(hù)元件損壞。c.伺服放大器本身故障，智能逆變模塊損壞，伺服軟件不良。

1.4 故障實(shí)例

實(shí)例：某數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)為FANUC-Oi，系統(tǒng)出現(xiàn)400號(hào)報(bào)警。

根據(jù)上面故障診斷方法和故障現(xiàn)象，首先通過(guò)系統(tǒng)診斷號(hào)200的#7是為1判定為CNC系統(tǒng)伺服過(guò)熱報(bào)警。其次查看系統(tǒng)為201的#7為“1”判定為電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。再次在掉電狀態(tài)下，用手轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠也正常，說(shuō)明故障在于電動(dòng)機(jī)。最后打開(kāi)電動(dòng)機(jī)發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部熱敏電阻不良，更換熱敏電阻后，系統(tǒng)恢復(fù)正常，故障排除。

通過(guò)該例子的故障分析可知，數(shù)控機(jī)床有些故障若無(wú)法判定時(shí)，將兩者斷開(kāi)，先判斷電氣系統(tǒng)部分，再判斷機(jī)械部分。斷開(kāi)后，判斷CNC是否有問(wèn)題，若無(wú)，則電氣部分正常，后轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠是否有異常。

2 報(bào)警二：伺服不能就緒報(bào)警（報(bào)警號(hào)為401）

當(dāng)系統(tǒng)還出現(xiàn)其他4xx號(hào)伺服報(bào)警時(shí)，先排除其他的伺服報(bào)警（因?yàn)槠渌欧?bào)警他會(huì)導(dǎo)致401號(hào)報(bào)警）。

2.1 系統(tǒng)檢測(cè)原理

當(dāng)系統(tǒng)的軸控制電路正常時(shí)，控制電路會(huì)向伺服驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)出準(zhǔn)備信號(hào)。當(dāng)伺服裝置接收到該信號(hào)后，如果伺服裝置正常工作，則伺服裝置內(nèi)部的繼電器獲電動(dòng)作，一方面接通伺服的主回路，另一方面通過(guò)伺服裝置向系統(tǒng)發(fā)出DRDY信號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)得到來(lái)自軸控制電路的伺服就緒信號(hào)后，系統(tǒng)發(fā)出伺服使能信號(hào)。伺服裝置準(zhǔn)備接收來(lái)自軸控制電路的控制信號(hào)。如果系統(tǒng)軸控制電路發(fā)出準(zhǔn)備信號(hào)而得不到伺服就緒準(zhǔn)備信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生401號(hào)報(bào)警。伺服就緒控制信號(hào)流程圖如圖2。

圖2 伺服就緒控制信號(hào)流程圖

2.2 故障產(chǎn)生的原因

1）當(dāng)發(fā)生該故障時(shí)，首先要確認(rèn)系統(tǒng)急停按鈕是否處于釋放狀態(tài)，如果處于急停狀態(tài)時(shí)，伺服裝置就不能正常工作，這一點(diǎn)請(qǐng)注意。

2）伺服驅(qū)動(dòng)裝置故障：連接電纜故障；伺服裝置的繼電器MCC控制回路或線圈本身故障；內(nèi)部控制回路或檢測(cè)電路故障。

3）系統(tǒng)軸控制卡（軸板）故障或系統(tǒng)伺服模塊故障（此時(shí)需要更換系統(tǒng)軸板或?qū)υ摪暹M(jìn)行檢修）。

2.3 故障的診斷方法

采用信號(hào)短接的方法來(lái)判斷故障的部位。具體的做法是短接軸控制板的7-12管腳（M184），如果系統(tǒng)報(bào)警消失，則故障在伺服裝置或連接電纜；如果信號(hào)短接后系統(tǒng)報(bào)警號(hào)不消失（系統(tǒng)復(fù)位后），則為系統(tǒng)軸控制板故障。

2.4 故障實(shí)例

實(shí)例：某數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)為FANUC-Oi，系統(tǒng)出現(xiàn)401號(hào)報(bào)警，伺服單元上顯示“-”。

根據(jù)上面故障診斷方法和故障現(xiàn)象，可采用短接法來(lái)判斷故障點(diǎn)位置。首先撥下軸板上的M184電纜接頭，短接軸控制板的7-12管腳，系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)報(bào)警號(hào)消失，而伺服單元還是“-”，說(shuō)明伺服單元出現(xiàn)了故障。檢查伺服單元的供電壓是正常的，說(shuō)明故障在伺服單元的內(nèi)部。拆下伺服單元，將JV1B的8-10管腳短接后，接上電源。用電壓表測(cè)量控制電路有電壓輸出，說(shuō)明伺服單元的輔助電路和檢測(cè)電路都正常，故障在繼電器MCC線圈回路。仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)，MCC線圈的一個(gè)焊點(diǎn)虛焊，焊好虛焊點(diǎn)，系統(tǒng)恢復(fù)正常，故障排除。

通過(guò)該例子的故障分析可知，數(shù)控機(jī)床有些故障可以采用信號(hào)短接的方法進(jìn)行故障的診斷與排除，這樣可以比較準(zhǔn)確地判斷故障發(fā)生的具體部位，但要求維修人員必須清楚系統(tǒng)的信號(hào)流程及各接頭的管腳功能。

［1］ 龔仲華.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修500例［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

［2］ 王風(fēng)蘊(yùn),張超英.數(shù)控原理與典型數(shù)控系統(tǒng)［M］.北京：高等教育出版社，2003.