伺服驅(qū)動系統(tǒng)故障維修100例

1、6 章 伺服驅(qū)動系統(tǒng)故障維修 100 例6.1FANUC 伺服驅(qū)動系統(tǒng)故障維修 60 例6.1.1 FANUC 直流伺服驅(qū)動系統(tǒng)故障維修 30 例例201開機出現(xiàn)劇烈振動的故障維修故障現(xiàn)象： 一臺配套FANUC 6M的加工中心，在機床搬遷后，首次開機時， 機床出現(xiàn)劇烈振動，CRT顯示401、430報警。分析與處理過程：FANUC 6M系統(tǒng)CRT上顯示401報警的含義是“X、Y、Z等進給軸驅(qū)動器的速度控制準備信號（VRDY信號）為OFF狀態(tài)，即：速度控制 單元沒有準備好”；ALM430報警的含義是“停止時Z軸的位置跟隨誤差超 過”。根據(jù)以上故障現(xiàn)象， 考慮到機床搬遷前工作正常， 可以認為機床的劇

2、烈振動， 是引起X、丫、Z等進給軸驅(qū)動器的速度控制準備信號（VRDY信號）為“OFF” 狀態(tài)，且Z軸的跟隨誤差超過的根本原因。分析機床搬遷前后的最大變化是輸入電源發(fā)生了改變， 因此，電源相序接反 的可能性較大。檢查電源進線，確認了相序連接錯誤；更改后，機床恢復(fù)正常。例202例203運動失控的故障維修例202故障現(xiàn)象： 一臺配套FANUC 6ME系統(tǒng)的加工中心，由于伺服電動 機損傷，在更換了X軸伺服電動機后， 機床一接通電源，X軸電動機即高速轉(zhuǎn) 動，CNC發(fā)生ALM410報警并停機。分析與處理過程： 機床一接通電源，X軸電動機即高速轉(zhuǎn)動，CNC發(fā)生ALM410報警并停機的故障， 在機床廠第一次開

3、機調(diào)試時經(jīng)常遇到， 根據(jù)維修經(jīng) 驗，故障原因通常是由于伺服電動機的電樞或測速反饋極性接反引起的?？紤]到本機床X軸電動機已經(jīng)進行過維修，實際存在測速發(fā)電機極性接反 的可能性，維修時將電動機與機械傳動系統(tǒng)的連接脫開后（防止電動機沖擊對傳 動系統(tǒng)帶來的損傷），直接調(diào)換了測速發(fā)電機極性，通電后試驗，機床恢復(fù)正常。例203故障現(xiàn)象： 一臺配套FANUC 6ME系統(tǒng)、FANUC直流伺服驅(qū)動、SIEMENS1HU3076直流伺服電動機的進口加工中心，在機床大修后，機床一接通電源，X軸電動機即高速轉(zhuǎn)動，CNC發(fā)生ALM410報警并停機。分析與處理過程： 故障分析處理過程同上， 初步判定故障原因通常是由于伺 服

4、電動機的電樞或測速反饋極性接反引起的?？紤]到本機床大修時，將X軸電動機進行了重新安裝，且SIEMENS lHU3076直流伺服電動機不帶測速發(fā)電機， 伺服電動機的實際轉(zhuǎn)速反饋信號通過對編碼器 的F/V轉(zhuǎn)換得到，因此故障最大可能的原因是電動機電樞線極性接反。維修時在電動機與機械傳動系統(tǒng)脫開后（防止電動機沖擊對傳動系統(tǒng)帶來的 損傷）直接調(diào)換了電動機電樞極性，通電后試驗，機床恢復(fù)正常。例204例205速度控制單元無報警指示的故障維修例204故障現(xiàn)象： 一臺配套FANUC 7M系統(tǒng)的加工中心，開機時，系統(tǒng)CRT顯示ALM05、ALM07報警。分析與處理過程：FANUC 7M系統(tǒng)ALM 05報警的含義是

5、“系統(tǒng)處于急 停狀態(tài)”；ALM07報警的含義是“伺服驅(qū)動系統(tǒng)未準備好”。在FANUC 7M系統(tǒng)中，引起05、07號報警的常見原因有：數(shù)控系統(tǒng)的機床 參數(shù)丟失或伺服驅(qū)動系統(tǒng)存在故障。檢查機床參數(shù)正常： 但速度控制單元上的報警指示燈均未亮， 表明伺服驅(qū)動 系統(tǒng)未準備好，且故障原因在速度控制單元。進一步檢查發(fā)現(xiàn)，Z軸伺服驅(qū)動器上的30A（晶閘管主回路）和1.3A（控制回路）熔斷器均已經(jīng)熔斷，說明Z軸驅(qū)動器主回路存在短路。分析驅(qū)動器主回路存在短路的原因， 通常都是由于晶閘管被擊穿引起的。 故 利用萬用表逐一檢查主回路的晶閘管， 發(fā)現(xiàn)其中的兩只晶閘管已被擊穿， 造成了 主回路的短路。更換晶閘管后，驅(qū)動器

6、恢復(fù)正常。例205故障現(xiàn)象： 一臺配套FANUC 6ME的加工中心，在加工過程中，突然停機，CRT顯示ALM401、410、411、420、421、430、431號報警。分析與處理過程：FANUC 6ME系統(tǒng)CRT上顯示以上各報警的含義是：ALM401：X、Y、Z等進給軸驅(qū)動器的速度控制準備信號（VRDY信號）為 “OFF狀態(tài)，即：伺服驅(qū)動系統(tǒng)沒有準備好。ALM410、420、430：X軸、Y軸和Z軸停止時的位置偏差過大。ALM411、421、431：X軸、Y軸和Z軸移動時位置偏差過大。根據(jù)FANUC 6M系統(tǒng)的維修說明書，發(fā)生以上報警號的原因較多，且都與 位置控制、伺服驅(qū)動器有關(guān)。實際分析，

7、在一般情況下，系統(tǒng)同時發(fā)生X軸、Y軸和Z軸伺服驅(qū)動器損壞的可能性較小，故而故障應(yīng)與速度控制單元的公共部 分有關(guān)。通過檢查速度控制單元的主回路電源、 輔助電源等公共部分， 發(fā)現(xiàn)伺服變壓 器的進線電源熔斷器的其中兩相已熔斷。測量伺服變壓器一次（側(cè)）進線，確認變壓器柜內(nèi)部存在短路。打開伺服變壓 器柜檢查發(fā)現(xiàn)， 伺服變壓器進線的電線絕緣破損， 造成了電源短路。 在重新連接 后，確認伺服驅(qū)動器無短路，重新開機，故障排除，機床恢復(fù)正常。例206例207速度控制單元TGLS報警的故障維修例206 故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC 7M系統(tǒng)的加工中心， 開機時，CRT顯示ALM05、ALM07報警。分 析與 處

8、理 過 程 ：FANUC 7M系統(tǒng) 發(fā)生05號 報警 的含 義同 例204。檢查 機床 伺服 驅(qū)動 系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)X軸速度 控制單元上 的TGLS報警燈 亮， 即：X軸存在 測 速發(fā)電機斷線報警，分析故障可能的原因有：1）測速發(fā)電機或脈沖編碼器不良。2）電動機電樞線斷線或連接不良。3）速度控制單元不良。測量、檢查X軸速度控制單元，發(fā)現(xiàn)外部條件正常；速度控制單元與伺服 電動機、CNC的連接正確，表明故障與速度控制單元或電動機有關(guān)。為了確定故障部位，維修時首先通過互換X、Y軸速度控制單元的控制板，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象不變，初步判定故障在伺服電動機或電動機內(nèi)裝的測量系統(tǒng)上。由于故障都與伺服電動機有關(guān)， 維修時再

9、次進行了同規(guī)格電動機的互換確 認， 故障隨著伺服電動機轉(zhuǎn)移。將X軸電動機拆下，通過加入直流電，單獨旋轉(zhuǎn)電動機，電動機轉(zhuǎn)動平穩(wěn)、 調(diào)速正常，表明電動機本身無故障。 用示波器測量測速發(fā)電機輸出波形， 發(fā)現(xiàn)波 形異常。拆下測速發(fā)電動機檢查， 發(fā)現(xiàn)測速發(fā)電機電刷彈簧已經(jīng)斷裂， 引起了接 觸不良。通過清掃測速發(fā)電機，并更換電刷后，機床恢復(fù)正常。例207故障現(xiàn)象： 一臺配套FANUC 6M的加工中心，機床起動后，手動 進行第4軸回參考點操作，速度控制單元出現(xiàn)TGLS報警。分析與處理過程：速度控制單元出現(xiàn)TGLS報警的含義是“速度測量系統(tǒng)斷 線”。根據(jù)故障的含義以及實際機床情況， 維修時按下列順序進行了檢查

10、與確認：1）檢查電動機內(nèi)裝式脈沖編碼器，未發(fā)現(xiàn)不良。2）檢查電動機、驅(qū)動器各連接器，均已經(jīng)牢固連接。3）用萬用表測量電動機各電纜的連接，未發(fā)現(xiàn)問題。4）交換驅(qū)動器的控制板未見異常。重新起動機床，報警消失，但回轉(zhuǎn)工作臺回零后，又重現(xiàn)報警。為了分清故障部位，考慮到機床伺服系統(tǒng)為半閉環(huán)結(jié)構(gòu)， 試著脫開電動機與 絲杠的聯(lián)接后， 再次開機試驗， 發(fā)現(xiàn)故障消失， 因此判定故障原因在回轉(zhuǎn)工作臺 的機械部分。檢查后發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)工作臺的齒牙盤位置已經(jīng)發(fā)生了偏離， 經(jīng)重新調(diào)整機械位置 后，報警消除，機床恢復(fù)正常。例208例209速度控制單元HCAL報警的故障維修例208故障現(xiàn)象： 一臺配套FANUC 6ME的數(shù)控沖床

11、，開機時CRT顯示ALM401報警，且Y軸速度控制單元上HCAL報警燈亮。分析與處理過程：FANUC 6M系統(tǒng)CRT上顯示401報警的含義是“X、Y、Z等進給軸伺服驅(qū)動系統(tǒng)的速度控制單元的準備信號（VRDY信號）為OFF狀態(tài)，即伺服驅(qū)動系統(tǒng)沒有準備好”： 速度控制單元狀態(tài)指示燈HCAL亮的含義是“速 度控制單元存在過電流報警”。由于本機床使用的是PWM直流速度控制單元，根據(jù)報警分析，直流速度控 制單元存在過電流報警是引起數(shù)控系統(tǒng)401報警的根本原因，因為當速度控制單 元出現(xiàn)過電流時，必然使得速度控制單元的“準備好”信號（VRDY信號）斷開。速度控制單元出現(xiàn)過電流可能的原因有：1）主回路逆變晶體

12、管TMlTM4模塊不良。2）伺服電動機電樞線短路、繞組短路或?qū)Φ囟搪贰?）驅(qū)動器內(nèi)部逆變晶體管輸出短路或?qū)Φ囟搪?。根?jù)以上原因， 通過測量電動機繞組， 表明電動機正常；因此故障最大可能 的原因是驅(qū)動器上的晶體管模塊損壞。 通過實際測量發(fā)現(xiàn)， 驅(qū)動器主回路的逆變 晶體管模塊TMl、TM2（參見圖5-12）損壞。在測量確認主回路無短路的前提下， 通過更換同規(guī)格模塊后，故障排除，機床恢復(fù)正常工作。例209故障現(xiàn)象： 一臺采用FANUC 6M系統(tǒng)，配套DCl0型PWM直流速 度控制單元的立式加工中心，開機時出現(xiàn)ALM401報警。分析與處理過程：FANUC 6M出現(xiàn)ALM 401報警的含義同前。檢查速度

13、控 制單元，發(fā)現(xiàn)Y軸伺服驅(qū)動器上的HCAL報警燈亮，表明Y軸存在過電流，故 障可能的原因同上。為了確認故障部位，維修是先取下伺服電動機的電樞線，并設(shè)定了端子S23短路（取消由于電樞線未連而產(chǎn)生TGLS報警）。再次開機試驗，發(fā)現(xiàn)HCAL報警 消失，由此確認，故障與驅(qū)動器本身無關(guān)， 其故障部位在電樞線或伺服電動機上。拆下Y軸伺服電動機檢查，發(fā)現(xiàn)該軸電動機由于安裝位置不良，長期有冷 卻水濺入電樞線插頭， 引起了電樞線插頭的絕緣不良， 產(chǎn)生了短路； 更換電動機 插頭，并對冷卻水進行防護處理后，機床恢復(fù)正常。例210速度控制單元BRK報警的故障維修故障現(xiàn)象：一臺采用FANUC 6M系統(tǒng)，配套FANUC

14、DCIO型PWM直流伺 服驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)控銑床，在自動運行過程中突然停機，CNC出現(xiàn)ALM401、ALM43 -報警。分析與處理過程：FANUC 6M出現(xiàn)ALM4O1報警的含義同上；ALM431是Z軸跟隨誤差報警。檢查伺服驅(qū)動系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)Z軸速度控制單元的BRK報警燈亮，表明主回路 斷路器跳閘，分析故障原因，可以初步確定為主回路存在短路或過電流。重新合上主回路斷路器NBFI/NBF2后，測量Z軸速度控制單元電源進線， 發(fā)現(xiàn)U、W間存在短路，對照速度控制單元主回路原理圖（見圖5-12）逐一檢查主 回路各元器件， 測量發(fā)現(xiàn)，該速度控制單元的主回路浪涌吸收器ZNR存在短路。 更換同規(guī)格的浪涌吸收器后，在

15、測量確認主回路已無短路的情況下，再次開機， 機床故障排除。例211速度控制單元HVAL報警的故障維修故障現(xiàn)象： 某配套FANUC 6M系統(tǒng)，DC2O/3O型直流PWM驅(qū)動的臥式加 工中心，在自動加工過程中，偶然出現(xiàn)ALM4O1、ALM421報警。分析與處理過程：FANUC 6M出現(xiàn)ALM4O1報警的含義同上；ALM421是Y軸位置跟隨超差報警。由于故障偶爾出現(xiàn)，初步判定CNC與伺服驅(qū)動系統(tǒng)本身無損壞；據(jù)操作人 員反映，在機床手動、回參考點工作時，均無報警，分析電纜連接不良的可能性 亦較小。為了確定故障原因，維修時對Y軸編制了空運行試驗程序，經(jīng)多次試驗確 認：故障多在快進起動與停止時出現(xiàn)，故障時

16、，速度控制單元上HVAL報警指 示燈亮，表明驅(qū)動系統(tǒng)存在過電壓。測量速度控制單元輸入電源， 發(fā)現(xiàn)輸入電壓正確； 檢查直流母線上的制動電 阻、斬波管均未損壞，初步判定故障是由于機械負載過重引起的。由于該機床Y軸采用了液壓平衡系統(tǒng)，分析機械負載過重可能與平衡液壓 缸的壓力調(diào)節(jié)有關(guān)， 進一步檢查液壓系統(tǒng)， 發(fā)現(xiàn)平衡壓力調(diào)整過低； 重新調(diào)正平 衡系統(tǒng)壓力后，故障現(xiàn)象消失，機床恢復(fù)正常。例212例213速度控制單元OVC報警的故障維修例212故障現(xiàn)象： 某配套FANUC 6M系統(tǒng)的進口立式加工中心，在自動 加工過程中出現(xiàn)ALM402、ALM403、ALM441報警。分析與處理過程：FANUC 6M出現(xiàn)以

17、上報警的含義如下：ALM401：附加軸（第4軸）速度控制單元過載報警。ALM403：第4軸速度控制單元未準備好報警。ALM441：第4軸位置跟隨誤差超過報警。由于該機床的第4軸（A軸）為數(shù)控轉(zhuǎn)臺，根據(jù)報警的含義，檢查A軸速度控 制單元及伺服電動機，發(fā)現(xiàn)該軸伺服電動機表面溫度明顯過高，證明A軸事實 上存在過載。為了分清故障部位，在回轉(zhuǎn)臺上取下了伺服電動機，旋轉(zhuǎn)A軸蝸桿，發(fā)現(xiàn) 蝸桿已被完全夾緊?？紤]到該軸有液壓夾緊機構(gòu)，在松開A軸液壓夾緊機構(gòu)后 再試驗，但蝸桿仍無法轉(zhuǎn)動，由此確認故障是由于A軸機械負載過重引起的。打開A軸轉(zhuǎn)臺檢查，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺內(nèi)部的夾緊裝置及檢測開關(guān)位置調(diào)節(jié)不當， 使A軸在松開狀態(tài)下，

18、仍然無法轉(zhuǎn)動；重新調(diào)整轉(zhuǎn)臺夾緊裝置及檢測開關(guān)后， 再次試驗，報警消失，機床恢復(fù)正常。例213故障現(xiàn)象：一臺采用FANUC 6M系統(tǒng)的進口立式加工中心，自動 加工過程中，CRT顯示ALM403、ALM441報警。分析與處理過程：ALM403、ALM441報警的含義同前。根據(jù)報警內(nèi)容，可 以確定故障的主要原因是第4軸驅(qū)動器未準備好。檢查報警時第4軸速度控制單 元的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)該軸伺服驅(qū)動器的指示燈 “OVC亮，表明速度控制單元存在過載。經(jīng)與上例同樣的檢查，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺可以正常松開，而且在取下工件后，程序空 運行動作完全正常，證明轉(zhuǎn)臺本身無故障。檢查機床實際情況，發(fā)現(xiàn)該機床的A軸除在轉(zhuǎn)臺側(cè)夾緊外，尾架上亦

19、帶有 液壓夾緊裝置。A軸回轉(zhuǎn)需要兩者同時松開方可進行。調(diào)節(jié)尾架液壓夾緊裝置，在保證可靠松開后，故障排除，機床報警消失。例214速度控制單元LVAL報警的故障維修故障現(xiàn)象： 一臺配套FANUC 6M系統(tǒng)的立式加工中心，在開機后，系統(tǒng)顯 示ALM401報警。分析與處理過程：FANUC 6M系統(tǒng)出現(xiàn)ALM 401的原因同前述。經(jīng)檢查X軸速度控制單元的報警指示燈LVAL亮，表明速度控制單元存在電源電壓過低報 警。根據(jù)LVAL報警可能的原因，首先檢查驅(qū)動器的ACl8V輸入，測量表明， 輸入電壓正確。 進一步檢查輔助電源熔斷器F8/F9正常，表明輔助電源回路無短 路。對照FANUC直流伺服單元原理圖，開機

20、后測量驅(qū)動器輔助電源控制電壓，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動器DCI5V為“0”，表為+15V輔助電源故障。逐級測量+15V輔助電源 回路各元器件，最終發(fā)現(xiàn)驅(qū)動器的DCI5V集成穩(wěn)壓器件Q11(7815損壞。更換同規(guī)格集成電路后，測量+15V正常，LVAL亮滅，機床報警消失，故 障排除。例215例216測速發(fā)電機引起的位置跟隨誤差報警的故障維修例215故障現(xiàn)象： 一臺配套FANUC 7M系統(tǒng)的加工中心，機床起動后，CRT顯示38號報警。分析與處理過程：FANUC 7M出現(xiàn)38號報警的含義是Z軸停止時的位置跟 隨誤差超過允許的范圍。對于直流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，為了加快動態(tài)響應(yīng)速度，當坐標軸處于停止狀態(tài)， 電動機應(yīng)處于“零位

21、抖動”狀態(tài)。 在正常情況下， 這一狀態(tài)的速度控制單元的測 量端CH8對地電壓應(yīng)在 0.5V以下，若此值過大，就會導(dǎo)致工作臺停止時的位 置跟隨誤差超過參數(shù)設(shè)定的允許范圍。在本機床上，檢查速度控制單元的增益調(diào)整RVI電位器在60左右，相當 于速度環(huán)增益為251/S，應(yīng)屬于正常的設(shè)定，調(diào)整RVI故障無法排除。進一步利用示波器觀察測量端CH2的測速發(fā)電機輸入波形， 并與其他軸的 信號相比較，發(fā)現(xiàn)Z軸的測速發(fā)電機的輸入信號脈動過大， 初步判定故障是由 測速發(fā)電機不良引起的。進一步檢查發(fā)現(xiàn)， 測速發(fā)電機的刷架機械位置發(fā)生了偏 移、刷架已經(jīng)斷裂， 造成反饋信號的脈動過大， 引起停止時的位置跟隨誤差的超 差。

22、更換測速發(fā)電機的刷架后，故障排除，機床恢復(fù)正常。例216故障現(xiàn)象： 一臺配套FANUC 7M系統(tǒng)的立式加工中心，開機時， 系統(tǒng)出現(xiàn)ALM05、07和37號報警。分析與處理過程：FANUC 7M系統(tǒng)ALM05、ALM07的含義同前；ALM37是Y軸位置誤差過大報警。分析以上報警，ALM05報警是由于系統(tǒng)“急?！毙盘栆鸬?，通過檢查可 以排除；ALM07報警是系統(tǒng)中的速度控制單元未準備好，可能的原因有：1）電動機過載。2）伺服變壓器過熱。3）伺服變壓器保護熔斷器熔斷。4）輸入單元的EMG（INI）和EMG（IN2）之間的觸點開路。5）輸入單元的交流100V熔斷器熔斷（F5）。6）伺服驅(qū)動器與CNC

23、間的信號電纜連接不良。7）伺服驅(qū)動器的主接觸器（MCC）斷開。ALM 37報警的含義是“位置跟隨誤差超差”。綜合分析以上故障， 當速度控制單元出現(xiàn)報警時， 一般均會出現(xiàn)ALM 37報 警，因此故障維修應(yīng)針對ALM07報警進行。在確認速度控制單元與CNC、伺服電動機的連接無誤后，考慮到機床中使 用的X、Y、Z伺服驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)完全一致，為了迅速判斷故障部位， 加快維修進度，維修時首先將X、Z兩個軸的CNC位置控制器輸出連線XC（Z軸）和XF（Y）軸以及測速反饋線XE（Z軸）與XH（Y軸）進行了對調(diào)。這樣，相當于 用CNC的丫軸信號控制Z軸，用CNC的Z軸信號控制丫軸，以判斷故障部位 是在C

24、NC側(cè)還是在驅(qū)動側(cè)。經(jīng)過以上調(diào)換后開機，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象不變，說明本 故障與CNC無關(guān)。在此基礎(chǔ)上， 為了進一步判別故障部位， 區(qū)分故障是由伺服電動機或驅(qū)動器 引起的，維修時再次將丫、Z軸速度控制單元進行了整體對調(diào)。經(jīng)試驗，故障仍 然不變，從而進一步排除了速度控制單元的原因，將故障范圍縮小到Y(jié)軸直流 伺服電動機上。為此，拆開了直流伺服電動機， 經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)， 該電動機的內(nèi)裝測速發(fā)電機與 伺服電動機間的聯(lián)接齒輪存在松動， 其余部分均正常。 將其聯(lián)接緊固后， 故障排 除。例217系統(tǒng)主板不良引起的跟隨誤差報警的故障維修故障現(xiàn)象： 一臺配套FANUC 6ME的加工中心，在加工過程中，突然停機，CRT顯示4

25、01、410、420報警。分析與處理過程：FANUC 6M系統(tǒng)CRT上顯示401報警的含義與可能的原 因同上。報警410、420的含義是“X軸和Y軸停止時的位置偏差過大”，其可 能的原因有：1）位置偏差值設(shè)定錯誤。2）輸入電源電壓太低。3）伺服電動機不良。4）電動機的動力線和反饋線連接故障。5）速度控制單元故障以及系統(tǒng)主板的位置控制部分故障， 等等?？紤]到本機床X、Y軸速度控制單元同時存在報警，因此，故障一般都與速 度控制單元的公共部分有關(guān)。通過檢查伺服驅(qū)動器電源、速度控制單元輔助電源、速度控制單元與CNC的連接等公共部分， 未發(fā)現(xiàn)不良： 初步判定可能是系統(tǒng)主板的位置控制部分不良 引起的?？紤]

26、到現(xiàn)場有同類機床，為維修提供了便利。通過替換主板，確認了故 障是由于系統(tǒng)主板不良引起的，直接更換主板后，排除故障，機床恢復(fù)正常。例218編碼器不良引起的跟隨誤差報警的故障維修故障現(xiàn)象： 某配套FANUC 3MA系統(tǒng)的數(shù)控銑床，在運行過程中系統(tǒng)顯示ALM31報警。分析及處理過程：FANUC 3MA系統(tǒng)顯示ALM 31報警的含義是“坐標軸的 位置跟隨誤差大于規(guī)定值”。通過系統(tǒng)的診斷參數(shù)DGN 800、801、802檢查，發(fā)現(xiàn)機床停止時DGN 800（X軸的位置跟隨誤差）在一1與一2之間變化；DGN801 （Y軸的位置跟隨誤差）在 與1之間變化；但DGN802 （Z軸的位置跟隨誤差）值始終為“0”。

27、由于伺服系統(tǒng)的停止是閉環(huán)動態(tài)調(diào)整過程，其位置跟隨誤差不可以始終為“0”，現(xiàn)象表明Z軸位置測量回路可能存在故障。為進一步判定故障部位，采用交換法，將Z軸和X軸驅(qū)動器與反饋信號互 換，即：利用系統(tǒng)的X軸輸出控制Z軸伺服，此時，診斷參數(shù)DGN 800數(shù)值變 為0，但DGN 802開始有了變化，這說明系統(tǒng)的Z軸輸出以及位置測量輸入接 口無故障。故障最大的可能是Z軸伺服電動機的內(nèi)裝式編碼器或編碼器的連接 電纜存在不良。通過示波器檢查Z軸的編碼器，發(fā)現(xiàn)該編碼器輸出信號不良；更換新的編 碼器，機床即恢復(fù)正常。例219例220機械傳動系統(tǒng)引起的跟隨誤差報警的故障維修例219故障現(xiàn)象： 一臺采用FANUC 6M

28、系統(tǒng)的臥式加工中心，在B軸旋 轉(zhuǎn)時（不論手動或回參考點），出現(xiàn)ALM403、ALM441報警。分析與處理過程：FANUC 6M系統(tǒng)出現(xiàn)ALM403、441報警的含義同前。檢 查該機床的實際情況， 發(fā)現(xiàn)機床配用的是齒牙盤回轉(zhuǎn)工作臺， 工作臺的回轉(zhuǎn)應(yīng)首 先抬起轉(zhuǎn)臺后，才能進行。檢查機床的實際動作，當按下B軸方向鍵后，轉(zhuǎn)臺有“抬起”動作，但回 轉(zhuǎn)動作一開始即出現(xiàn)以上報警?，F(xiàn)場分析，估計報警的原因是由于工作臺抬起不到位引起的。進一步檢查， 確認以上原因；重新調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臺抬起行程，確保抬起到位后，故障排除，機床恢復(fù) 正常。例220故障現(xiàn)象： 一臺采用FANUC 6M系統(tǒng)的進口立式加工中心，在A軸回轉(zhuǎn)時，出現(xiàn)

29、ALM403、ALM441報警。分析與處理過程： 機床故障的分析過程同前例， 但現(xiàn)場分析試驗后發(fā)現(xiàn)本機 床故障與上面幾例的區(qū)別是， 在本例中，當取下工件后，A軸運動立即恢復(fù)正常， 報警消除。為了分析比較， 維修時測量了有工件與無工件時的電動機負載情況， 測量發(fā) 現(xiàn)，當裝上工件尾架頂尖伸出后，A軸伺服電動機電流立即上升，直到超過額定 電流。根據(jù)以上現(xiàn)象，可以初步判定A軸過載的原因是尾架干涉引起的；重新調(diào) 整尾架伸出行程與壓力，并監(jiān)視A軸電流，保證尾架伸出后電動機電流在額定的30左右，故障消失，機床恢復(fù)正常。例221連接不良引起跟隨誤差報警的故障維修故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC 6M系統(tǒng)的數(shù)控銑床

30、（二手設(shè)備），開機后移動X軸，CNC顯示ALM411、ALM401報警。分析與處理過程：FANUC 6M系統(tǒng)ALM401報警的內(nèi)容同前，ALM411報 警的含義是“運動時X軸跟隨誤差超過” 。進一步分析、試驗，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)全部參數(shù)設(shè)置正確，開機時驅(qū)動器無報警，且 利用增量方式或手輪方式少量移動X軸（0.2mm）,機床仍無報警，且顯示變化， 但電動機不轉(zhuǎn)。通過診斷參數(shù)檢查X軸跟隨誤差DGN800的值，發(fā)現(xiàn)在X軸運 動時，其值不斷增加，當超過 200時，即出現(xiàn)報警，這一點與系統(tǒng)的“停止時 允差”監(jiān)控參數(shù)一致。由于機床開機時速度控制單元均無報警，且CNC跟隨誤差能變化，初步判 定機床的CNC與速度控制單

31、元均無故障。利用萬用表測量驅(qū)動器的VCMD（速度給定電壓）輸入，發(fā)現(xiàn)此值始終為“0”，即：故障原因為CNC的速度給定電壓 未輸入到驅(qū)動器。在故障確定后，檢查CNC至速度控制單元的連線，發(fā)現(xiàn)X軸速度給定輸出 線中間已斷裂；重新連接后，故障排除，X軸即可正常工作。例222速度控制單元不良引起跟隨誤差報警的故障維修故障現(xiàn)象： 一臺配套FANUC 6M系統(tǒng)的立式加工中心，在自動加工過程中 突然出現(xiàn)ALM401、ALM431報警。分析與處理過程：FANUC 6M系統(tǒng)ALM 401、ALM 431的含義同前述。故 障的分析與測量過程同上例。經(jīng)測量速度控制單元的測量端CHl8上的VCMD輸入有電壓，但測量端

32、CH8上的電流給定值始終為0V，判定故障應(yīng)與速度調(diào)節(jié)器回路有關(guān)。對照FANUC直流伺服單元原理圖分析、檢查速度調(diào)節(jié)器各組成元器件，經(jīng) 測量發(fā)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)器的集成運算放大器Q1的反向輸入端（Q1的2腳）輸入有電 壓，但Q1的輸出端（Q1的1腳）始終為0V，由此確認Q1損壞。更換同規(guī)格的集 成運算放大器后，故障排除，機床恢復(fù)正常。例223系統(tǒng)參數(shù)錯誤引起跟隨誤差報警的故障維修故障現(xiàn)象： 一臺配套FANUC 6ME的加工中心，在開機后CRT顯示401、410、411、420、421、430、431號報警。分析與處理過程：FANUC 6M系統(tǒng)CRT上顯示以上報警的含義及分析過程 同前。初步判定故障發(fā)生在

33、速度控制單元的公共部分。檢查伺服驅(qū)動器電源、 速度控制單元輔助電源等公共部分， 未發(fā)現(xiàn)伺服驅(qū)動 系統(tǒng)存在不良?？紤]到在一般情況下，同時發(fā)生X軸、丫軸、Z軸伺服驅(qū)動器損 壞的可能性較小， 因此維修時檢查了伺服系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定。 經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)， 該機床 的部分參數(shù)存在不同程度上的錯誤。 在故障原因不明的情況下， 根據(jù)機床原出廠 數(shù)據(jù)，首先對參數(shù)進行了恢復(fù)，重新開機后，故障清除，機床恢復(fù)正常工作。為了保證加工精度，又對機床的間隙、螺距等參數(shù)進行了重新測量與補償， 機床的精度得到了恢復(fù)，機床工作完全正常。本故障的真正原因不明，初步判斷屬于偶然性干擾引發(fā)的存儲器數(shù)據(jù)混亂。例224例229運動不平穩(wěn)故障維修例

34、224故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC 7M系統(tǒng)的加工中心，進給加工過程 中，發(fā)現(xiàn)丫軸有振動現(xiàn)象。分析與處理過程： 加工過程中坐標軸出現(xiàn)振動、爬行現(xiàn)象與多種原因有關(guān)， 故障可能是機械傳動系統(tǒng)的原因，亦可能是伺服進給系統(tǒng)的調(diào)整與設(shè)定不當?shù)?等。為了判定故障原因，將機床操作方式置于手動方式，用手搖脈沖發(fā)生器控制丫軸進給，發(fā)現(xiàn)丫軸仍有振動現(xiàn)象。在此方式下，通過較長時間的移動后，丫軸速度單元上OVC報警燈亮。證明丫軸伺服驅(qū)動器發(fā)生了過電流報警，根據(jù)以 上現(xiàn)象，分析可能的原因如下：1）電動機負載過重。2）機械傳動系統(tǒng)不良3）位置環(huán)增益過高。4）伺服電動機不良，等等。維修時通過互換法，確認故障原因出在直流伺服

35、電動機上。卸下丫軸電動 機，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)6個電刷中有2個的彈簧已經(jīng)燒斷， 造成了電樞電流不平衡， 使 電動機輸出轉(zhuǎn)矩不平衡。另外，發(fā)現(xiàn)電動機的軸承亦有損壞，故而引起丫軸的 振動與過電流。更換電動機軸承與電刷后，機床恢復(fù)正常例225故障現(xiàn)象： 一臺配套FANUC 6ME的加工中心，在長期使用后，只 要工作臺移動到行程的中間段，X軸即出現(xiàn)緩慢的正、反向擺動。分析與處理過程： 由于機床在其他位置時工作均正常，因此，系統(tǒng)參數(shù)、伺 服驅(qū)動器和機械部分應(yīng)無問題?？紤]到機床已經(jīng)過長期使用， 機床與伺服驅(qū)動系統(tǒng)之間的配合可能會發(fā)生部 分改變，一旦匹配不良，可能引起伺服系統(tǒng)的局部振動。根據(jù)FANUC伺服驅(qū)動 系統(tǒng)

36、的調(diào)整與設(shè)定說明，維修時通過改變X軸伺服單元上的S6、S7、S11、S13等設(shè)定端的設(shè)定，消除了機床的振動。例226故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC 6ME的加工中心，在長期使用后，手 動操作Z軸時有振動和異常響聲，CRT顯示431號報警。分析與處理過程：FANUC 6M系統(tǒng)出現(xiàn)431號報警的含義是 “移動過程中Z軸誤差過大”。通過系統(tǒng)的位置跟隨誤差診斷參數(shù)DGN802檢查Z軸的位置誤 差，發(fā)現(xiàn)此值超過了系統(tǒng)允許的范圍。為了分清故障部位， 考慮到機床伺服系統(tǒng)為半閉環(huán)結(jié)構(gòu)， 通過脫開電動機與 絲杠的聯(lián)接再次開機試驗， 發(fā)現(xiàn)伺服驅(qū)動系統(tǒng)工作正常， 故障清除， 從而初步判 定故障原因在機床機械部分。利用

37、手動轉(zhuǎn)動機床Z軸，發(fā)現(xiàn)絲杠轉(zhuǎn)動困難，絲杠的軸承發(fā)熱。經(jīng)仔細檢 查，發(fā)現(xiàn)Z軸導(dǎo)軌無潤滑，造成Z軸摩擦阻力過大；重新修理Z軸潤滑系統(tǒng)后， 機床恢復(fù)正常。例227故障現(xiàn)象： 一臺配套FANUC 3M系統(tǒng)的數(shù)控銑床，在快速移動時，X軸與Y軸電動機有異常聲，Z軸出現(xiàn)不規(guī)則的抖動， 并且在主軸起動后， 現(xiàn)象 更為明顯。分析與處理過程： 根據(jù)故障現(xiàn)象， 初步判定該故障與驅(qū)動系統(tǒng)公共電源部件 有關(guān)。但利用萬用表檢查各軸驅(qū)動器和CNC系統(tǒng)的工作電壓，都滿足要求。為 了進一步對輸入電源進行確認， 維修時用示波器仔細檢查了電源的輸入波形， 發(fā) 現(xiàn)伺服驅(qū)動器直流整流的交流輸入電壓波形異常。 再向前進行逐級檢查， 最終

38、發(fā) 現(xiàn)驅(qū)動器的輸入匹配電阻存在問題， 經(jīng)測量其阻值已經(jīng)變大； 換上電阻后， 機床 恢復(fù)正常。例228故障現(xiàn)象： 一臺配套FANUC 6ME系統(tǒng)的加工中心，X軸在靜止時 機床工作正常，無報警；但在X軸運動過程中，出現(xiàn)振動，伴有噪聲。分析與處理過程： 由于機床在X軸靜止時機床工作正常，無報警，初步判 定數(shù)控系統(tǒng)與驅(qū)動器無故障?？紤]到X軸運動時定位正確，因此，進一步判定 系統(tǒng)X位置環(huán)工作正常。檢查X軸的振動情況，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，振動的頻率與運動速度有關(guān)，運動速 度快振動頻率較高， 運動速度慢則振動頻率低， 初步認為故障與速度反饋環(huán)節(jié)有 關(guān)。分析引起以上故障可能的原因有：1）測速發(fā)電機不良。2）測速發(fā)電機

39、連接不良。3）直流伺服電動機不良。維修時首先檢查X軸伺服電動機的測速發(fā)電機連接，未發(fā)現(xiàn)不良。檢查X軸伺服電動機與內(nèi)裝式測速發(fā)電機， 發(fā)現(xiàn)換向器表面積有較多的碳粉， 用壓縮空 氣進行清理后，故障未消除。進一步利用數(shù)字萬用表， 測量測速發(fā)電機換向片之間的電阻值， 經(jīng)比較后發(fā) 現(xiàn)，有一對極片間的電阻值比其他各對極片間的電阻值大了很多，說明測速發(fā)電 機繞組內(nèi)部存在斷路現(xiàn)象。更換新的測速發(fā)電機后，機床恢復(fù)正常。例229故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC 6ME系統(tǒng)的加工中心，X軸在運動 時速度不穩(wěn)；由運動到停止的過程中， 在停止位置出現(xiàn)較大幅度的振蕩， 有時不 能完成定位，必須關(guān)機后，才能重新工作。分析與處理

40、過程： 仔細觀察機床的振動情況，發(fā)現(xiàn)X軸振蕩頻率較低，且 無異常聲。從振蕩現(xiàn)象上看，故障現(xiàn)象與閉環(huán)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定有關(guān)，如：系統(tǒng)增益 設(shè)定過高、積分時間常數(shù)設(shè)定過大等。檢查系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定、 伺服驅(qū)動器的增益、 積分時間電位器調(diào)節(jié)等均在合適 的范圍，且與故障前的調(diào)整完全一致，因此可以初步判斷X軸的振蕩與參數(shù)的 設(shè)定與調(diào)節(jié)無關(guān)。為了進一步驗證， 維修時在記錄了原調(diào)整值的前提下， 將以上參數(shù)進行了重 新調(diào)節(jié)與試驗，發(fā)現(xiàn)故障依然存在，證明了判斷的正確性。在以上處理的基礎(chǔ)上， 將參數(shù)與調(diào)整值重新回到原設(shè)定后， 對伺服電動機與 測量系統(tǒng)進行了檢查。 首先清理了測速發(fā)電機和伺服電動機的換向器表面， 并用 數(shù)字表

41、檢查測速發(fā)電機繞組情況。 檢查發(fā)現(xiàn)， 該伺服電動機的測速發(fā)電機轉(zhuǎn)子與 電動機軸之間的連接存在松動，粘接部分已經(jīng)脫開；經(jīng)重新連接后，開機試驗，故障現(xiàn)象消失，機床恢復(fù)正常工作例230CNC顯示位置測量系統(tǒng)報警故障維修故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC 6M的加工中心，機床起動后，在自動方式運 行下，CRT顯示416號報警。分析與處理過程：FANUC 6M出現(xiàn)416號報警的含義是“X軸位置測量系統(tǒng) 錯誤”。根據(jù)故障的含義以及FANUC 6M系統(tǒng)的實際配置，維修時按下列順序 進行了檢查與確認：1）檢查脈沖編碼器，未發(fā)現(xiàn)不良。2）檢查電動機、驅(qū)動器各連接器，均已經(jīng)牢固連接。3）用萬用表測量電動機各電纜的連接，

42、未發(fā)現(xiàn)問題。4）交換驅(qū)動器的控制板未見異常。5）重新起動機床，進行手動、回零操作，機床工作正常。為了進一步判斷故障原因，在機床自動方式下進行空運轉(zhuǎn)試驗，在1h后又 出現(xiàn)41 6號報警?？紤]到故障的不穩(wěn)定性， 在發(fā)生故障的位置停止機床， 再次按 上述順序進行仔細復(fù)查， 發(fā)現(xiàn)編碼器反饋信號線中有一根線接觸不良。 換接備用 線后，機床恢復(fù)正常工作。6.1.2 FANUC 交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)故障維修 30 例例231工作數(shù)小時后出現(xiàn)劇烈振動的故障維修故障現(xiàn)象： 某采用FANUC 0T數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床，開機時全部動作正常， 伺服進給系統(tǒng)高速運動平穩(wěn)、 低速無爬行， 加工的零件精度全部達到要求。 當機 床

43、正常工作57h后（時間不定）,Z軸出現(xiàn)劇烈振蕩，CNC報警，機床無法正常 工作。這時，即使關(guān)機再起動，只要手動或自動移動Z軸，在所有速度范圍內(nèi)，都發(fā)生劇烈振蕩。但是，如果關(guān)機時間足夠長（如：第二天開機），機床又可以正 常工作57h,并再次出現(xiàn)以上故障，如此周期性重復(fù)。分析與處理過程：該機床X、Z分別采用FANUC 5、10型AC伺服電動機 驅(qū)動，主軸采用FANUC 8SAC主軸驅(qū)動， 機床帶液壓夾具、 液壓尾架和15把刀 的自動換刀裝置，全封閉防護，自動排屑。因此，控制線路設(shè)計比較復(fù)雜，機床 功能較強。根據(jù)以上故障現(xiàn)象，首先從大的方面考慮，分析可能的原因不外乎機械、電 氣兩個方面。在機械方面，

44、可能是由于貼塑導(dǎo)軌的熱變形、脫膠，滾珠絲杠、絲 杠軸承的局部損壞或調(diào)整不當?shù)仍蛞鸬姆蔷鶆蛐载撦d變化， 導(dǎo)致進給系統(tǒng)的 不穩(wěn)定。在電氣方面， 可能是由于某個元器件的參數(shù)變化， 引起系統(tǒng)的動態(tài)特性 改變，導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定等等。鑒于本機床采用的是半閉環(huán)伺服系統(tǒng)， 為了分清原因， 維修的第一步是松開Z軸伺服電動機和滾珠絲杠之間的機械聯(lián)接，在Z軸無負載的情況下，運行加工 程序，以區(qū)分機械、電氣故障。經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)：故障仍然存在，但發(fā)生故障的時間 有所延長。因此，可以確認故障為電氣原因，并且和負載大小或溫升有關(guān)。由于數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)包含了CNC、伺服驅(qū)動器、伺服電動機等三大 部分，為了進一步分清原因，

45、維修的第二步是將CNC的X軸和Z軸的速度給定 和位置反饋互換（CNC的M6與M8、M7與M9互換），即：利用CNC的X軸指 令控制機床的Z軸伺服和電動機運動，CNC的Z軸指令控制機床的X軸伺服和 電動機運動， 以判別故障發(fā)生在CNC或伺服。經(jīng)更換發(fā)現(xiàn)，此時CNC的Z軸（帶X軸伺服及電動機）運動正常，但X軸（帶Z軸伺服及電動機）運動時出現(xiàn)振蕩。 據(jù)此，可以確認故障在Z軸伺服驅(qū)動或伺服電動機上?？紤]到該機床X、Z軸采用的是同系列的AC伺服驅(qū)動，其伺服PCB板型 號和規(guī)格相同，為了進一步縮小檢查范圍，維修的第三步是在恢復(fù)第二步CNC和X、Z伺服間的正常連接后，將X、Z的PCB板經(jīng)過調(diào)整設(shè)定后互換。經(jīng)

46、互換 發(fā)現(xiàn)，這時X軸工作仍然正常，Z軸故障現(xiàn)象不變。根據(jù)以上試驗和檢查，可以確認故障是由于Z軸伺服主電路或伺服電動機 的不良而引起的。但由于X、Z電動機的規(guī)格相差較大，現(xiàn)場無相同型號的伺服 驅(qū)動和電動機可供交換，因此不可以再利用“互換法”進行進一步判別?？紤]到 伺服主電路和伺服電動機的結(jié)構(gòu)相對比較簡單， 故采用了原理分析法再進行了以 下檢查，具體步驟如下。1）伺服主回路分析。經(jīng)過前面的檢查，故障范圍已縮小到伺服主回路與伺服 電動機上，當時編者主觀認為伺服主回路， 特別是逆變功率管由于長時間在高壓、 大電流情況下工作，參數(shù)隨著溫度變化而變值的可能性較大。 為此測繪了實際AC驅(qū)動主回路原理圖（如圖

47、6-1所示）（說明 ：后來的事實證明筆者這一步的判斷 是不正確的， 但為了如實反映當時的維修過程， 并便于讀者系統(tǒng)參考， 現(xiàn)仍將本 部分內(nèi)容列出）。圖6-1是根據(jù)實物測繪的FANUC AC伺服主回路原理圖（板號：A06B6050-H103）。根據(jù)原理圖可以分析、判斷圖中各元器件的作用如下：NFBl為進線斷路器，MCC為伺服主接觸器，ZNR為進線過電壓抑制器。VAVF為直流整流電路，TATF為PWM逆變主回路。C1、C2、C3、R1為濾 波電路，VI、V2、R2、T1為直流母線電壓控制回路。R3為直流母線電流檢測 電阻，R4、R5為伺服電動機相電流檢測電阻，R6R8為伺服電動機能耗制動電 阻。經(jīng)

48、靜態(tài)測量，以上元器件在開機時及發(fā)生故障停機后其參數(shù)均無明顯變化， 且在正常范圍。為進一步分析判斷，在發(fā)生故障時，對主回路的實際工作情況進行了以下分析測量：對于直流整流電路，若VAVF正常，則當輸入線電壓Ul為200V時，A、B間的直流平均電壓應(yīng)為：UAB=1.35XUl=270V考慮到電容器C1的作用，直流母線的實際平均電壓應(yīng)為整流電壓的1.11.2倍左右，即300325V左右。實際測量（在實際伺服單元上，為CN3的5腳與CN4的1腳間），此值為正常，可以判定VAVF無故障。主要元件參數(shù)： C1: 680 獷， C2 : 1200 獷，C3 : 3.3 獷，R1 : 20kR2: 16 Q R

49、3: 0.12 Q，R4/R5: 0.05 Q， R6/R7/R8: 0.6n圖 6-1伺服驅(qū)動主回路原理圖對于直流母線控制回路，若VI、V2、T1、R2、R3工作正常，則C、D間 的直流電壓應(yīng)略低于A、B間的電壓，實際測量（在實際伺服單元上，為CN4的1腳與CN4的5腳間），此值正常，可以判斷以上元器件無故障。但測量TATF組成的PWM逆變主回路輸出（T1的5、6、7端子），發(fā)現(xiàn)V相電壓有時通時斷的現(xiàn)象，由此判斷故障應(yīng)在V相。為了進一步確認，維修時將U相的逆變晶體管（TA、TB）和V相的逆變晶體 管（TC、TD）作了互換，但故障現(xiàn)象不變。經(jīng)以上檢查，可以確認：故障原因應(yīng)在伺服電動機上。2）伺

50、服電動機檢查與維修。在故障范圍確認后，對伺服電動機進行了仔細的 檢查，最終發(fā)現(xiàn)電動機的V相絕緣電阻在故障時變小，當放置較長時間后，又恢復(fù)正常。為此，維修時按以下步驟拆開了伺服電動機（參見圖6-2）。圖6-2伺服電動機結(jié)構(gòu)示意圖1-電樞線插座2-連接軸3-轉(zhuǎn)子4-外殼5-繞組6-后蓋聯(lián)接螺釘7-安裝座8一安裝座聯(lián)接螺釘9-編碼器固定螺釘10-編碼器聯(lián)接螺釘11-后蓋12-橡膠蓋13-編碼器軸14-編碼器電纜15-編碼器插座1松開后蓋聯(lián)接螺釘6,取下后蓋112取出橡膠蓋12。3取出編碼器聯(lián)接螺釘10,脫開編碼器和電動機軸之間的聯(lián)接。4松開編碼器固定螺釘9,取下編碼器。注意：由于實際編碼器和電動機軸

51、 之間是錐度嚙合，聯(lián)接較緊，取編碼器時應(yīng)使用專門的工具，小心取下。5松開安裝座聯(lián)接螺釘8,取下安裝座7。這時，可以露出電動機繞組5,經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)該電動機繞組和引出線中間的 連接部分由于長時間的冷卻水滲漏，絕緣已經(jīng)老化；經(jīng)過重新連接、處理，再根 據(jù)圖6-2重新安裝上安裝座7,并固定編碼器連接螺釘10,使編碼器和電動機軸嚙 合。3）轉(zhuǎn)子位置的調(diào)整。在完成伺服電動機的維修后，為了保證編碼器的安裝正 確，又進行了轉(zhuǎn)子位置的檢查和調(diào)整，方法如下：1將電動機電樞線的V、W相（電樞插頭的B、C腳）相連。2將U相（電樞插頭的A腳）和直流調(diào)壓器的“+”端相聯(lián)，V、W和直流調(diào)壓 器的“”端相聯(lián)（見圖6-3a）,編

52、碼器加入+5V電源（編碼器插頭的J、N腳間）。3通過調(diào)壓器對電動機電樞加入勵磁電流。這時，因為lu=lv+lw，且lv=lw,事實上相當于使電動機工作在圖6-3b所示的90o位置，因此伺服電動機（永磁式）將自動轉(zhuǎn)到U相的位置進行定位。注意：加入的勵磁電流不可以太大，只要保證 電動機能進行定位即可（實際維修時調(diào)整在35A）。4在電動機完成U相定位后，旋轉(zhuǎn)編碼器，使編碼器的轉(zhuǎn)子位置檢測信號C1、C2、C4、C8（編碼器插頭的C、P、L、M腳）同時為“1”，使轉(zhuǎn)子位置檢測信號和 電動機實際位置一致；5安裝編碼器固定螺釘，裝上后蓋，完成電動機維修。經(jīng)以上維修，機床恢復(fù)了正常。圖 6-3 轉(zhuǎn)子位置調(diào)整示

53、意圖維修體會與維修要點：在數(shù)控機床維修過程中， 有時會遇到一些比較特殊的故障， 例如：有的機床 在剛開機時，系統(tǒng)和機床工作正常，但當工作一段時間后，將出現(xiàn)某一故障。這 種故障有的通過關(guān)機清除后， 機床又可以重新工作； 有的必須經(jīng)過較長的關(guān)機時 間，讓機床“休息”一段時間，機床才能重新工作。 此類故障常常被人們稱為 “軟 故障”。(*)屈沁連農(nóng):創(chuàng)“軟故障 ”的維修通常是數(shù)控機床維修中最難解決的問題之一。由于故障的 不確定性和發(fā)生故障的隨機性， 使得機床時好時壞， 這給檢查、 測量帶來了相當 的困難。維修人員必須具備較高的業(yè)務(wù)水平和豐富的實踐經(jīng)驗，仔細分析故障現(xiàn) 象，才能判定故障原因，并加以解決

54、。對于“軟故障 ”的維修，在條件許可時，使用 “互換法 ”可以較快地判別故 障所在，而根據(jù)原理的分析， 是解決問題的根本辦法。 維修人員應(yīng)根據(jù)實際情況， 仔細分析故障現(xiàn)象，才能判定故障原因，并加以解決。例232小范圍移動正常、大范圍移動出現(xiàn)劇烈振動的故障維修故障現(xiàn)象： 某采用FANUC 0T數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床，開機后，只要Z軸一 移動，就出現(xiàn)劇烈振蕩，CNC無報警，機床無法正常工作。分析與處理過程：經(jīng)仔細觀察、檢查，發(fā)現(xiàn)該機床的Z軸在小范圍（約2.5mm以內(nèi)）移動時，工作正常，運動平穩(wěn)無振動：但一旦超過以上范圍，機床即發(fā)生 激烈振動。根據(jù)這一現(xiàn)象分析， 系統(tǒng)的位置控制部分以及伺服驅(qū)動器本身應(yīng)無

55、故障， 初 步判定故障在位置檢測器件，即脈沖編碼器上?？紤]到機床為半閉環(huán)結(jié)構(gòu)， 維修時通過更換電動機進行了確認， 判定故障原 因是由于脈沖編碼器的不良引起的。為了深入了解引起故障的根本原因，維修時作了以下分析與試驗：1）在伺服驅(qū)動器主回路斷電的情況下，手動轉(zhuǎn)動電動機軸，檢查系統(tǒng)顯示，發(fā)現(xiàn)無論電動機正轉(zhuǎn)、 反轉(zhuǎn)，系統(tǒng)顯示器上都能夠正確顯示實際位置值， 表明位 置編碼器的A、B、*A、*B信號輸出正確。2）由于本機床Z軸絲杠螺距為5mm，只要Z軸移動2mm左右即發(fā)生振動， 因此，故障原因可能與電動機轉(zhuǎn)子的實際位置有關(guān)， 即脈沖編碼器的轉(zhuǎn)子位置檢測信號C1、C2、C4、C8信號存在不良。根據(jù)以上分析

56、，考慮到Z軸可以正常移動2.5mm左右，相當于電動機實際 轉(zhuǎn)動180o,因此，進一步判定故障的部位是轉(zhuǎn)子位置檢測信號中的C8存在不良。按照上例同樣的方法，取下脈沖編碼器后，根據(jù)編碼器的連接要求（見表6-1），在引腳N/T、J/K上加入DC5V后，旋轉(zhuǎn)編碼器軸，利用萬用表測量C1、C2、C4、C8,發(fā)現(xiàn)C8的狀態(tài)無變化，確認了編碼器的轉(zhuǎn)子位置檢測信號C8存在故障。表 6-1編碼器引腳連接表引腳ABCDEFGHJ/KLMN/TPRS信號ABC1*A*BZ*Z屏蔽+5VC4C80VC2OH1OH2進一步檢查發(fā)現(xiàn)，編碼器內(nèi)部的C8輸出驅(qū)動集成電路已經(jīng)損壞；更換集成電路后，重新安裝編碼器，并按上例同樣的

57、方法調(diào)整轉(zhuǎn)子角度后，機床恢復(fù)正常。例233.開機后發(fā)生周期性振動的報警維修故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC II M的加工中心，開機時，CRT顯示SV008號報警，Z軸發(fā)生周期性振動。分析與處理過程：FANUC ll M系統(tǒng)出現(xiàn)SV008報警的含義是“坐標軸停止 時的誤差過大”，引起本報警的可能原因有：1）系統(tǒng)位置控制參數(shù)設(shè)定錯誤。2）伺服系統(tǒng)機械故障。3）電源電壓異常。4）電動機和測速發(fā)電機、編碼器等部件連接不良。根據(jù)上述可能的原因，再結(jié)合Z軸作周期性振動的現(xiàn)象綜合分析，并通過 脫開電動機與絲杠的連接試驗，初步判定故障原因在伺服驅(qū)動系統(tǒng)的電氣部分。為了進一步判別故障原因，維修時更換了X、Z軸的伺

58、服電動機，進行試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)故障不變，由此判定故障原因不在伺服電動機。由于X、Y、Z伺服驅(qū)動器的控制板規(guī)格一致，在更改設(shè)定、短接端后，更 換控制板試驗，證明故障原因在驅(qū)動器的控制板上。更換驅(qū)動器控制板后，故障排除，機床恢復(fù)正常。例234運動過程中出現(xiàn)振動的故障維修故障現(xiàn)象： 一臺配套FANUC 11ME系統(tǒng)的加工中心，在長期使用后，X軸 作正向運動時發(fā)生振動。分析與處理過程： 伺服進給系統(tǒng)產(chǎn)生振動、爬行的原因主要有以下幾種：1）機械部分安裝、調(diào)整不良。2）伺服電動機或速度、位置檢測部件不良。3）驅(qū)動器的設(shè)定和調(diào)整不當。4）外部干擾、接地、屏蔽不良，等等。為了分清故障部位，考慮到機床伺服系統(tǒng)為半

59、閉環(huán)結(jié)構(gòu)，脫開電動機與絲杠 的連接后再次開機試驗， 發(fā)現(xiàn)故障仍然存在， 因此初步判定故障原因在伺服驅(qū)動 系統(tǒng)的電氣部分。為了進一步判別故障原因， 維修時更換了X、Y軸的伺服電動機， 進行試驗， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移到了Y軸，由此判定故障原因是由于X軸電動機不良引起的。利用示波器測量伺服電動機內(nèi)裝式編碼器的信號， 最終發(fā)現(xiàn)故障是由于編碼 器不良而引起的；更換編碼器后，機床恢復(fù)正常工作。例235開機后電動機產(chǎn)生尖叫的故障維修故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC 15MA數(shù)控系統(tǒng)的龍門加工中心， 在起動完成、 進入可操作狀態(tài)后，X軸只要一運動即出現(xiàn)高頻振蕩，電動機產(chǎn)生尖叫，系統(tǒng)無 任何報警。分析與處理過程： 在

60、故障出現(xiàn)后，觀察X軸拖板，發(fā)現(xiàn)實際拖板振動位移 很??；但觸摸電動機輸出軸，可感覺到轉(zhuǎn)子在以很小的幅度、極高的頻率振動：且振動的噪聲就來自X軸伺服電動機?？紤]到振動無論是在運動中還是靜止時均發(fā)生，與運動速度無關(guān)，故基本上 可以排除測速發(fā)電機、位置反饋編碼器等硬件損壞的可能性。分析可能的原因是CNC中與伺服驅(qū)動有關(guān)的參數(shù)設(shè)定、調(diào)整不當引起的：且由于機床振動頻率很高，因此時間常數(shù)較小的電流環(huán)引起振動的可能性較大。由于FANUC 15MA數(shù)控系統(tǒng)采用的是數(shù)字伺服，伺服參數(shù)的調(diào)整可以直接 通過系統(tǒng)進行， 維修時調(diào)出伺服調(diào)整參數(shù)頁面， 并與機床隨機資料中提供的參數(shù) 表對照，發(fā)現(xiàn)參數(shù)PRMl852、PRMl