伺服主电路驱动板的故障.docx
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伺服主电路驱动板的故障
例444．快速移动时出现414和410号报警的故障维修
故障现象：
某配套FANUC?
0M系统的立式加工中心，X轴快速移动时出现414和410号报警。
分析及处理过程：
414和410号报警的含义是"速度控制OFF"和"X轴伺服驱动异常"。
鉴于此机床在故障出现后能通过重新起动消除，但每次执行X轴快速移动时就报警，故初步判定故障与伺服电动机有关。
检查伺服电动机电源线插头，发现存在相间短路；重新连接后，故障排除。
例445；414、401号报警的故障维修
故障现象：
一台配套FANUC?
0系统的数控车床，开机后就出现414、401号报警。
分析与处理过程：
FANUC?
0数控系统的414、401号报警属于数字伺服报警，报警的具体含义分别是"X、Z位置测量系统出错"，"X、Z轴伺服放大器未准备好"。
向操作人员询问得知，因工厂基建，该机床刚搬至新址不久，第一次开机就出现上述状况，此前该机床工作一直很稳定，因此怀疑在搬运过程中导致电动机、驱动器等元器件的连接损坏。
用万用表测量电动机各电缆的连接，经检查未发现异常。
将插头插拔确认连接牢固、无错误后再开机，报警仍未解除。
于是，按"SYSTEM"键进入系统自诊断功能，检查0200号参数，发现该参数第6位显示为"1"及"#6（LV）=1，参阅维修手册，提示此时为低电压报警。
检查驱动器输入电压，发现无输入电压：
依据电器原理图继续检查，发现空气开关QF4始终处于断开状态。
更换新的开关，重新开机，机床恢复正常工作。
?
例446.?
FANUC?
0系统351号报警的故障维修
故障现象：
一台配套FANUC?
0系统的数控磨床，国庆长假后第一次开机出现351号报警。
分析与处理过程：
FANUC?
0数控系统的351号报警属于数字伺服报警，该报警的含义为"串行脉冲编码器通信出现错误"。
向工作人员了解情况后得知，放假前对该机床进行了维护、保养，并对电气柜进行了打扫，因此首先怀疑是工作人员在打扫过程中误碰驱动器的连接线导致该报警的产生。
将驱动器的连接插头重新连接牢固后重新开机，报警解除。
数日后报警又出现，再次连接驱动器插头仍无法解除报警。
于是按"SYSTEM"键进入系统自诊断功能，检查0203参数，发现该参数第7位显示为"1"及"#7（DTE）=1，提示为串行脉冲编码器无响应。
导致此类状况的原因有：
1）信号反馈电缆断线。
2）串行脉冲编码器的+5V电压过低。
3）串行脉冲编码器出错。
检查信号反馈电缆，拆下Z轴信号反馈电缆插头即发现插头内有数根电线脱落。
重新连接后再开机，报警解除，机床恢复正常工作。
例447．FANUC?
0系统401号报警的故障维修
故障现象：
一台配套FANUC?
0系统的数控磨床，开机后出现401号报警。
分析与处理过程：
FANUC?
0数控系统的401号报警属于数字伺服报警，该报警的含义为"X、Z轴伺服放大器未准备好"。
遇到此类报警通常作如下检查：
首先查看伺服放大器的LED有无显示，若有显示，则故障原因有以下3种可能：
1）伺服放大器至Power?
Mate之间的电缆断线。
?
2）伺服放大器出故障。
3）基板出故障。
若伺服放大器的LED无显示，则应检查伺服放大器的电源电压是否正常，电压正常则说明伺服放大器有故障：
电压不正常就基本排除了伺服放大器有故障的可能，应继续检查强电电路。
根据上述排查故障的思路进行诊断，经检查发现伺服放大器的LED无显示，检查伺服放大器的输入电源电压，发现+24V的输入连接线已脱落。
重新连接后开机，机床恢复正常。
例448．31号伺服报警的故障维修
故障现象：
某配套FANUC?
3MA系统的数控铣床，在运行过程中，Z轴产生3l号报警。
分析及处理过程：
查维修手册，31号报警的含义为"误差寄存器的内容大于规定值"。
根据31号报警提示，将误差定值放大，于是将31号报警对应的机床参数由2000改为5000，然后用手摇脉冲发生器驱动Z轴，发现31号报警消除，但又产生了32号报警。
32号报警意为"Z轴误差寄存器的内容超过±32767，或数模转换的命令值超出了-8192~+8191的范围"。
为此将设定的机床参数由5000再改为3000，32号报警消除，但31号报警又出现，故暂无法排除故障。
误差寄存器是用来存放指令值与位置反馈值之差的，当位置检测装置或位置控制单元故障时，就会引起误差寄存器的超差，故将故障定位在位置控制上。
位置控制信号可以用诊断号800（X轴）、801（Y轴）和（Z轴）来诊断。
将三个诊断号调出，发现800号X轴的位置偏差在－1与－2之间变化，801号Y轴的位置偏差在+1与－1之间变化，而802号的Z轴位置偏差为0，无任何变化，说明Z轴位置控制有故障。
为进一步定位故障是在Z轴控制单元还是在编码器上，采用交换法，将Z轴和X轴驱动装置和反馈信号同时互换，Z轴和X轴伺服电动机都不动；此时，诊断号801数值变为0，802数值有了变化，这说明Z轴控制单元没有问题，故障出在与Z轴伺服电动机连接的编码器上。
更换新的编码器后，机床即恢复正常。
例449．工作台爬行的故障维修
故障现象：
某配套GSK980M系统的数控磨床，在进行多次维修和长时间不用后，发现Y轴在运动过程中有明显的爬行。
分析及处理过程：
经检查，发现当手轮移动Y轴0.1mm时，工作台连续移动0.7mm左右后再以另一种速度缓慢移动至0.1mm，因此可能是由于移动速度太快或工作台阻力太大引起故障。
调整机床导轨镶条并减小工作台移动速度，故障未排除。
在多次运行后发现每次工作台慢速移动的距离都差不多，因此打开参数页面，发现029号参数（Y轴直线加减速时间常数）为600，而对于步进电动机来说一般设定为450。
修改后再试，故障排除。
例450．失步现象的故障维修
故障现象：
某配套GSK980M系统的数控机床，在自动或手动运行时，X轴经常产生失步现象。
分析及处理过程：
本机床配置为GSK980M+步进驱动。
失步是步进电动机传动特点之一，当阻力或速度超过某一固定值时，步进电动机传动常会产生失步现象。
因此，降低X轴移动速度重新运行，发现在某一位置仍会产生失步。
排除该原因后进一步检查导轨与工作台的工作阻力，加大液压泵的供油压力，使工作台处于悬浮状态，试验后发现故障依然存在。
断电后卸下同步带轮，手动旋转滚珠丝杠；发现在某一点处阻力稍大，拆下滚珠丝杠请生产厂维修，发现在丝杠螺母中有一粒滚珠受损。
更换滚珠重新装配后，故障排除。
例451．410号报警的故障维修
故障现象：
某配套FANUC?
PM0系统的数控机床，开机后出现410号报警。
分析及处理过程：
该报警的含义为"停止时的位置偏差量超过了1829号参数设定值"。
检查机床参数，发现设定正确。
进一步检查发现，用户在出现故障前曾经移动过第四轴转台，造成了电动机动力线连接不良，重新连接后，故障排除。
例452．FANUC?
PM0?
?
090号报警的故障维修
故障现象：
某配套FANUC?
PM0的系统数控机床，在回参考点时发生090号报警。
分析及处理过程：
该机床为专用数控机床，调试时发现只要X轴执行回参考点动作，CNC就出现090报警。
FANUC?
PM0出现090报警可能的原因有：
起始位置离参考点太近；回参考点速度太低等。
在排除以上原因后，机床故障仍然存在。
利用诊断参数检查DGNXl．4信号，发现X轴在正常位置（参考点挡铁未压上时）信号为"0"，但电气原理图规定该信号应为"1"，由此可知故障原因。
更改连接线后，重新执行返回参考点动作，机床恢复正常，故障排除。
故障现象：
一台配套FANUC11M系统的卧式加工中心,在加工过程中，主轴运行突然停止，驱动器显示AL-12报警。
分析与处理过程：
交流主轴驱动器出现12号报警的含义是“直流母线过电流”，由本章前述可知，故障可能的原因如下：
1）电动机输出端或电动机绕组局部短路。
2）逆变功率晶体管不良。
3）驱动器控制板故障。
根据以上原因，维修时进行了仔细检查。
确认电动机输出端、电动机饶组无局部短路。
然后断开驱动器（机床）电源，检查了逆变晶体管组件。
通过打开驱动器，拆下电动机电枢线，用万用表检查逆变晶体管组件的集电极（C1、C2）和发射极（E1、E2）、基极（B1、B2）之间，以及基极（B1、B2）和发射极（El、E2）之间的电阻值，与正常值（表7-25所示）比较，检查发现C1-E1之间短路，即晶体管组件己损坏。
表7-25逆变晶体管组件的正常电阻值
测量端万用表测量方法正常值测量端万用表测量方法
正常值C-E正端接C几百欧
C-B负端接C∞负端接C∞
B-E正端接B几百欧
C-B正端接C几百欧负端接B∞
为确定故障原因，又对驱动器控制板上的晶体管驱动回路进行了进一步的检查。
检查方法如下：
1）取下直流母线熔断器F7，合上交流电源，输入旋转指令。
2）按表7-26、表7-27的引脚，通过驱动器的连接插座CN6、CN7，测定8个晶体管（型号为ETl91）的基极B与发射极E间的控制电压，并根据CN6、CN7插脚与各晶体管管脚的对应关系逐一检查（以发射极为参考，测量B-E正常值一般在2V左右）。
检查发现1C~lB之间电压为0V，证明C~B极击穿，同时发现二极管D27也被击穿。
表7-26CN6的引脚1234567891011125C5B5E6C6B6E7C7B7E8C8B8E表7-27CN7的引脚1234567891011121C1B1E2C2B2E3C3B3E4C4B4E在更换上述部件后，再次起动主轴驱动器，显示报警成为AL-19。
根据本章前述，驱动器AL-19报警为U相电流检测电路过流报警。
为了进一步检查AL-19报警的原因，维修时对控制回路的电源进行了检查。
检查驱动器电源测试端子，交流输入电源正常；直流输出+24V、+15V、+5V均正常，但-15V电压为“0”。
进一步检查电源回路，发现集成稳压器（型号：
7915）损坏。
更换7915后，-15V输出电压正常，主轴AL-19报警消除，机床恢复正常。
FANUC交换伺服驱动系统故障维修实例 主题关键词：
数控机床大修
例242．驱动器同时涌现TG、DC报警的故障维修
故障现象：
某配套FANUC0M的二手数控铣床，采用FANUCS系列三轴一体型伺服驱动器，开机时，驱动器同时涌现L/M/N轴的TG、DC报警。
分析与处理过程：
FANUCS系列数字伺服涌现TG报警的含义是“速度把持单元断线，即伺服电动机或编码器连接不良或速度把持单元设定毛病”。
DC报警的含义是“直流母线过电压”，可能的原因有直流母线的斩波管、制动电阻等元器件不良，或系统电源不正确等。
由于机床为二手设备，仔细检查驱动器与线X、Y、Z轴伺服电动机的连接，未创造断线；检查驱动器的主回路输入电压正确，直流母线的电压为DC260V，且机床X、Y、Z轴尚未工作。
根据以上检查，基础断定报警与实际驱动器的外部工作前提无关，报警是由于驱动器本身的原因引起的。
考虑到机床为二手设备，开机前已经长时间未应用，利用视察法，仔细检查驱动器的各元器件，创造驱动器中的熔断器FU2（2A）已经熔断；调换同规格的熔断器后，再次开机，驱动器报警打消，故障被清扫。
例243．可以少量运动且电动机发热的故障维修
故障现象：
一台配套FANUC0M的二手数控铣床，采用FANUCS系列三轴一体型伺服驱动器，开机后，X、Y轴工作正常，但手动移动Z轴，创造在较小的领域内，Z轴可以运动，但持续移动Z轴，系统涌现伺服报警。
分析与处理过程：
根据故障现象，检查机床实际工作情形，创造开机后Z轴可以少量运动，不久温度迅速上升，表面发烫。
分析引起以上故障的原因，可能是机床电气把持系统故障或机械传动系统的不良。
为了断定故障部位，考虑到本机床采用的是半闭环结构，维修时起首松开了伺服电动机与丝杠的连接，并再次开机实验，创造故障现象不变，故确认报警是由于电气把持系统的不良引起的。
由于机床Z轴伺服电动机带有制动器，开机后测量制动器的输入电压正常，在系统、驱动器关机的情形下，对制动器单独参加电源进行实验，手动迁移转变Z轴，创造制动器已松开，手动转电动机轴安稳、轻松，证明制动器工作良好。
为了进一步缩小故障部位，确认Z轴伺服电动机的工作情形，维修时利用同规格的X轴电动机在机床侧进行了互换实验，创造换上的电动机同样涌现发热现象，且工作时的故障现象不变，从而清扫了伺服电动机本身的原因。
为了确认驱动器的工作情形，维修时在驱动器侧，对X、Z轴的驱动器进行了互换实验，即：
将X轴驱动器与Z伺服电动机连接，Z轴驱动器与X轴电动机连接。
经实验创造故障转移到了X轴，Z轴工作恢复正常。
根据以上实验，可以确认以下几点：
1）机床机械传动系统正常，制动器工作良好。
2）数控系统工作正常；因为当Z轴驱动器带X轴电动机时，机床无报警。
3）Z轴伺服电动机工作正常；因为将它在机床侧与X轴电动机互换后，工作正常。
4）Z轴驱动器工作正常：
因为通过X驱动器（无故障）在电柜侧互换，把持Z轴电动机后，同样产生故障。
综合以上断定，可以确认故障是由于Z轴伺服电动机的电缆连接引起的。
仔细检查伺服电动机的电缆连接，创造该机床在出厂时电动机的电枢线连接毛病，即：
驱动器的L/M/N端子未与电动机插头的A/B/C连接端一一对应，相序存在毛病：
重新连接后，故障消散，Z轴可以正常工作。
例244~245．加工过程中涌现过热报警的故障维修
例244．故障现象：
某配套FANUC0TMATE系统的数控车床，在加工过程中，经常涌现伺服电动机过热报警。
分析与处理过程：
本机床伺服驱动器采用的是FANUCS系列伺服驱动器，当报警时，触摸伺服电动机温度在正常的领域，实际电动机无过熟现象。
所以引起故障的原因应是伺服驱动器的温度检测电路故障或是过热检测热敏电阻的不良。
通过短接伺服电动机的过热检测热敏电阻触点，再次开机进行加工实验，经长时间运行，故障消散，证明电动机过热是由于过热检测热敏电阻不良引起的，在无调换元件的前提下，可以暂时将其触点短接，使其系统正常工作。
例245．故障现象：
某配套FANUC0TMATE系统的数控车床，在加工过程中，经常涌现X轴伺服电动机过热报警。
分析与处理过程：
故障分析过程同上例，经检查X轴伺服电动机外表温度过高，事实上存在过热现象。
测量伺服电动机空载工作电流，创造其值超过了正常的领域。
测量各电枢绕组的电阻，创造A相对地局部短路；拆开电动机检查创造，由于电动机的防护欠妥，在加工时冷却液进入了电动机，使电动机绕阻对地短路。
修理电动机后，机床恢复正常。
例246．驱动器涌现OVC报警的故障维修
故障现象：
某配套FANUC0T-C系统、采用FANUCS系列伺服驱动的数控车床，手动运动X轴时，伺服电动机不转，系统显示ALM414报警。
分析与处理过程：
FANUC0T-C涌现ALM414报警的含义是“X轴数字伺服报警”，通过检查系统诊断参数DGN720~723，创造其中DGN720bit5=l，故可以断定本机床故障原因是X轴OVC（过电流）报警。
分析造成故障的原因很多，但维修时最常见的是伺服电动机的制动器未松开。
在本机床上，由于采用斜床身布局，所以X轴伺服电动机上带有制动器，以防止停电时的下滑。
经检查，本机床故障的原因确是制动器未松开：
根据原理图和系统信号的状态诊断分析，故障是由于中间继电器的触点不良造成的，调换继电器后机床恢复正常。
例247~例248．参数设定毛病引起的故障维修
例247．故障现象：
某配套FANUC0TD系统的二手数控车床，配套FANUC子α系列数字伺服，开机后，系统显示ALM417、427报警。
分析与处理过程：
FANUC0TD涌现ALM417、427报警的含义是“数字伺服参数设定毛病”。
由于机床为二手设备，调试时创造系统的电池已经遗失，因此，系统的参数都在不同程度上存在毛病。
进一步检查系统主板，创造主板上的报警唆使灯L1、L2亮，驱动器显示“-”，表明驱动器未筹备好。
根据系统报警ALM417、427可以断定，引起报警可能的原因有：
1）电动机型号参数8*20设定毛病。
2）电动机的转向参数8*22设定毛病。
3）速度反馈脉冲参数8*23设定毛病。
4）地位反馈脉冲参数8*24设定毛病。
5）地位反馈脉冲分辨率PRM037bit7设定毛病，等等。
通过数字伺服设定页面，在正确设定以上参数以及系统的PRM900~PRM919参数后，通过数字伺服的初始化操作，报警消散，主板上的报警唆使灯L1、L2灭，驱动器显示“0”，表明驱动器已经筹备好，本故障清扫。
例248．故障现象：
一台配套FANUC0TD系统αC伺服驱动的二手数控车床，开机后系统显示ALM401报警。
分析与处理过程：
FANUC0TD系统涌现ALM401报警的原因是驱动器未筹备好，（DRDY）信号未接通。
检查驱动器状态，创造7段数码管显示为“一”，表明驱动器未筹备好。
由于机床为二手设备，停机时间已较长，并经过了多次转手，因此，系统参数丧失的可能性较大。
维修时，通过检查机床上应用的电动机型号、编码器类型、丝杠螺距与减速比等相干参数后，重新对数字伺服系统进行了初始化处理（初始化的方法详见第5章第5.2.6节）后，起动机床，驱动器显示“0”，CNC报警消散，通过操作实验，机床X、Z轴可以正常工作。
例249~例250．加工工件尺寸涌现无规律的变更的故障维修
例249．故障现象：
某配套FANUCPM0的数控车床，在工作过程中，创造加工工件的X向尺寸涌现无规律的变更。
分析与处理过程：
数控机床的加工尺寸不稳固通常与机械传动系统的安装、连接与精度，以及伺服进给系统的设定与调剂有关。
在本机床上利用百分表仔细测量X轴的定位精度，创造丝杠每移动一个螺距，X向的实际尺寸总是要增长几十微米，而且此误差不断积累。
根据以上现象分析，故障原因似乎与系统的“齿轮比”、参考计数器容量、编码器脉冲数等参数的设定有关，但经检查，以上参数的设定均正确无误，清扫了参数设定欠妥引起故障的原因。
为了进一步判定故障部位，维修时拆下X轴伺服电动机，并在电动机轴端通过划线作上标记，利用手动增量进给方法移动X轴，检查创造X轴每次增量移动一个螺距时，电动机轴迁移转变均大于360?
。
同时，在以上检测过程中创造伺服电动机每次迁移转变到某一固定的角度上时，均涌现“突跳”现象，且在无“突跳”区域，运动距离与电动机轴转过的角度基础相符（无法准确测量，依附视察断定）。
根据以上实验可以判定故障是由于X轴的地位检测系统不良引起的，考虑到“突跳”仅在某一固定的角度产生，且在无“突跳”区域，运动距离与电动机轴转过的角度基础相符。
因此，可以进一步确认故障与测量系统的电缆连接、系统的接口电路无关，原因是编码器本身的不良。
通过调换编码器实验，确认故障是由于编码器不良引起的，调换编码器后，机床恢复正常。
例250．故障现象：
某配套FANUC0T系统的数控车床，在工作运行中，被加工零件的Z轴尺寸逐渐变小，而且每次的变更量与机床的切削力有关，当切削力增长时，变更量也会随之变大。
分析与处理过程：
根据故障现象分析，产生故障的原因应在伺服电动机与滚珠丝杠之间的机械连接上。
由于本机床采用的是联轴器直接联接的结构情势，当伺服电动机与滚珠丝杠之间的弹性联轴器未能锁紧时，丝杠与电动机之间将产生相对滑移，造成Z轴进给尺寸逐渐变小。
解决联轴器不能正常锁紧的方法是压紧锥形套，增长摩擦力。
如果联轴器与丝杠、电动机之间配合不良，依附联轴器本身的锁紧螺钉无法保证锁紧时，通常的解决方法是将每组锥形弹性套中的其中一个开一条0.5mm左右的缝，以增长锥形弹性套的压缩量，这样可以解决联轴器与丝杠、电动机之间配合不良引起的松动。
例251．实际移动量与理论值不符的故障维修
故障现象：
某配套FANUC0T的数控车床，用户在加工过程中，创造X、Z轴的实际移动尺寸与理论值不符。
分析与处理过程：
由于本机床X、Z轴工作正常，故障仅是移动的实际值与理论值不符，因此可以判定机床系统、驱动器等部件均无故障，引起问题的原因在于机械传动系统参数与把持系统的参数匹配欠妥。
机械传动系统与把持系统匹配的参数在不同的系统中有所不同，通常有电子齿轮比、指令倍乘系数、检测倍乘系数、编码器脉冲数、丝杠螺距等。
以上参数必须统一设定，才干保证系统的指令值与实际移动值相符。
在本机床中，通过检查系统设定参数创造，X、Z轴伺服电动机的编码器脉冲数与系统设定不一致。
在机床上，X、Z轴的电动机的型号雷同，但内装式编码器分辨为每转2000脉冲与2500脉冲，而系统的设定值正好与此相反。
据懂得，故障原因是用户在进行机床大修时，曾经拆下X、Z轴伺服电动机进行清理，但安装时未注意到编码器的差别，从而引起了以上问题。
对X、Z电动机进行交换后，机床恢复正常工作。
例252．FANUC0TD系统ALM416报警的维修
故障现象：
一台配套FANUC0TD系统αC伺服驱动的二手数控车床，开机后系统显示ALM401、ALM416报警。
分析与处理过程：
FANUC0TD系统涌现ALM401报警的含义同前述，ALM416报警的含义是“地位测量系统连接不良”。
检查系统的诊断参数，DGN202bit4=l，证明故障原因是电动机内装式串行脉冲编码器断线。
根据报警提示，检查X、Z轴编码器连接电缆，创造X轴地位编码器连接电缆存在部分断线。
重新连接，调换编码器电缆后，报警清扫，机床X、Z轴恢复正常工作。
例253．FANUCll系统产生SV023报警的维修
故障现象：
一台配套FANUCllM系统的加工中心，开机时，产生SV023和SV009报警。
分析与处理过程：
FANUCllM产生SV023报警的含义是“伺服驱动系统过载”，SV009报警的含义是“在移动过程中，地位追随误差超差”。
在这两个报警中，如驱动器产生SV023报警，必定会引起驱动器的结束，从而产生SV009报警。
因此，SV023是本机床故障的重要原因。
产生SV023报警可能的原因有：
1）电动机负载太大。
2）速度把持单元上的热继电器动作。
3）伺服变压器热敏开关动作。
4）驱动器再生反馈的能量过大。
5）速度把持单元的设定毛病或调剂欠妥。
对于以上故障，可以通过如下方法进行检查、判别：
1）电动机负载太大：
可在机床运行时，通过测定电动机电流，断定它是否超过额定值。
2）速度把持单元上的热继电器动作：
可以通过检查热继电器的电流设定值是否小于电动机额定电流、并视察热继电器是否动作进行判定。
3）伺服变压器热敏开关动作：
可以通过触摸变压器表面温度进行断定。
如变压器表面温度低于60?
C时，热敏开关动作，则阐明此开关不良；否则，属于变压器过热。
4）再生反馈的能量过大：
可以检查电动机的加、减频率是否过高：
垂直轴的平衡是否合适等。
5）速度把持单元的设定毛病或调剂欠妥：
可以通过检查设定端、信号动态波形等进行确认。
根据以上分析，经测试机床空运时的电动机电流，创造电流值已经超过电动机的额定电流。
将伺服电动机拆下后，在电动机欠亨电的情形下，用手迁移转变电动机输出轴，成果创造轴的迁移转变艰苦。
由于该电动机不带制动器，因此，可以判定电动机存在问题，经进一步检查创造，电动机输出轴轴承损坏，维修后机床恢复正常。
例254．FANUCl5系统偶尔涌现SV013报警的维修
故障现象：
一台配套FANUC15MA数控系统的龙门加工中心，在正常加工过程中，系统偶尔涌现SV013报警。
分析与处理过程：
FANUC15MA系统涌现SV013报警的
升级会员 