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數(shù)控車床伺服驅(qū)動裝置電氣故障快速定位與排查

文檔作者：周蘭文檔來源：武漢船舶職業(yè)技術(shù)學院機械工程學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年06月03日
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2014年8月
第42卷第l6期
機床與液壓
MACHINE TOOL &amp;amp; HYDRAULICS
Aug．2014
Vo1．42 No．16
DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．16．057
數(shù)控車床伺服驅(qū)動裝置電氣故障快速定位與排查
周蘭
(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學院機械工程學院，湖北武漢43005o)
摘要：數(shù)控車床同一個故障報警信息或故障現(xiàn)象，往往由多種原因造成。闡述了根據(jù)報警信息及其伴隨現(xiàn)象快速定位
FANUC系統(tǒng)伺服驅(qū)動電氣故障發(fā)生部位的思路與方法。
關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；伺服驅(qū)動；電氣故障；快速定位
中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1001—3881(2014)16—178—3
數(shù)控機床伺服驅(qū)動裝置用于控制機床進給運動。
對于采用FANUC系統(tǒng)的數(shù)控機床，伺服驅(qū)動裝置正
常功能的發(fā)揮，除了保證驅(qū)動裝置與數(shù)控系統(tǒng)主板相
關(guān)接口正確連接，保證伺服參數(shù)的正確、合理設(shè)置，
保證伺服關(guān)聯(lián)PMC程序(如進給倍率)正確編制
外，合理、可靠的伺服裝置電氣控制也是一個很重要
的環(huán)節(jié)。作者根據(jù)數(shù)控車床調(diào)試體會，闡述了根據(jù)伺
服驅(qū)動電氣故障報警及其伴隨現(xiàn)象快速定位故障發(fā)生
部位的思路與方法。
1 數(shù)控車床伺服驅(qū)動電氣控制分析
數(shù)控車床伺服驅(qū)動電氣控制回路分為強電控制回
路、安全保護控制回路及直流電源回路。
1．1 強電控制回路分析
數(shù)控車床伺服驅(qū)動裝置強電控制回路如圖1所
示。FANUC伺服驅(qū)動裝置通常采用220 V交流電壓
驅(qū)動，來自電網(wǎng)的380 V三相交流電通過伺服變壓器
轉(zhuǎn)變?yōu)?20 V交流，經(jīng)過交流接觸器KM2常開觸點
(有的還經(jīng)過電抗器)，對伺服驅(qū)動裝置提供強電輸
入。伺服驅(qū)動裝置根據(jù)用戶進給指令編程要求或JOG
方式下對進給軸的操作要求，轉(zhuǎn)化為對各軸伺服電機
的旋轉(zhuǎn)速度和方向信號，通過伺服驅(qū)動裝置輸出接口
給伺服電機提供相應(yīng)幅值交流電，滿足加工要求。
伺服變壓器
注：XT為接線端子
軸伺服電機
L 1
L2
L3
PE
c
GNO] ；
． 0
0重
- —-— —- -．_J M CC
CX2 9l
ESP 軸伺服電機
M CC
ESP
x軸伺服放大器 z軸伺服放大器
圖l 伺服強電控制回路
1．2 安全保護控制回路分析
數(shù)控車床伺服驅(qū)動裝置安全保護控制回路如圖2
所示。伺服驅(qū)動裝置有一個CX29 (又稱MCC)接
口，用于指示伺服驅(qū)動裝置內(nèi)部自檢狀態(tài)。當數(shù)控系
統(tǒng)啟動后，各伺服驅(qū)動裝置開始自檢，當自檢結(jié)束并
通過后，CX29接口內(nèi)部觸點閉合。數(shù)控車床兩軸驅(qū)
動時，將 軸、z軸伺服驅(qū)動裝置MCC接口串聯(lián)起
來，然后與交流接觸器KM2線圈相連，并由控制變
壓器提供110 V AC電源。從圖中可以看出伺服驅(qū)動
裝置自檢合格是交流接觸器KM2線圈導通的前提，
KM2線圈導通后其常開觸點閉合，伺服強電才能輸
入，起到安全保護作用。
收稿日期：2013—07—22
作者簡介：周蘭(1965一)，女，學士，教授，高級工程師，主要研究方向為數(shù)控技術(shù)應(yīng)用。E—mail：zhoulan038@
163．com 。
～露
C 5 5 0 O
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C 5 5 0 0
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第16期 周蘭：數(shù)控車床伺服驅(qū)動裝置電氣故障快速定位與排查 ·179·
TC3
QF5 38012201110
Ll
L2
L3
PE
U
W
GND
CX 29
CX29 M CC
x軸伺服放大器
C KM 2
M CC
CXA19A
5口
0
z軸伺服放大器
急停按鈕 XT墨叢0 注；xT為接線端子
— — X T
開關(guān)電源
圖2 安全保護及直流電源回路
另一方面，數(shù)控機床操作面板上都有醒目的急停 裝置CXA19B接口提供，然后由 軸伺服驅(qū)動
按鈕，用于數(shù)控機床工作出現(xiàn)異常時緊急斷電操作。 CXA19A接口連線z軸伺服驅(qū)動CXA19B接口給z軸
從圖2可以看出，急停回路工作原理是：正常狀況下 提供24 V電壓，如圖2所示。
急停按鈕(ESP)處于復位狀態(tài)，常閉觸點閉合，通 2 伺服電氣控制故障快速定位與排查
過開關(guān)電源(220 V AC／24 V DC)給中間繼電器 2．1 “伺服電壓低” 報警故障定位與排查
KA10線圈提供直流電，KAIO常開觸點閉合，伺服 調(diào)試數(shù)控車床，屏幕上出現(xiàn)“SV0433 (X)變
驅(qū)動裝置上CX30(又稱ESP)接口回路導通，伺服 頻器DCLINK電壓低、SV0433 (z)變頻器DCLINK
驅(qū)動器正常工作；當按下急停按鈕時，KA10線圈斷 申．壓低” 報警
電，KA10常開觸點斷開，通過伺服驅(qū)動裝置CX30接 出現(xiàn)這類故障，總的來說是由于伺服驅(qū)動裝置
口斷開內(nèi)部工作電源并停止工作，起到保護安全作用。 220 V交流電未正常輸入造成。根據(jù)圖1電氣原理分
1．3 直流電源回路分析 析，造成伺服強電未輸入的原因有多個，除了共同的
伺服驅(qū)動裝置正常工作需要提供24 V直流電源， 報警信號外，還會伴隨其他故障現(xiàn)象。故障定位及排
該電源由開關(guān)電源24 V DC輸出端通過 軸伺服驅(qū)動 查方式如表1所示。
表1 伺服電壓低故障定位與排查
～
5 5 0 o
u一 一 一 一uI>一w一 一一一一
一匪
X
C 5 S O O
一
5 5 3
· 180· 機床與液壓 第42卷
2．2 “伺服就緒信號關(guān)閉” 報警故障定位與排查
調(diào)試數(shù)控車床，屏幕上出現(xiàn)“SV401(X)伺服
V—— 就緒信號關(guān)閉、SV401(Z)伺服V—— 就緒信
號關(guān)閉” 報警。
造成該故障報警是由于伺服驅(qū)動裝置CX30接口
檢測到伺服準備未就緒信號，表明外部工作條件不滿
足伺服工作要求。而中間繼電器KA10常開觸點的通
與斷正是用來指示外部伺服工作環(huán)境狀況的。伺服未
準備就緒故障定位及排查方式如表2所示。
表2 伺服未準備就緒故障定位與排查
2．3 “放大器數(shù)不足”報警故障定位與排查
調(diào)試數(shù)控車床，屏幕上出現(xiàn)“SV5316 FSSB：放
大器數(shù)不足”報警。
表3
出現(xiàn)這種報警，通常和伺服驅(qū)動裝置24 V DC缺
失有關(guān)。造成伺服24 V DC缺失的故障定位與排查如
表3所示。
伺服放大器數(shù)量不足故障定位與排查
3 結(jié)束語
配置FANUC系統(tǒng)數(shù)控機床伺服電氣控制，雖然
不同機床制造廠家有不同設(shè)計，但是由于驅(qū)動裝置接
口含義相同，電氣控制設(shè)計原則是一致的，思路是相
似的。數(shù)控機床伺服電氣故障，同一個故障報警信息
或故障現(xiàn)象，往往由多種原因造成。首先要根據(jù)報警
信息確定是強電故障還是安全保護故障還是直流電源
故障大類，然后根據(jù)伺服電氣控制原理，結(jié)合機床動
作、繼電器指示燈亮與否、接觸器線圈吸合聲音、元
器件電壓高低、觸點通斷等信息進行綜合判斷，通常
能夠快速定位故障點，實踐中要予以觀察、分析與總
結(jié)。
參考文獻：
[1]FANUC Series 0i—MODEL D維修說明書[M]．
[2]李宏勝．FANUC數(shù)控系統(tǒng)維護與維修[M]．北京：高等
教育出版社，2011．

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