内容发布更新时间 : 2024/5/20 20:41:27星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
①当系统“急停”按钮断开时，若速度控制单元的PRDY指示灯亮，则表明系统“PRDY”信号故障，原因是主板不良或PRDY信号连接错误。 ②当系统“急停” 按钮断开时，若速度控制单元的PRDY指示灯不亮，表明系统“PRDY”信号正常，故障在速度控制单元的VRDY信号上，这时可以进行下一步检查。
③取下速度控制单元的CN2插头，接通电源，若故障不变，则表明速度控制单元不良。
④取下速度控制单元的CN2插头，接通电源，若故障消失，则表明其原因是速度控制单元与主板间的VRDY信号连接不正确、主板不良、速度控制单元不良或MCC接触器触点不良。
(3)系统CRT上有报警的故障 由于FANUC直流伺服驱动一般与FANUC 3、5、7、6等系列数控系统配套使用，其中维修过程中遇到最多的为FANUC 6。当伺服驱动器故障时，CNC上亦将显示相应的报警号，这些报警在FS6上为400-500号报警。常见的报警号及含义如下：
1)过载报警(ALM400、402)。FANUC 6 ALMM400报警的含义是“基本轴驱动器(X、Y、Z轴)过载”，ALM402报警的含义是“附加轴(第4、5轴)驱动器过载”。 CRT显示的过载报警有以下原因：
①速度控制单元上热继电器动作。其原因可能是热继电器的设定值不正确、切削条件不合适或摩擦阻力太大。
②伺服变压器过热。可以通过测量伺服变压器的接点51和52的电阻值来确认。正常值应小于或等于10Ω；如电阻值大于100kΩ，则说明伺服变压器过热。这时，变压器表面温度应达到80~90℃，应进一步检查电动机电流，确认切削条件。如表面温度小于60℃，则说明伺服变压器未过热，而是热敏电阻不良，应更换热敏电阻。
③再生放电单元过热。可以通过测量速度控制单元上的T3端的3和4号线间的电阻确认。正常时其值应小于10Ω；如电阻值大于100kΩ，则说明再生放电单元过热。这时，再生放电单元的表面金属板的温度应达到80~90℃，可能是电动机的起/制动或加/减速太频繁引起的故障。如金属底板表面的温度只有
50~60℃，则说明再生放电单元未过热，而是热敏电阻不良，应更换熟敏电阻。 2)速度控制单元的VRDY断开报警(ALM401、403)。参见速度控制单元硬件报警“VRDY灯不亮”的故障说明。
3)速度控制单元的VRDY错误接通报警(ALM404)。参见速度控制单元硬件报警“VRDY灯开机就亮”的故障说明。 除以上报警显示外，通过CNC的诊断参数DGN707、709、713、714、715、719等，还可以对伺服驱动器的故障信号进行进一步维修显示，详见本章第5.2.3节。
直流伺服电动机的故障诊断与维修
(1)直流伺服电动机的故障诊断
1)伺服电动机不转。当机床开机后，CNC工作正常，“机床锁住”等信号已释放方向键后系统显示动，但实际伺服电动机不转，可能有以下原因：
①动力线断线或接触不良。这一故障，通常在驱动器上显示TGLS报警。
②“速度控制使能信号”(ENABLE)没有送到速度控制单元。这时，通常驱动器上的PRDY指示灯不亮。
③速度指令电压(VCMD)为零。 ④电动机永磁体脱落。
⑤对于带制动器的电动机来说，可能是制动器不良或制动器未通电造成的制动器未松开。
⑥松开制动器用的直流未加入或整流桥损坏、制动器断线等。 2)电动机过热。伺服电动机过热可能的原因如下： ①电动机负载过大。
②由于切削液和电刷灰引起换向器绝缘不正常或部短路。
③由于电枢电流大于磁钢去磁最大允许电流，造成磁钢发生去磁。
④对于带有制动器的电动机，可能是制动线圈断线、制动器未松开、制动摩擦片间隙调整不当而造成制动器不释放。 ⑤电动机温度检测开关不良。
3)电动机旋转时有大的冲击。若机床一开机，伺服电动机即有冲击，通常是由于电枢或测速发电机极性相反引起的。若冲击在运动过程中出现，则可能的原因如下：
①测速发电机输出电压突变。
②测速发电机输出电压的纹波太大。 ③电枢绕组不良或部短路、对地短路等。 ④脉冲编码器不良。
4)低速加工时工件表面有大的振纹。造成低速加工时工件表面有大的振纹，其原因较多，有刀具、切削参数、机床等方面的原因，应予以综合分析，从电动机方面看有以下原因：
①速度环增益设定不当。
②电动机的永磁体被局部去磁。 ③测速发电机性能下降，纹波过大。
5)电动机噪声大。造成直流伺服电动机噪声的原因主要有以下几种 ①换向器接触面的粗糙或换向器损坏。 ②电动机轴向间隙太大。
③切削液等进入电刷槽中，引起了换向器的局部短路。
6)在运转、停车或变速时有振动现象。造成直流伺服电动机转动不稳、振动的原因主要有以下几种： ①脉冲编码器不良。
②电枢绕组不良，绕组部短路或对地短路。 ③若在工作台快速移动时产生机床振动，甚至有较大的冲击或伺服单元的熔断器熔断时，故障的主要原因是测速发电机电刷接触不良。 (2)直流伺服电动机的维修 1)直流伺服电动机的基本检查。由于结构决定了直流伺服电动机的维修工作量要比交流伺服电动机大得多，当直流伺服电动机发生故障时，应进行如下检查： ①伺服电动机是否有机械损伤?
②电动机旋转部分是否可以手动正常转动?
③带制动器的伺服电动机，制动器是否可以正常松开? ④电动机是否有松动的螺钉或轴向间隙?
⑤电动机是否安装在潮湿、温度变化剧烈或有灰尘的地方? ⑥电动机是否长时间未开机?若如此，应将电刷从DC电动机上取出，重新清理换向器表面，因电刷长期停留在换向器的同一个位置，将引起换向器的生锈和腐蚀，从而使电动机换向不良和产生噪声。
⑦电刷是否需要更换?若电刷剩下长度短于10mm，则电刷不能再使用，必须进行更换。若电刷接触面有任何深槽或伤痕，或在电刷弹簧上见到电弧痕迹，亦必须更换新电刷。更换时应用压缩空气吹去刷握中电刷粉尘，使用的压缩空气应不含铁粉和潮气。安装电刷时应拧紧刷帽，注意电刷弹簧不能夹在导电金属和刷握之间，并确认所有刷帽都拧到各自刷握同样的位置。电刷装入刷握时，应保证能平滑地移动，并使电刷表面与换向器表面良好吻合。 2)安装伺服电动机的注意点。维修完成后重新安装伺服电动机时，要注意如下几点：
①伺服电动机的安装方向，应保证在结构上易于电刷安装、检查和更换的方向。 ②带有热管的伺服电动机(有风扇电动机)，安装方向要便于检查和清扫冷却器。 ③由于伺服电动机的防水结构不是很严密，若切削液、润滑油等渗入伺服电动机部，会引起绝缘强度降低、绕组短路、换向不良等故障，从而损坏换向器表面，使电刷的磨损加快。因此，应该注意电动机的插头方向，避免切削液的进入。 ④当伺服电动机安装在齿轮箱上时，加注润滑油时，齿轮箱的润滑油油面高度必须低于伺服的输出轴，防止润滑油渗入电动机部。
⑤固定伺服电动机联轴器、齿轮、同步带等连接件时，在任何情况下，作用在电动机上的力不能超过电动机容许的径向、轴向负载。 ⑥必须按照说明书的规定，进行正确连线(见机床连接图)。错误的连线可能引起电动机失控或异常的震荡，也可能引起电动机机床的损坏。完成接线后，通电前要测量电源线与电动机壳体间的绝缘，测量应该用500V兆欧表或万用表进行，并用万用表检查信号线和电动机壳体的绝缘，但决不能用兆欧表测量脉冲编码器信号线的绝缘。
3)测速发电机的检查与清扫。一般用于DC伺服电机的测速发电机是扁平形的。清扫时可以直接从外面吹入压缩空气进行清扫。
若机床快速移动时，机械出现振荡(在大多数情况下，振动周期是电动机每转时间的1～4倍)，当出现这种故障时，一般都是由测速发电机的电刷接触不良引起的。测速发电机由于长期使用，其特性有时由于刷尘的影响将降级。这类故障可能的原因如下：
①由于刷尘，造成测速发电动机的换向器相邻换向片短路； ②由于刷尘，使电刷在刷握中不能平滑地移动。
③由于碳膜粘在换向器表面，增加了接触电阻，使测速发电机的输出波纹增大。 ④由于油、切削液粘在换向器表面，增加了接触电阻，使测速发电机的输出纹波增大。
测速发电机的清扫应按以下步骤进行：
①从伺服电动机上卸下后盖，注意不要让与后盖连在一起的导线受力。 ②用干净的空气吹换向器表面，清洁换向器表面可以解决由于刷尘引起的大多数故障。如故障还不能清除，应按下面的步骤进行。
③拆除刷握，检查电刷是否能平滑移动，若电刷不能平滑移动，应清除附着在导向块、垫圈等上面的刷尘。
④取出转子并小心清除换向器槽中的粉尘，然后检查相邻换向片间的电阻，当测出的阻值在整个圆周均为20~30Ω时为正常值。如果测出的电阻很大(如：数百欧姆)，则换向片的绕阻可能有断路，这种情况下，应更换新测速发电机；如果测出的阻值低于20Ω，则换向片间可能有短路，应进一步清扫换向器槽。 ⑤当换向器表面被厚的碳膜覆盖时，可用带有酒精的湿布擦洗。
⑥若换向器表面粗糙，则测速发电机不能再使用，应更换新测速发电机。
4)脉冲编码的更换方法。FANUC直流伺服电动机的脉冲编码器安装在电动机的后部，它通过十字联轴器与电动机轴相连，其安装与拆卸都比较简单、容易，在此不再介绍。
FANUC伺服驱动系统故障维修——开机出现剧烈振动的故障维修
故障现象：一台配套FANUC 6M的加工中心，在机床搬迁后，首次开机时，机床出现剧烈振动，CRT显示401、430报警。 分析与处理过程：FANUC 6M系统CRT上显示401报警的含义是“X、Y、Z等进给轴驱动器的速度控制准备信号(VRDY信号)为OFF状态，即：速度控制单元没有准备好”；ALM430报警的含义是“停止时Z轴的位置跟随误差超过”。
根据以上故障现象，考虑到机床搬迁前工作正常，可以认为机床的剧烈振动，是引起X、Y、Z等进给轴驱动器的速度控制准备信号(VRDY信号)为“OFF”状态，且Z轴的跟随误差超过的根本原因。
分析机床搬迁前后的最大变化是输入电源发生了改变，因此，电源相序接反的可能性较大。检查电源进线，确认了相序连接错误；更改后，机床恢复正常。
运动失控的故障维修之例1
故障现象：一台配套FANUC 6ME系统的加工中心，由于伺服电动机损伤，在更换了X轴伺服电动机后，机床一接通电源，X轴电动机即高速转动，CNC发生ALM410报警并停机。
分析与处理过程：机床一接通电源，X轴电动机即高速转动，CNC发生ALM410报警并停机的故障，在机床厂第一次开机调试时经常遇到，根据维修经验，故障原因通常是由于伺服电动机的电枢或测速反馈极性接反引起的。 考虑到本机床X轴电动机已经进行过维修，实际存在测速发电机极性接反的可能性，维修时将电动机与机械传动系统的连接脱开后(防止电动机冲击对传动系统带来的损伤)，直接调换了测速发电机极性，通电后试验，机床恢复正常。
运动失控的故障维修之例2
故障现象：一台配套FANUC 6ME系统、FANUC直流伺服驱动、SIEMENS 1HU3076直流伺服电动机的进口加工中心，在机床大修后，机床一接通电源，X轴电动机即高速转动，CNC发生ALM410报警并停机。
分析与处理过程：故障分析处理过程同上，初步判定故障原因通常是由于伺服电动机的电枢或测速反馈极性接反引起的。
考虑到本机床大修时，将X轴电动机进行了重新安装，且
SIEMENS lHU3076直流伺服电动机不带测速发电机，伺服电动机的实际转速反馈信号通过对编码器的F/V转换得到，因此故障最大可能的原因是电动机电枢线极性接反。
维修时在电动机与机械传动系统脱开后(防止电动机冲击对传动系统带来的损伤)直接调换了电动机电枢极性，通电后试验，机床恢复正常。
速度控制单元无报警指示的故障维修之例1
例204．故障现象：一台配套FANUC 7M系统的加工中心，开机时，系统CRT显示ALM05、ALM07报警。
分析与处理过程：FANUC 7M系统ALM 05报警的含义是“系统处于‘急停’状态”；ALM07报警的含义是“伺服驱动系统未准备好”。 在FANUC 7M系统中，引起05、07号报警的常见原因有：数控系统的机床参数丢失或伺服驱动系统存在故障。 检查机床参数正常：但速度控制单元上的报警指示灯均未亮，表明伺服驱动系统未准备好，且故障原因在速度控制单元。
进一步检查发现，Z轴伺服驱动器上的30A(晶闸管主回路)和1.3A(控制回路)熔断器均已经熔断，说明Z轴驱动器主回路存在短路。 分析驱动器主回路存在短路的原因，通常都是由于晶闸管被击穿引起的。故利用万用表逐一检查主回路的晶闸管，发现其中的两只晶闸管已被击穿，造成了主回路的短路。更换晶闸管后，驱动器恢复正常。
速度控制单元无报警指示的故障维修之例2
故障现象：一台配套FANUC 6ME的加工中心，在加工过程中，突然停机，CRT显示ALM401、410、411、420、421、430、431号报警。
分析与处理过程：FANUC 6ME系统CRT上显示以上各报警的含义是：
ALM401：X、Y、Z等进给轴驱动器的速度控制准备信号(VRDY信号)为“OFF'’状态，即：伺服驱动系统没有准备好。
ALM410、420、430：X轴、Y轴和Z轴停止时的位置偏差过大。 ALM411、421、431：X轴、Y轴和Z轴移动时位置偏差过大。 根据FANUC 6M系统的维修说明书，发生以上报警号的原因较多，且都与位置控制、伺服驱动器有关。实际分析，在一般情况下，系统同时发生X轴、Y轴和Z轴伺服驱动器损坏的可能性较小，故而故障应与速度控制单元的公共部分有关。
通过检查速度控制单元的主回路电源、辅助电源等公共部分，发现伺服变压器的进线电源熔断器的其中两相已熔断。
测量伺服变压器一次(侧)进线，确认变压器柜部存在短路。打开伺服变压器柜检查发现，伺服变压器进线的电线绝缘破损，造成了电源短路。在重新连接后，确认伺服驱动器无短路，重新开机，故障排除，机床恢复正常。