發那科伺服放大器故障診斷與維修一例

李金波 高浩國

(勝利油田勝機石油裝備有限公司，山東東營257067)

生產現場在用的一臺配置發那科0i Mate-TC數控系統的數控車床出現故障，顯示屏報警:5136 FSSB:NUMBER OF AMPS IS SMALL(含義:FSSB識別的放大器數比控制軸數少)。發生該故障后按下“復位”鍵不能消除上述報警信息;機床下電后再上電，仍舊出現該報警、不能動作。經初步診斷檢查，發現其X軸伺服電動機編碼器電纜被切屑劃破，對其破皮電線處理后，開機仍報警，故懷疑其X軸SV1-20i伺服放大器出現故障。把出現故障的該伺服放大器與現場同型號正常運轉數控機床的伺服放大器互換后，懷疑出現故障的伺服放大器在正常運轉的數控機床上故障重現，而正常運轉數控機床的同型號伺服放大器在出現故障的數控機床上故障消失，因此排除了出現故障的數控機床外圍故障因素，從而把故障范圍縮小到了X軸SV1-20i伺服放大器。

SV1-20i伺服放大器是日本原裝進口的，先后向當地兩家數控機床維修單位求援，均告知不能維修，建議采購新的伺服放大器。再向國內某發那科數控系統代理商詢價，其報價較高。目前，國內配置發那科數控系統的數控機床用戶大多對其數控系統硬件故障不能自主故障診斷與維修，只好送修到專業維修單位或者直接向國內代理商采購換新的。這樣，不僅送修或采購周期長，造成機床長時間故障停機影響生產，而且費用高。因此，筆者針對其SV1-20i伺服放大器現場硬件故障進行了自主診斷與維修攻關，并取得成功。

1 自主故障診斷與維修

拆掉SV1-20i伺服放大器的黃色外殼后，發現它主要由動力印制電路板、控制印制電路板兩部分構成。首先總體直觀檢查該伺服放大器，沒有發現電阻爆裂、電容漏液、集成電路外殼變形、印刷電路板局部發黑、碳化等明顯異?，F象;再對各個部分具體故障診斷。

1．1 動力印制電路板故障診斷

(1)檢查測量各個貼片電阻，未見異常。

(2)檢查測量30ΩJ再生電阻，其兩根黑線間阻值正確、兩根白線間熱敏開關觸點閉合正確。

(3)測量10ΩJ雪泥電阻，阻值正確。

(4)檢查測量各電容元件，未見異常。

(5)檢查其內置風扇，正常。

(6)檢查測量富士6MBP20RTA060智能電源模塊，功能正常。

(7)檢查測量30L6P45東芝整流橋，未見異常。

(8)檢查測量1MBH60-90晶體管，未見異常。

(9)檢查測量YG226S8二極管，沒有擊穿。

(10)對G2R-1-E歐姆龍小型繼電器、G6B-2014P歐姆龍固態繼電器、RB105-DE控制繼電器進行DC24V加電測試，各個觸點閉合、斷開動作正常。

(11)測量檢查TLP621-2光耦，功能正常。

(12)測量檢查LM339集成比較器，功能正常。

經以上初步診斷得出故障可能不在動力印制電路板元件上，把故障范圍由整個伺服放大器又縮小到控制印制電路板元件上。

1.2 控制印制電路板故障診斷與維修

(1)自備DC24V開關穩壓電源、空氣開關、按鈕等器件，自制了試驗臺，控制印制電路板的電源插口CXA19B兩針腳焊上細導線引出。利用自制試驗臺對控制印刷電路板進行現場加電功能測試，結果其電源指示燈(綠色發光二極管)根本就不亮。檢查發現控制印刷電路板上有一個3.2A保險(FU1)，用萬用表測量確認它已經燒斷。該保險為發那科公司專用的，當時在市面上購買相應玻璃管保險、用魚形夾夾住保險管與兩段細導線、細導線焊在FU1保險的相應針腳上，再次進行加電試驗，結果保險再次燒壞。這樣就確認了控制印刷電路板有故障。

(2)檢查測量各個貼片電阻，阻值正確。

(3)檢查測量各電容元件，未見異常。

(4)功能測試74LS123單穩態觸發器，功能正常。

(5)檢查并測試7860K光耦，功能正常。

(6)檢查并測試VT244A三態輸出驅動器，功能正常。

(7)檢查并測試LVTH240三態輸出驅動器，功能正常。

(8)檢查并測試903FP比較器，未見異常。

(9)檢查并測試MD1422N集成電路，發現異常。具體介紹如下:

MD1422N集成電路由SHINDENGEN公司制造，雙排共32針腳(其針腳排列見圖1，針腳序號與功能符號的對應見表1)。

表1 MD1422N集成電路針腳序號與功能符號對應表

把萬用表打到“二極管及通斷測試”檔，紅、黑表筆先后接MD1422N集成電路第16(P.GND)針腳、另一表筆分別測試其余各個針腳通斷情況(現場測試結果見表2)。

從現場測試結果表2中可以看出，不管紅表筆還是黑表筆接第16(P.GND)針腳，該針腳與第2(OCL_)、3(OCL+)、4(GND)、5(R/C)、11(Vout)、12(Vout)、13(Vout)、14(Vout)、26(GND)針腳都接通。但從集成電路功能原理方面分析:若該集成電路功能正常，其電源地針腳16與輸出電壓針腳11、12、13、14間不應該接通;其起過流保護作用的兩針腳2、3間也不應該接通;上述10個針腳相互之間也不應該接通;故斷定現場測試結果異常。從市面購買該集成電路更換后再加電試驗、仍舊燒保險，診斷該控制印刷線路板上還有損壞的元件。

(10)繼續對控制印刷線路板故障查尋，發現一個長3.6 mm、寬1.6 mm、高0.8 mm的2腳貼片元件正向、反向測試均導通。該元件表面只刻有“A3N”字樣，不知是何類元件。再查看該件附近線路板上印有“VP5”字樣，經繼續查尋到“VP1”3腳元件、“VP2”8腳元件、“VP3”2腳元件、“VP4”4腳元件。推測這5個元件應同類，其中“VP3”2腳元件應與“VP5”元件功能、特性應更類似。經測試“VP3”2腳元件正向導通、反向截止，故推斷“VP5”元件可能擊穿損壞，用智能850A型熱風臺拆除該件。在拆除時發現，該件1端腳所熔焊的線路板金屬基體早已燒損，這樣就進一步證明該件異常。拆除該件后對控制線路板又進行加電試驗，結果FU1保險不再燒了，從而確認“VP5”為故障件。這樣，故障范圍就由整個控制印制電路板定位到了元件。市場采購不到“VP5”原裝元件。經攻關分析，該件可能起電壓保護作用，屬二極管類，決定采用1N4007塑封二極管代替現場試驗。由于與“VP5”元件1端腳相熔焊的線路板金屬基體已經燒損，經測試該端腳應該與LP1元件1端腳相連，這樣就拋開原已燒損的線路板金屬基體，直接從LP1元件相關端腳焊接引出1根線，再從與“VP5”另一端腳熔焊的完好線路板金屬基體焊接引出另1根線，這兩根線再與1N4007二極管兩端腳相連，用熱縮管處理后，對控制印制線路板再次進行現場加電測試。結果FU1保險不再燒了、其電源指示燈亮(綠色發光二極管)、ALM報警指示燈亮(黃色發光二極管)、COP10B/COP10A兩光纜插口的上插口均發出紅光(有了相應功能)。上述報警燈亮應該是因為試驗現場沒有連接編碼器等器件所致，屬正?，F象。

表2 MD1422N集成電路針腳現場通斷測試結果表

(11)將該伺服放大器組裝好，整體裝到數控機床上現場試驗，機床運轉正常，原故障排除。

2 結語

誠然，發那科原裝進口數控系統硬件故障的診斷與維修難度大。目前，國內數控機床用戶一般既沒有先進的全功能故障診斷儀器，也沒有數控系統電路圖，但也不能因此就認為不管其出現任何硬件故障都不能自主故障診斷與維修而直接送修、整體采購更換。本例現場采用多種故障診斷方法逐步縮小故障范圍，最終故障定位到元件級，實現了自主故障診斷與元件級維修。本例自主故障診斷與元件級維修的成功，減少了現場機床故障停機時間，節省了數控機床用戶費用。

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