數控機床伺服系統過熱和伺服不能就緒報警維修技術

王會峰

（許昌技師學院，河南 許昌 461000）

1 報警一：伺服過熱報警（報警號為400）

1.1 系統檢測原理

伺服放大器側具有過熱檢測信號，該信號由放大器內的智能逆變模塊發出。當放大器的逆變模塊溫度超過規定值時，通過PWM指令傳遞到CNC系統，CNC系統發出400號過熱報警。

伺服電動機的過熱信號是由伺服電動機定子繞組的熱偶開關檢測的，當伺服電動機的溫度超過規定值時電動機有的熱偶開關（常閉點）動作，通過伺服電動機的串行編碼器（數字伺服）傳遞給CNC系統，CNC系統發出400號過熱報警。系統伺服過熱報警檢測原理圖如圖1。

圖1 系統伺服過熱報警檢測原理圖

1.2 故障的診斷方法

首先確認CNC系統伺服過熱報警，FANUC Oi系統為200或伺服調整畫面的ALM1的#7是否為1來判定。然后判別是電動機過熱還是伺服放大器過熱，可以通過系統診斷號201或伺服調整畫面的ALM2的#7是否為0來判定。如果為"1"則為電動機過熱；如果為"0"則為放大器過熱。

1.3 故障產生的原因

1）電動機過熱：a.機械傳動故障引起的；b.切削用量選擇不正確引起的；c.電動機本身不良（電動機定子繞組的熱偶開關不良）；d.系統伺服參數整定不良，可進行伺服參數初始化。

2）伺服放大器過熱：a.伺服放大器的風扇故障。b.如果為伺服單元（SVU），還可能是TH1、TH2接口或熱保護元件損壞。c.伺服放大器本身故障，智能逆變模塊損壞，伺服軟件不良。

1.4 故障實例

實例：某數控機床系統為FANUC-Oi，系統出現400號報警。

根據上面故障診斷方法和故障現象，首先通過系統診斷號200的#7是為1判定為CNC系統伺服過熱報警。其次查看系統為201的#7為“1”判定為電動機過熱。再次在掉電狀態下，用手轉動絲杠也正常，說明故障在于電動機。最后打開電動機發現電動機內部熱敏電阻不良，更換熱敏電阻后，系統恢復正常，故障排除。

通過該例子的故障分析可知，數控機床有些故障若無法判定時，將兩者斷開，先判斷電氣系統部分，再判斷機械部分。斷開后，判斷CNC是否有問題，若無，則電氣部分正常，后轉動絲杠是否有異常。

2 報警二：伺服不能就緒報警（報警號為401）

當系統還出現其他4xx號伺服報警時，先排除其他的伺服報警（因為其他伺服報警他會導致401號報警）。

2.1 系統檢測原理

當系統的軸控制電路正常時，控制電路會向伺服驅動裝置發出準備信號。當伺服裝置接收到該信號后，如果伺服裝置正常工作，則伺服裝置內部的繼電器獲電動作，一方面接通伺服的主回路，另一方面通過伺服裝置向系統發出DRDY信號。當系統得到來自軸控制電路的伺服就緒信號后，系統發出伺服使能信號。伺服裝置準備接收來自軸控制電路的控制信號。如果系統軸控制電路發出準備信號而得不到伺服就緒準備信號時，系統就會產生401號報警。伺服就緒控制信號流程圖如圖2。

圖2 伺服就緒控制信號流程圖

2.2 故障產生的原因

1）當發生該故障時，首先要確認系統急停按鈕是否處于釋放狀態，如果處于急停狀態時，伺服裝置就不能正常工作，這一點請注意。

2）伺服驅動裝置故障：連接電纜故障；伺服裝置的繼電器MCC控制回路或線圈本身故障；內部控制回路或檢測電路故障。

3）系統軸控制卡（軸板）故障或系統伺服模塊故障（此時需要更換系統軸板或對該板進行檢修）。

2.3 故障的診斷方法

采用信號短接的方法來判斷故障的部位。具體的做法是短接軸控制板的7-12管腳（M184），如果系統報警消失，則故障在伺服裝置或連接電纜；如果信號短接后系統報警號不消失（系統復位后），則為系統軸控制板故障。

2.4 故障實例

實例：某數控機床系統為FANUC-Oi，系統出現401號報警，伺服單元上顯示“-”。

根據上面故障診斷方法和故障現象，可采用短接法來判斷故障點位置。首先撥下軸板上的M184電纜接頭，短接軸控制板的7-12管腳，系統上電后，系統報警號消失，而伺服單元還是“-”，說明伺服單元出現了故障。檢查伺服單元的供電壓是正常的，說明故障在伺服單元的內部。拆下伺服單元，將JV1B的8-10管腳短接后，接上電源。用電壓表測量控制電路有電壓輸出，說明伺服單元的輔助電路和檢測電路都正常，故障在繼電器MCC線圈回路。仔細檢查后發現，MCC線圈的一個焊點虛焊，焊好虛焊點，系統恢復正常，故障排除。

通過該例子的故障分析可知，數控機床有些故障可以采用信號短接的方法進行故障的診斷與排除，這樣可以比較準確地判斷故障發生的具體部位，但要求維修人員必須清楚系統的信號流程及各接頭的管腳功能。

［1］ 龔仲華.數控機床故障診斷與維修500例［M］.北京：機械工業出版社，2005.

［2］ 王風蘊,張超英.數控原理與典型數控系統［M］.北京：高等教育出版社，2003.