楚雪平

河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院450046

FANUC 0iD伺服放大器的作用是接受從主控制單元發(fā)出的速度和位移指令信號(hào)，做出一定的轉(zhuǎn)換和放大后，驅(qū)動(dòng)主軸伺服電機(jī)或進(jìn)給伺服電機(jī)，進(jìn)而通過機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床的執(zhí)行部件，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的速度與位置控制。伺服放大器在正常上電后，才能為主軸伺服電機(jī)和進(jìn)給伺服電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電源。伺服上電是機(jī)床執(zhí)行部件正常運(yùn)動(dòng)的前提，所以準(zhǔn)確及時(shí)地排除伺服上電故障意義重大。本文主要分析FANUC 0iDα系列伺服模塊伺服上電故障的維修，提出的方法也適用于β系列伺服模塊。因?yàn)槎叩膮^(qū)別僅在于F ANUC 0iDα系列伺服模塊設(shè)有獨(dú)立的電源模塊實(shí)現(xiàn)整流，而β系列伺服模塊不設(shè)獨(dú)立的電源模塊，而是由放大器內(nèi)部相當(dāng)于電源模塊的功能芯片實(shí)現(xiàn)整流作用。

1 FANUC0iDα系列伺服放大器上電過程分析

FANUC 0iD伺服放大器的電源模塊或電源部分有兩個(gè)控制接口：CX3和CX4。其中，CX4是伺服放大器的外部急停接口，該接口用于控制伺服上電，即若該接口斷開，則伺服放大器處于急停狀態(tài)，伺服電源會(huì)立即被切斷。CX3接口是MCC（主接觸器）接口，用于控制伺服電源主電路中接觸器的接通和斷開，即若該接口斷開，伺服電源主電路的連接也要被斷開。這兩個(gè)接口的控制關(guān)系是：CX4接口接通后，CX3接口才能接通，CX4接口斷開，CX3接口立即斷開。伺服上電過程如下：數(shù)控系統(tǒng)上電后，伺服模塊和電源模塊的控制電源接通，CNC檢測內(nèi)部急停信號(hào)X8.4是否有輸入，若X8.4信號(hào)有輸入，PMC向CNC輸入外部急停信號(hào)G8.4=1，CNC檢測到外部不存在急停，且無報(bào)警，則電源模塊的外部急停接口CX4接通，即伺服電源模塊的急停解除；與此同時(shí)，CNC啟動(dòng)伺服控制程序，向伺服放大器發(fā)出請求伺服準(zhǔn)備指令信號(hào)MCON，請求接通MCC并激活伺服電機(jī)；伺服模塊接收到MCON指令信號(hào)后，經(jīng)檢測無急停和內(nèi)部報(bào)警后，向電源模塊發(fā)出請求電源模塊準(zhǔn)備指令信號(hào)MCOFF；電源模塊準(zhǔn)備后，即進(jìn)行急停和內(nèi)部報(bào)警檢測后，向MCC（主接觸器）發(fā)出吸合MCC觸點(diǎn)的指令信號(hào)MCCOFF，該信號(hào)發(fā)送到控制外部MCC吸合的中間繼電器，該繼電器線圈吸合，電源模塊主接觸器CX3接口（外部MCC接口）接通，伺服模塊外部輸入電源的主回路接通，伺服上電；電源模塊主回路整流達(dá)到直流300 V后，向伺服模塊發(fā)出電源模塊準(zhǔn)備就緒信號(hào)CRDY，通知伺服模塊電源電壓已經(jīng)是直流300 V的事實(shí)；接收到CRDY信號(hào)后，伺服模塊進(jìn)行繼電器制動(dòng)解除的控制，如，在FANUC 0iMate-MD三軸加工中心上，CRDY信號(hào)到來后進(jìn)行Z軸制動(dòng)解除的控制，之后，向CNC發(fā)出伺服放大器準(zhǔn)備就緒信號(hào)DRDY，通知CNC伺服放大器已經(jīng)能正常工作的事實(shí)；CNC接收到DRDY信號(hào)后，伺服控制程序向CNC發(fā)出放大器準(zhǔn)備結(jié)束信號(hào)SRDY，然后，CNC向PMC發(fā)出伺服準(zhǔn)備就緒信號(hào)SA，通知PMC伺服已經(jīng)準(zhǔn)備好，機(jī)床可以進(jìn)行各種操作。這就是伺服放大器的整個(gè)上電過程。

2 FANUC0iD伺服放大器上電故障維修實(shí)例

由上述伺服上電過程分析可知：CNC、伺服模塊、電源模塊控制電源接通，它們都通過自檢無急停和報(bào)警，MCC接口接通后，伺服才能正常上電，每個(gè)環(huán)節(jié)都可能是故障的發(fā)生部位。所以，詳細(xì)分析故障現(xiàn)象，弄清故障的真正原因非常重要。為了弄清故障原因，首先要弄清故障現(xiàn)象。因此，當(dāng)確認(rèn)是伺服不能正常上電的故障后，應(yīng)首先觀察機(jī)床是否處于急停狀態(tài)、伺服放大器的LED狀態(tài)顯示和系統(tǒng)的報(bào)警提示。若處于急停，則應(yīng)先解除急停；若有其它的報(bào)警，則應(yīng)先對(duì)報(bào)警進(jìn)行處理，然后重新給系統(tǒng)上電，觀察故障現(xiàn)象有無變化，伺服是否上電。在解除急停和處理出現(xiàn)的報(bào)警后，若伺服仍不上電，則要根據(jù)伺服上電過程分析故障發(fā)生的部位。在伺服上電過程中，相關(guān)的繼電器和接觸器應(yīng)該會(huì)發(fā)生動(dòng)作，發(fā)出聲音，可以通過觀察和辨別聲音輔助進(jìn)行故障分析。

2.1 某FANUC 0iMD三軸加工中心，系統(tǒng)上電后，伺服不上電，出現(xiàn)“SV401伺服準(zhǔn)備就緒信號(hào)斷開”報(bào)警

故障分析：此故障的含義是伺服放大器沒有準(zhǔn)備好。系統(tǒng)上電后，CNC自檢后向伺服發(fā)出接通伺服電源的指令，伺服自檢正常后向電源模塊發(fā)出電源準(zhǔn)備指令，電源模塊自檢正常后則向MCC控制繼電器發(fā)出吸合指令，再經(jīng)過其內(nèi)部控制電路控制外部的MCC吸合，然后電源模塊向伺服反饋電源準(zhǔn)備好信號(hào)，伺服再向CNC反饋伺服準(zhǔn)備好信號(hào)，若CNC發(fā)出MCON指令后，在一定時(shí)間內(nèi)沒有接收伺服準(zhǔn)備好的反饋信號(hào)DRDY，就會(huì)出現(xiàn)此報(bào)警，同時(shí)斷開各軸的M CON指令信號(hào)。伺服在收到CRDY信號(hào)后，進(jìn)行制動(dòng)解除后才向CNC發(fā)出DRDY信號(hào)。因此，本例中故障的可能原因有兩個(gè)：一是伺服存在故障，二是電源模塊出現(xiàn)故障。

觀察到機(jī)床急停按鈕已經(jīng)釋放，且無急停報(bào)警，伺服放大器LED顯示“-”，電源模塊LED顯示“-”，MCC不吸合。機(jī)床無急停，說明CX4接口已經(jīng)接通；伺服放大器LED顯示“-”，說明伺服放大器的控制電源已經(jīng)接通，處于準(zhǔn)備狀態(tài)，且伺服沒有報(bào)警；電源模塊LED顯示“-”，說明電源模塊的控制電源已經(jīng)接通，未準(zhǔn)備就緒，尚未向主回路供應(yīng)電源，且沒有報(bào)警。從以上的現(xiàn)象判斷，本例中故障的原因是電源模塊出現(xiàn)故障，具體為CX3接口出現(xiàn)故障。

故障維修：檢查MCC接口，發(fā)現(xiàn)該接口兩端輸入電壓正常，但檢測中發(fā)現(xiàn)CX3接口的兩個(gè)接點(diǎn)間電壓不正常。將MCC接口連接線拔下，發(fā)現(xiàn)有一端接頭脫落。將接頭壓好，重新插緊，系統(tǒng)重啟后，伺服放大器LED顯示“0”，說明伺服正常上電，故障排除。

2.2 某FANUC 0iMate-MD三軸加工中心，系統(tǒng)上電后，伺服不上電，系統(tǒng)狀態(tài)信息欄紅色“-”閃爍，無報(bào)警

故障分析：本例中，觀察到機(jī)床急停按鈕已經(jīng)釋放，但系統(tǒng)狀態(tài)信息欄紅色“-”閃爍，說明機(jī)床正處于急停狀態(tài)；伺服放大器LED顯示“-”，說明伺服控制電源已接通，但正處于準(zhǔn)備狀態(tài)，無報(bào)警。由伺服上電過程分析可知，機(jī)床急停將導(dǎo)致CX4接口斷開，CX3接口也斷開，所以，本例首先要排除急停故障。不同的機(jī)床廠家，急?？刂朴兴鶇^(qū)別，所以要根據(jù)設(shè)備急停控制的電氣原理，并結(jié)合PMC控制進(jìn)行故障排除。

故障維修：查看相關(guān)PMC信號(hào)，發(fā)現(xiàn)狀態(tài)都正常，根據(jù)電氣原理圖，發(fā)現(xiàn)伺服上電控制的中間繼電器不吸合。從原理上說，控制信號(hào)正常時(shí)，被控電器應(yīng)該動(dòng)作。出現(xiàn)控制信號(hào)正常但被控電器不動(dòng)作現(xiàn)象，最可能原因是內(nèi)部控制信號(hào)與外部電器不對(duì)應(yīng)。因此，檢查FANUCI/OLink模塊設(shè)置，發(fā)現(xiàn)設(shè)置錯(cuò)誤。正確設(shè)置后，重啟系統(tǒng)，故障消失，伺服放大器LED顯示“0”，說明伺服正常上電。

伺服放大器的上電故障也可以通過診斷參數(shù)＃358來進(jìn)行分析。當(dāng)開啟伺服放大器的勵(lì)磁時(shí)，檢查該參數(shù)二進(jìn)制數(shù)值的第5-14位數(shù)據(jù)，正常啟動(dòng)時(shí)，位5-14數(shù)據(jù)全部為1。從低位開始按順序確認(rèn)，最初為0的位如果不能完成以上變化，該位就是發(fā)生S V401報(bào)警的原因。但是若該參數(shù)顯示為十進(jìn)制，需將顯示的十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成16位二進(jìn)制數(shù)，判斷哪位數(shù)據(jù)為0。數(shù)據(jù)較大，實(shí)際應(yīng)用較麻煩，相比較而言，本文中的方法相對(duì)易理解和掌握。

3 結(jié)論

綜上，伺服上電是個(gè)非常復(fù)雜的過程，C N C、伺服模塊、電源模塊和機(jī)床都不急停、無報(bào)警的情況下，其控制接口C X4和C X3才能接通，伺服才能正常上電。從表面上看，這兩個(gè)接口故障是伺服不上電的最可能原因。但是，多種原因都能引起這兩個(gè)接口出現(xiàn)故障，多種原因又會(huì)相互重合，給維修帶來困難。因此，當(dāng)出現(xiàn)伺服不能上電的故障時(shí)，首先應(yīng)仔細(xì)觀察故障現(xiàn)象，弄清故障現(xiàn)象，然后根據(jù)伺服上電的控制原理，利用觀察、聽覺等多種方法分析故障原因。排除故障時(shí)，要先排除急停和處理報(bào)警，因?yàn)槠渌乃欧?bào)警、電源模塊報(bào)警、C N C報(bào)警等也會(huì)引起伺服不上電故障。每排除一個(gè)故障，要重啟系統(tǒng)，觀察伺服是否上電，故障現(xiàn)象是否有變化，直至伺服上電?？傊斐伤欧簧想姽收系脑虮姸?，需要認(rèn)真分析來排除困難，所以，透過故障現(xiàn)象，把握真正的原因，是排除故障時(shí)尤其需要注重的一點(diǎn)。

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