数控机床伺服系统故障诊断

4 伺服驱动器故障

　　1)故障现象：采用FANUC 0M数控系统的立式／jn-r中心，在加工过程中，出现ALM414报警，a伺服驱动器显示报警“8”。

　　2)分析与处理过程：该机床采用的是FANUCa系列数字伺服驱动系统，系统ALM414报警的含义为“X轴的数字伺服系统错误。a驱动器显示“8”，表示L轴(在机床上为X轴)过电流。

　　根据报警显示内容，通过机床自诊断功能，检查诊断参数DGN720，发现其第4位为“1”，即X轴出现过电流(HCAL)报警。FANUC数字伺服X轴产生HCAL报警的原因主要有：X轴伺服电动机的电枢线产生错误；伺服驱动器内部的晶体管模块损坏；X轴伺服电动机绕组内部短路；伺服驱动器的主板PCB损坏。

　　根据故障情况，由于发生故障前机床可以正常工作，故基本可以排除X轴伺服电动机联接错误的可能性。

　　测量X轴伺服电动机的电枢绕组，发现三相绕组电阻相同，阻值在正常的范围，故可以排除电动机绕组内部短路的原因。

　　检查伺服驱动器内部的晶体管模块，用万用表测得电源输入端的相间电阻只有6 Q，低于正常值。因此，可以初步判定驱动器内部晶体管模块损坏。经仔细检查确认晶体管模块已经损坏；更换一晶体管模块后，故障排除。

5 速度控制单元故障

　　1)故障现象：1台配有FANUC 7M系统的立式加工中心，开机时，系统出现ALM05、07和37号报警。

　　2)分析与处理过程：FANUC 7M系统ALM05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”；ALM37是y轴位置误差过大报警。分析以上报警，ALM05报警是由于系统“急停”信号引起的，通过检查可以排除；ALM07报警是系统中的速度控制单元未准备好，可能的原因有：电动机过载；伺服变压器过热；伺服变压器保护熔断器熔断；输入单元的EMG(INl)和EMG(IN2)之间的触点开路；输入单元的交流100 V熔断器熔断(F5)；伺服驱动器与CNC间的信号电缆连接不良；伺服驱动器的主接触器(MCC)断开。

　　ALM37报警的含义是“位置跟随误差超差”。综合分析以上故障，当速度控制单元出现报警时，一般均会出现ALM37报警，因此故障维修应针对ALM07报警进行。

　　在确认速度控制单元与CNC、伺服电动机的连接无误后，考虑到机床中使用的X、y、Z伺服驱动系统的结构和参数完全一致，为了迅速判断故障部位，加快维修进度，维修时首先将X、Z 2个轴的CNC位置控制器输出连线XC(Z轴)和XF(y)轴以及测速反馈线XE(Z轴)与XH(y轴)进行了对调。这样，相当于用CNC的y轴信号控制Z轴，用CNC的Z轴信号控制Y轴，以判断故障部位是在CNC侧还是在驱动侧。经过以上调换后开机，发现故障现象不变，说明本故障与CNC无关。

　　在此基础上，为了进一步判别故障部位，区分故障是由伺服电动机还是驱动器引起的，维修时再次将Y、Z轴速度控制单元进行了整体对调。经试验，故障仍然不变，从而进一步排除了速度控制单元的原因，将故障范围缩小到y轴直流伺服电动机上。为此，拆开了直流伺服电动机，经检查发现，该电动机的内装测速发电机与伺服电动机间的联接齿轮存在松动，其余部分均正常。将其联接紧固后，故障排除。

　　通过以上5个实例可以发现，伺服系统的故障诊断，虽然由于伺服驱动系统生产厂家的不同，在具体做法上可能有所区别，但其基本检查方法与诊断原理却是一致的。

6 结语

　　根据我们的维修经验，检查伺服系统的故障首先应该分析数控系统报警信息以及伺服系统的报警指示，仔细观察故障现象，根据伺服系统的工作原理和机床的电气原理图，对可疑的故障点逐一检查排除，在有条件的情况下采取互换法，最终确认故障原因，从而排除机床故障，提高数控机床的使用效率。