FANUC0iD伺服放大器上電故障維修

楚雪平

河南職業技術學院450046

FANUC 0iD伺服放大器的作用是接受從主控制單元發出的速度和位移指令信號，做出一定的轉換和放大后，驅動主軸伺服電機或進給伺服電機，進而通過機械傳動機構，驅動機床的執行部件，實現相應的速度與位置控制。伺服放大器在正常上電后，才能為主軸伺服電機和進給伺服電機提供驅動電源。伺服上電是機床執行部件正常運動的前提，所以準確及時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。因為二者的區別僅在于F ANUC 0iDα系列伺服模塊設有獨立的電源模塊實現整流，而β系列伺服模塊不設獨立的電源模塊，而是由放大器內部相當于電源模塊的功能芯片實現整流作用。

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，伺服電源會立即被切斷。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。這兩個接口的控制關系是：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：數控系統上電后，伺服模塊和電源模塊的控制電源接通，CNC檢測內部急停信號X8.4是否有輸入，若X8.4信號有輸入，PMC向CNC輸入外部急停信號G8.4=1，CNC檢測到外部不存在急停，且無報警，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，CNC啟動伺服控制程序，向伺服放大器發出請求伺服準備指令信號MCON，請求接通MCC并激活伺服電機；伺服模塊接收到MCON指令信號后，經檢測無急停和內部報警后，向電源模塊發出請求電源模塊準備指令信號MCOFF；電源模塊準備后，即進行急停和內部報警檢測后，向MCC（主接觸器）發出吸合MCC觸點的指令信號MCCOFF，該信號發送到控制外部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到直流300 V后，向伺服模塊發出電源模塊準備就緒信號CRDY，通知伺服模塊電源電壓已經是直流300 V的事實；接收到CRDY信號后，伺服模塊進行繼電器制動解除的控制，如，在FANUC 0iMate-MD三軸加工中心上，CRDY信號到來后進行Z軸制動解除的控制，之后，向CNC發出伺服放大器準備就緒信號DRDY，通知CNC伺服放大器已經能正常工作的事實；CNC接收到DRDY信號后，伺服控制程序向CNC發出放大器準備結束信號SRDY，然后，CNC向PMC發出伺服準備就緒信號SA，通知PMC伺服已經準備好，機床可以進行各種操作。這就是伺服放大器的整個上電過程。

2 FANUC0iD伺服放大器上電故障維修實例

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警，MCC接口接通后，伺服才能正常上電，每個環節都可能是故障的發生部位。所以，詳細分析故障現象，弄清故障的真正原因非常重要。為了弄清故障原因，首先要弄清故障現象。因此，當確認是伺服不能正常上電的故障后，應首先觀察機床是否處于急停狀態、伺服放大器的LED狀態顯示和系統的報警提示。若處于急停，則應先解除急停；若有其它的報警，則應先對報警進行處理，然后重新給系統上電，觀察故障現象有無變化，伺服是否上電。在解除急停和處理出現的報警后，若伺服仍不上電，則要根據伺服上電過程分析故障發生的部位。在伺服上電過程中，相關的繼電器和接觸器應該會發生動作，發出聲音，可以通過觀察和辨別聲音輔助進行故障分析。

2.1 某FANUC 0iMD三軸加工中心，系統上電后，伺服不上電，出現“SV401伺服準備就緒信號斷開”報警

故障分析：此故障的含義是伺服放大器沒有準備好。系統上電后，CNC自檢后向伺服發出接通伺服電源的指令，伺服自檢正常后向電源模塊發出電源準備指令，電源模塊自檢正常后則向MCC控制繼電器發出吸合指令，再經過其內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備好信號，伺服再向CNC反饋伺服準備好信號，若CNC發出MCON指令后，在一定時間內沒有接收伺服準備好的反饋信號DRDY，就會出現此報警，同時斷開各軸的M CON指令信號。伺服在收到CRDY信號后，進行制動解除后才向CNC發出DRDY信號。因此，本例中故障的可能原因有兩個：一是伺服存在故障，二是電源模塊出現故障。

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

故障維修：檢查MCC接口，發現該接口兩端輸入電壓正常，但檢測中發現CX3接口的兩個接點間電壓不正常。將MCC接口連接線拔下，發現有一端接頭脫落。將接頭壓好，重新插緊，系統重啟后，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，系統上電后，伺服不上電，系統狀態信息欄紅色“-”閃爍，無報警

故障分析：本例中，觀察到機床急停按鈕已經釋放，但系統狀態信息欄紅色“-”閃爍，說明機床正處于急停狀態；伺服放大器LED顯示“-”，說明伺服控制電源已接通，但正處于準備狀態，無報警。由伺服上電過程分析可知，機床急停將導致CX4接口斷開，CX3接口也斷開，所以，本例首先要排除急停故障。不同的機床廠家，急?？刂朴兴鶇^別，所以要根據設備急停控制的電氣原理，并結合PMC控制進行故障排除。

故障維修：查看相關PMC信號，發現狀態都正常，根據電氣原理圖，發現伺服上電控制的中間繼電器不吸合。從原理上說，控制信號正常時，被控電器應該動作。出現控制信號正常但被控電器不動作現象，最可能原因是內部控制信號與外部電器不對應。因此，檢查FANUCI/OLink模塊設置，發現設置錯誤。正確設置后，重啟系統，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＃358來進行分析。當開啟伺服放大器的勵磁時，檢查該參數二進制數值的第5-14位數據，正常啟動時，位5-14數據全部為1。從低位開始按順序確認，最初為0的位如果不能完成以上變化，該位就是發生S V401報警的原因。但是若該參數顯示為十進制，需將顯示的十進制數轉換成16位二進制數，判斷哪位數據為0。數據較大，實際應用較麻煩，相比較而言，本文中的方法相對易理解和掌握。

3 結論

綜上，伺服上電是個非常復雜的過程，C N C、伺服模塊、電源模塊和機床都不急停、無報警的情況下，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接口出現故障，多種原因又會相互重合，給維修帶來困難。因此，當出現伺服不能上電的故障時，首先應仔細觀察故障現象，弄清故障現象，然后根據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，要先排除急停和處理報警，因為其它的伺服報警、電源模塊報警、C N C報警等也會引起伺服不上電故障。每排除一個故障，要重啟系統，觀察伺服是否上電，故障現象是否有變化，直至伺服上電?？傊?，造成伺服不上電故障的原因眾多，需要認真分析來排除困難，所以，透過故障現象，把握真正的原因，是排除故障時尤其需要注重的一點。

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