FANUCαi主軸放大器02#報警的診斷方法與應用實例

李 丹

（四川建筑職業技術學院，四川 德陽618000）

FANUCαi主軸模塊具有較高的輸出功率和轉矩，與FANUC 16/18/20配套使用，應用廣泛。在FANUC數控系統中，稱之為SPM（Spindle Amplifier Moduie）-主軸放大器模塊。其接口圖-如圖1所示。

圖1 αi主軸放大器模塊接口圖

當SPM上七段顯示管出現“02”報警號時，表示實際檢測到的主軸速度與M03或M04中給定的指令值相差過大。本文將詳細分析該報警產生的原因、診斷方法和維修實例。

1 02報警號原理分析

在FANUCαi數字伺服系統中，由電源模塊（PSM）、主軸放大器模塊（SPM）、伺服放大器模塊（SVM）三部分組成。FANUC電源模塊（PSM）和主軸放大器模塊（SPM）的連接如圖2所示。

圖2 電源模塊（PSM）和主軸放大器模塊（SPM）的連接

在圖2（右下方）處，接口JY2接收主軸電機的速度反饋，經過速度檢測，在CPU+LSI中與來自CNC的主軸指令信號進行比較，若相差過大則產生“02”報警。

引起“02”報警號的原因主要有：

（1）機械負載過重[1]；

（2）速度反饋信號不良；

（3）電動機局部短路或相序不正確；

（4）主軸放大模塊（SPM）不良（如IGBT或IPM不良）；

（5）“02”報警如產生電機加減速過程中，則是參數PRM4082設定不當[2]。

參數PRM4082：不進行報警檢測的時間。比如數控機床的負載慣量較大，追蹤主軸指令速度達到穩定值的所需加減速的時間也較長。而該參數值過小時，在加減速的過程中，有可能出現“02”報警，但系統本身運行是正常的。

（6）錯誤設定了輸出限制參數PRM4028、4029.

當PRM4028參數設定值為1~9時，可限制主軸電機的輸出功率，造成負載過大的假象，使主軸的速度下降，出現“02”報警。PRM4029是參數PRM4028的百分比。

2 “02”報警號診斷方法和步驟

針對上述引起“02”號的原因，根據實際經驗，給出了相應的診斷方法與步驟：

（1）報警在加減速過程出現“02”報警，修改參數PRM4082，設定值加大，接近數控機床達到穩定速度的加減速時間。

（2）機械負載過大，分兩種情況：第一，檢查參數PRM4028、4029的設置，將 PRM4028設定為 0，即不限制主軸電機的輸出功率；第二，可通過“主軸監視畫面”查看主軸的負載表，如果負載確實過大，可改變切削條件。具體操作：按SYSTEM，連續按，顯示以下畫面[SV.PARA SP.PARA（]操作），按軟鍵[SP.PARA]，顯示“主軸設定”畫面，有[SP.SET SP.TUN SP.MON]（操作）軟鍵 ，按[SP.MON]進入“主軸監視畫面”（見圖3），其中主軸是否過載可以從“負載表”得到確認[3]。

圖3 主軸監視畫面

（3）檢查速度反饋信號是否正常：不啟動主軸，用手盤電動機，使電動機以較快的速度轉起來，比較主軸電機的轉速與實際指令是否基本一致（見圖3中的“電機速度”）。如果相差很大，說明主軸速度傳感器或速度反饋回路有問題。

（4）檢查電動機的動力線是否正常，動力線可用萬用表或兆歐表測量出。

（5）檢查電動機的相序是否接錯。可在啟動時，主軸來回轉幾下，如果出現“02”報警，說明相序有錯。

（6）檢查IGBT或IPM模塊，如果有相同的主軸模塊，可互換控制版或整套單元，以快速判斷故障點；若無條件，則拆下IGBT或IPM模塊，測是否有短路，有短路，則更換模塊；無短短，再檢查PN結導通壓降是否正常。

3 維修實例

機床規格為Φ160臥式鏜銑床，FANUC16i M控制系統，使用FANUCα系列串行主軸，加工過程中主軸聲音異常，翻到主軸監控畫面發現主軸過載（參見圖4），之后顯示器出現401#報警，同時主軸模塊出現“02”號報警，關電再開電后401#報警自行消除，主軸模塊“02”報警消除，但是重新啟動主軸仍出現上述報警。

圖4 主軸過載

401#報警僅說明驅動用動力電源已經斷開，電機驅動部分關電再開電后能夠自行消除報警，說明在電氣方面硬件沒有太大問題。重點應該觀察外圍負載，用手轉動主軸上的刀柄，絲毫不動，借助工具在正常力矩的范圍下仍然不能轉動刀柄，初步判斷主軸機械部分卡死，通過進一步診斷，發現松拉刀用的氣液轉換缸不能松開到位，與主軸松拉刀頂桿“粘住”導致主軸力矩過大。解除機械故障后，機床運行正常。

4 結束語

FANUCαi主軸放大器02#報警即主軸速度誤差過大報警，是FANUC系統常見的報警之一，本文詳細分析了該故障產生的原因、診斷方法，并以具體維修實例說明。

[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，2004.

[2]北京發那科機電有限公司.FANUCACSPINDLE MOTORαi Series參數說明書[M].北京：.北京發那科機電有限公司，2004.

[3]劉 江.數控機床故障診斷與維修[M].北京：高等教育出版社，2007.