發那科機床SV449 報警的解決

李海峰

（1.濱州渤海活塞有限公司，山東濱州 256600；2.山東省發動機活塞摩擦副重點實驗室，山東濱州 256600）

0 引言

發那科數控系統由于穩定性和可靠性較強在國內機床市場得到廣泛認同，也是世界上使用較多的數控系統之一，包括0i 系列、0i Mate 系列、Power Mate 0 系列等各種規格的數控系統。雖然FANUC 數控系統硬件很可靠，但由于工業生產的環境惡劣程度不同，會產生各種各樣的報警，SV449 報警是經常出現的報警類型之一。分析造成此報警的多種原因，給出對應的解決方法。

1 報警內容說明及相關硬件簡介

SV449 英文顯示：“n AXIS：INV.IPM ALARM。”中文顯示：“n 軸：逆變器IPM 報警。”報警內容為：“在伺服放大器上檢測到強電回路的IPM 內電壓下降、電流異常等問題。”此報警由各軸的伺服放大器檢出。當報警SV449 時，i 伺服放大器通常在控制印制電路板的LED 上顯示“8.”“9.”“A.”的字符；i 的伺服放大器控制印制電路板上的ALARM 貼片燈會亮起。與SV449 報警相關的硬件為：伺服電機、伺服電機動力電纜、伺服放大器模塊等。伺服電機由定子和轉子等組成，并且在伺服電機的定子上纏有電機繞組。伺服放大器通常分為：控制印制電路板、功率基板、小接口板和IPM 模塊。其中小接口板用于連接控制印制電路板和功率基板，安裝不牢時，伺服檢測會不正常并產生報警。IPM 模塊又稱IPM 晶體，屬于逆變回路的一部分，IPM 模塊將功率開關器件和驅動電路連接在一起，內含快速保護電路，自身不易損壞。SV449 報警就是伺服放大器內IPM 模塊檢測異常（過流或電壓下降等）造成的。

2 SV449 報警的故障節點及故障對策

3 SV449 報警的排除過程

結合沈一機床廠CAK5060di 車床（圖1）的一次維修過程闡述報警的排除過程及方法。實例機床故障現象：最初不定時報X 軸逆變器IPM 報警，在對X 軸進行常規診斷后又偶爾出現X 軸和Z 軸同時報警SV449。實例車床X 軸伺服電機動力電纜在Z 軸方向上隨Z 軸移動而移動，且現場X 軸電機動力電纜的保護拖鏈有破損。由于起初僅X 軸報警，使用萬用表測量了伺服電機的相間是否平衡，使用500 V 絕緣電阻表測量伺服電機和電機動力電纜相間是否絕緣老化及每相對地是否短路，經測量伺服電機和電機動力電纜無故障。于是將X 軸電機動力電纜從伺服放大器上直接拆除，并更改X 軸相關參數解除掉急停報警。相關參數如1005#7=1 控制軸拆除信號有效；12#7=1 將X 軸設定為拆除。X 軸拆除后在自動狀態確保刀具不會碰撞工件的情況下，運行加工程序仍然報警SV449。問題鎖定在伺服放大器上，實例車床X 軸與Z 軸同為i 伺服放大器且型號相同，可互相調換試驗。在拆X 軸放大器時發現伺服控制印制電路板有松動現象，可能是車床加工時振動引起。對調兩軸的伺服放大器并重新固定，再接上電機動力電纜后，車床正常加工百十個工件又出現了X 軸和Z 軸同時報警SV449 的現象。考慮到兩軸伺服放大器同時壞掉的可能性不大，從兩軸的公共部分著手檢測，如進線三相200 V、直流24 V 控制電源等。經過仔細測量各電壓良好，機械維修人員又檢查了機械傳動機構，給兩軸導軌加了潤滑油并檢查了各軸的軸承，但機床運行時故障依舊。

圖1 CAK5060di 車床控制模式

檢查加工程序，發現報警恰好發生在主軸變速后的一小段時間內。CAK5060di 車床為變頻主軸，主軸箱內配有變速離合器和變檔開關等。拆開主軸箱，經過檢查離合器與變檔用接近開關都良好。裝回主軸箱蓋體時，偶然發現離合器與變檔開關的共用多芯電纜在主軸箱外的部分被磨破，并有銅線裸露。分線包扎處理后試車，發現主軸與主軸電機之間傳動皮帶邊緣有小部分斷裂成條狀物，條狀物一頭與皮帶相連，另一頭與皮帶斷開，長度有20 多厘米。在主軸運轉時此條狀物隨著傳動皮帶的旋轉不斷甩動，甩動的同時條狀物將多芯電纜向主軸傳動輪處拍打，拍打的頻率隨主軸轉速的不同而變化。更換皮帶并將多芯線合理固定后車床運行不再出現SV449 報警故障。

4 實例機床報警原因分析

上述車床的故障排除過程，說明實例車床SV449 報警的原因與控制印制電路板、伺服電機和電機動力電纜等無關。此次CAK5060di 車床報警SV449 主要是由于直流24 V 控制電源短時間內被頻繁拉低，導致伺服放大器上的控制印制電路板工作不正常，這也是車床X 軸和Z 軸同時報警的原因。至于最初僅X 軸報警，推測為X 軸伺服放大器上的控制印制電路板松動，進而對直流24 V 的頻繁拉低反應更為靈敏。

從圖1 中可以看出伺服放大器的控制印制電路板CX原A19B 接口上引入的24 V 控制電源與主軸變檔開關共用了一個+24 V 直流電源。進入主軸箱的多芯線內除了離合器線還包含變檔開關線，磨破的多芯線內部恰好有1 根變檔開關線的+24 V 線被磨破。當主軸傳動皮帶轉動且條狀物將磨破的多芯線頻繁地拍打到主軸傳動輪上時，變檔開關使用的+24 V線與主軸上金屬的傳動輪不斷地接觸并伴有火花。這種頻繁的接觸相當于頻繁接地，從而將+24 V 電壓頻繁拉低；但這種頻繁拉低又不同于+24 V 電壓直接接地，因此+24 V 電壓所用斷路器開關不會跳閘。電壓頻繁拉低現象在一定速度下表現地更加突出，造成控制印制電路板工作失常，進而引起SV449報警。這與本實例車床SV449 報警總發生在主軸換速后的一小段時間內相吻合。

5 與報警相關伺服系統維護

伺服系統主要包括CNC 控制單元、伺服驅動單元、伺服電機、電機動力電纜和反饋電纜等，對于SV449 報警在系統維護中主要關注伺服放大器模塊、伺服電機、電機動力電纜和與控制單元相關的24 V 電源的維護。

5.1 伺服放大器的維護

伺服放大器是精密的電子部件，對工作的環境要求很高，需要進行日常和定期維護。對于伺服放大器的工作環境要確保電氣柜干燥，環境溫度不超高。伺服放大器所在的柜體要密封，不能有過多的粉塵和油污。對于伺服放大器本身要經常檢查各部件是否有松動，冷卻風扇是否需要清理污物等。有電池的要按計劃更換電池，以免數據丟失。

5.2 伺服電機和電機動力電纜的維護

伺服電機不能長時間滿負荷工作，電機及接口不能有冷卻液等浸入。電機本體需要檢查運轉時是否振動，有無噪聲，發熱狀態是否正常，外部是否有損傷等。電機使用場所溫度不能變化異常，不能有過多的外來振動，要盡量避免灰塵等。電機動力電纜要盡量避免油水浸泡，電纜外需要加必要的防護裝置，如穿尼龍軟管和加裝拖鏈等。另外也要經常檢查電纜是否有破皮、張力是否太大等現象。

5.3 24 V 控制電源的維護

除了24 V 電源本體要進行防潮除塵維護外，在24 V 控制電源維護時還應多注意與其共用24 V 電源的其它器件的維護，如上文中提到的主軸變檔開關及開關線的維護。

6 結語

SV449 報警是發那科系統常見報警之一，維修時一般從伺服放大器、伺服電機、電機動力電纜、各軸共用24 V 控制電源等著手：伺服放大器主要檢查控制印制電路板安裝是否牢固和放大器本身是否故障；伺服電機主要檢查繞組各相之間是否短路或相線接地，如繞組絕緣老化、電機內部有掃膛現象、電機進水等；電機動力電纜主要檢查各相間是否短路或相線接地，如絕緣老化、電機線磨破接地等；各軸共用24 V 控制電源主要適用于多軸同時報警，特別是24 V控制電源存在短路或直流電源帶載能力降低，達不到規定電壓時；機械問題如導軌阻力過大或絲杠軸承壞也有可能引起報警。

維修SV449 報警關鍵要有故障處理的思路。實際維修時不要過于按部就班，要根據實際情況確定一種或多種維修方向逐一排除。維修時要第一時間認真調查現場，多咨詢故障頻率及時間點，多觀察故障現象及加工過程中的故障多發位置。只要做到有方法可用，善于咨詢，勤于觀察，SV449 報警還是容易解決的。