化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng)
技術(shù)文章
SIEMENS伺服驅(qū)動系統(tǒng)故障維修典型事例
閱讀：3545 發(fā)布時間：2018-8-13進(jìn)線快速熔斷器熔斷的故障維修
故障現(xiàn)象：一臺配套SIEMENS 8MC的臥式加工中心，在電網(wǎng)突然斷電后開機(jī)，系統(tǒng)無法起動。
分析與處理過程：經(jīng)檢查，該機(jī)床X軸伺服驅(qū)動器的進(jìn)線快速熔斷器已經(jīng)熔斷。該機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)采用的是SIEMENS 6RA系列直流伺服驅(qū)動，對照驅(qū)動器檢查伺服電動機(jī)和驅(qū)動裝置，未發(fā)現(xiàn)任何元器件損壞和短路現(xiàn)象。
檢查機(jī)床機(jī)械部分工作亦正常，直接更換熔斷器后，起動機(jī)床，恢復(fù)正常工作。分析原因是由于電網(wǎng)突然斷電引起的偶發(fā)性故障。
SIEMENS 8MC測量系統(tǒng)故障的維修
故障現(xiàn)象：一臺配套SIEMENS 8MC的臥式加工中心，當(dāng)X軸運動到某一位置時，液壓電動機(jī)自動斷開，且出現(xiàn)報警提示：Y軸測量系統(tǒng)故障。斷電再通電，機(jī)床可以恢復(fù)正常工作，但X軸運動到某一位置附近，均可能出現(xiàn)同一故障。
分析與處理過程：該機(jī)床為進(jìn)口臥式加工中心，配套SIEMENS 8MC數(shù)控系統(tǒng)，SIEMENS 6RA系列直流伺服驅(qū)動。由于X軸移動時出現(xiàn)Y軸報警，為了驗證系統(tǒng)的正確性，撥下了X軸測量反饋電纜試驗，系統(tǒng)出現(xiàn)X軸測量系統(tǒng)故障報警，因此，可以排除系統(tǒng)誤報警的原因。
檢查X軸在出現(xiàn)報警的位置及附近，發(fā)現(xiàn)它對Y軸測量系統(tǒng)（光柵）并無干涉與影響，且僅移動Y軸亦無報警，Y軸工作正常。再檢查Y軸電動機(jī)電纜插頭、光柵讀數(shù)頭和光柵尺狀況，均未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。
考慮到該設(shè)備屬大型加工中心，電纜較多，電柜與機(jī)床之間的電纜長度較長，且所有電纜均固定在電纜架上，隨機(jī)床來回移動。根據(jù)上述分析，初步判斷由于電纜的彎曲，導(dǎo)致局部斷線的可能性較大。
維修時有意將X軸運動到出現(xiàn)故障點位置，人為移動電纜線，仔細(xì)測量Y軸上每一根反饋信號線的連接情況，zui終發(fā)現(xiàn)其中一根信號線在電纜不斷移動的過程中，偶爾出現(xiàn)開路現(xiàn)象；利用電纜內(nèi)的備用線替代斷線后，機(jī)床恢復(fù)正常。
驅(qū)動器故障引起跟隨誤差超差報警維修
故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS PRIMOS系統(tǒng)、6RA26**系列直流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)控滾齒機(jī)，開機(jī)后移動機(jī)床的Z軸，系統(tǒng)發(fā)生“ERR22跟隨誤差超差”報警。
分析與處理過程：數(shù)控機(jī)床發(fā)生跟隨誤差超過報警，其實質(zhì)是實際機(jī)床不能到達(dá)指令的位置。引起這一故障的原因通常是伺服系統(tǒng)故障或機(jī)床機(jī)械傳動系統(tǒng)的故障。
由于機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)為全閉環(huán)結(jié)構(gòu)，無法通過脫開電動機(jī)與機(jī)械部分的連接進(jìn)行試驗。為了確認(rèn)故障部位，維修時首先在機(jī)床斷電、松開夾緊機(jī)構(gòu)的情況下，手動轉(zhuǎn)動Z軸絲杠，未發(fā)現(xiàn)機(jī)械傳動系統(tǒng)的異常，初步判定故障是由伺服系統(tǒng)或數(shù)控裝置不良引起的。
為了進(jìn)一步確定故障部位，維修時在系統(tǒng)接通的情況下，利用手輪少量移動Z軸（移動距離應(yīng)控制在系統(tǒng)設(shè)定的zui大允許跟隨誤差以內(nèi)，防止出現(xiàn)跟隨誤差報警），測量Z軸直流驅(qū)動器的速度給定電壓，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)速度給定有電壓輸入，其值大小與手輪移動的距離、方向有關(guān)。由此可以確認(rèn)數(shù)控裝置工作正常，故障是由于伺服驅(qū)動器的不良引起的。
檢查驅(qū)動器發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動器本身狀態(tài)指示燈無報警，基本上可以排除驅(qū)動器主回路的故障?？紤]到該機(jī)床X、Z軸驅(qū)動器型號相同，通過逐一交換驅(qū)動器的控制板確認(rèn)故障部位在6RA26**直流驅(qū)動器的A2板。
根據(jù)SIEMENS 6RA26**系列直流伺服驅(qū)動器的原理圖，逐一檢查、測量各級信號，zui后確認(rèn)故障原因是由于A2板上的集成電壓比較器N7（型號：LM348）不良引起的：更換后，機(jī)床恢復(fù)正常。
故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS PRIMOS系統(tǒng)、6RA26**系列直流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)控滾齒機(jī)，開機(jī)后發(fā)生“ERR21，X軸測量系統(tǒng)錯誤”報警。
分析與處理過程：故障分析過程同前例，但在本例中，利用示波器檢查位置測量系統(tǒng)的前置放大器EXE601/5-F的Ual和Ua2、*Ual和*Ua2輸出波形，發(fā)現(xiàn)同樣Ual無輸出。進(jìn)一步檢查光柵輸出（前置放大器EXE601/5-F的輸入）信號波形，發(fā)現(xiàn)Ie1，信號輸入正確，確認(rèn)故障是由于前置放大器EXE601/5-F不良引起的。
根據(jù)EXE601/5-F的原理（詳見后述）逐級測量前置放大器EXE601/5-F的信號，發(fā)現(xiàn)其中的一只LM339集成電壓比較器不良；更換后，機(jī)床恢復(fù)正常工作。
驅(qū)動器未準(zhǔn)備好的故障維修
故障現(xiàn)象：一臺配套SIEMENS 850系統(tǒng)、6RA26**系列直流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的臥式加工中心，在加工過程中突然停機(jī)，開機(jī)后面板上的“驅(qū)動故障”指示燈亮，機(jī)床無法正常起動。
分析與處理過程：根據(jù)面板上的“驅(qū)動故障”指示燈亮的現(xiàn)象，結(jié)合機(jī)床電氣原理圖與系統(tǒng)PLC程序分析，確認(rèn)機(jī)床的故障原因為Y軸驅(qū)動器未準(zhǔn)備好。
檢查電柜內(nèi)驅(qū)動器，測量6RA26**驅(qū)動器主回路電源輸入，只有V相有電壓，進(jìn)一步按機(jī)床電氣原理圖對照檢查，發(fā)現(xiàn)6RA26**驅(qū)動器進(jìn)線快速熔斷器的U、W相熔斷。用萬用表測量驅(qū)動器主回路進(jìn)線端1U、1W，確認(rèn)驅(qū)動器主回路內(nèi)部存在短路。
由于6RA26**交流驅(qū)動器主回路進(jìn)線直接與晶閘管相連，因此可以確認(rèn)故障原因是由于晶閘管損壞引起的。
逐一測量主回路晶閘管V1-V6，確認(rèn)V1、V2不良（己短路）；更換同規(guī)格備件后，機(jī)床恢復(fù)正常。
由于驅(qū)動器其他部分均*，換上晶閘管模塊后，機(jī)床恢復(fù)正常工作，分析原因可能是瞬間電壓波動或負(fù)載波動引起的偶然故障。
外部故障引起電動機(jī)不轉(zhuǎn)的故障維修
故障現(xiàn)象：一臺配套SIEMENS 6M系統(tǒng)的進(jìn)口立式加工中心，在換刀過程中發(fā)現(xiàn)刀庫不能正常旋轉(zhuǎn)。
分析與處理過程：通過機(jī)床電氣原理圖分析，該機(jī)床的刀庫回轉(zhuǎn)控制采用的是6RA**系列直流伺服驅(qū)動，刀庫轉(zhuǎn)速是由機(jī)床生產(chǎn)廠家制造的“刀庫給定值轉(zhuǎn)換/定位控制”板進(jìn)行控制的。
現(xiàn)場分析、觀察刀庫回轉(zhuǎn)動作，發(fā)現(xiàn)刀庫回轉(zhuǎn)時，PLC的轉(zhuǎn)動信號已輸入，刀庫機(jī)械插銷已經(jīng)拔出，但6RA26**驅(qū)動器的轉(zhuǎn)換給定模擬量未輸入。由于該模擬量的輸出來自“刀庫給定值轉(zhuǎn)換/定位控制”板，由機(jī)床生產(chǎn)廠家提供的“刀庫給定值轉(zhuǎn)換/定位控制”板原理圖逐級測量，zui終發(fā)現(xiàn)該板上的模擬開關(guān)（型號DG201）已損壞，更換同型號備件后，機(jī)床恢復(fù)正常工作。
開機(jī)電動機(jī)即高速旋轉(zhuǎn)的故障維修
故障現(xiàn)象：一臺與例268同型號的機(jī)床，在開機(jī)調(diào)試時，出現(xiàn)手動按下刀庫回轉(zhuǎn)按鈕后，刀庫即高速旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致機(jī)床報警。
分析與處理過程：根據(jù)故障現(xiàn)象，可以初步確定故障是由于刀庫直流驅(qū)動器測速反饋極性不正確或測速反饋線脫落引起的速度環(huán)正反饋或開環(huán)。測量確認(rèn)該伺服電動機(jī)測速反饋線已連接，但極性不正確；交換測速反饋極性后，刀庫動作恢復(fù)正常。