閆恩剛

（天水星火機床有限責(zé)任公司，甘肅天水 741024）

伺服驅(qū)動異常的咨詢診斷與分析處理

閆恩剛

（天水星火機床有限責(zé)任公司，甘肅天水 741024）

以數(shù)控車床產(chǎn)品技術(shù)咨詢中的故障診斷為實例，通過故障現(xiàn)象并借助系統(tǒng)報警的輔助診斷，分析了故障產(chǎn)生的原因，介紹了異常發(fā)生后的診斷與處理方法;準確的咨詢診斷與快速分析處理，是使數(shù)控機床得以恢復(fù)正常工作的保證。

伺服驅(qū)動 咨詢診斷 分析處理

數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為當今制造業(yè)的最新技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，是現(xiàn)代先進制造技術(shù)的基礎(chǔ)和核心，也是機床行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。由于數(shù)控機床所具有的高科技含量和高技術(shù)復(fù)雜性，如何有效處理機床在使用期間的各種各樣問題，做到及時、準確、快速的診斷與處理，同樣是現(xiàn)今機床業(yè)發(fā)展不可忽視的重要課題。多年實踐表明，因伺服驅(qū)動異常反應(yīng)出來的問題，其診斷與處理不到位，影響了機床的正常使用，不僅不能使機床及時發(fā)揮作用，也因此為企業(yè)帶來經(jīng)濟損失的列子屢見不鮮。因此，解決應(yīng)用中存在的問題，迅速診斷故障，也是保證機床可靠運行，提高設(shè)備利用率的關(guān)鍵。

數(shù)控車床的伺服驅(qū)動單元一般有X（橫向）軸、Z（縱向）軸二軸，通過驅(qū)動控制實現(xiàn)電動機的進給運行。驅(qū)動單元包括電源模塊和驅(qū)動模塊（功率模塊），電源模塊為NC和進給驅(qū)動裝置提供控制的動力電源，產(chǎn)生母線電壓，同時承擔(dān)監(jiān)測電源和模塊狀態(tài);驅(qū)動模塊構(gòu)成了運動控制的執(zhí)行部分。

1 伺服驅(qū)動異常的咨詢診斷與分析處理

（1）咨詢診斷與分析處理1

出現(xiàn)異常的數(shù)控設(shè)備為：CK6636數(shù)控車床，數(shù)控系統(tǒng)配置SIEMENS 802D sl，主軸傳動系統(tǒng)為齒輪傳動，經(jīng)滑移齒輪，實現(xiàn)分檔無級調(diào)速，X、Z二軸采用交流伺服驅(qū)動電動機，SIEMENS 611驅(qū)動控制，配有光柵尺實現(xiàn)位置調(diào)節(jié)閉環(huán)控制，電子手輪手動進給，四工位刀架，SIEMENS PLC S7－300邏輯控制器，Profibus接口等功能，機床配有集中潤滑裝置及冷卻裝置。

異?，F(xiàn)象描述：機床開機系統(tǒng)出現(xiàn)用戶報警380500，系統(tǒng)自診斷為伺服驅(qū)動報警;Z1，X1，025201報警，系統(tǒng)自診斷為嚴重伺服軸驅(qū)動故障;Z1，X1，025202報警，自診斷故障為等待驅(qū)動，當伺服驅(qū)動無法通訊時，報警會持續(xù)存在。

咨詢診斷與分析處理：通過系統(tǒng)自診斷報警功能提示可以看出，機床故障反應(yīng)在伺服驅(qū)動部位，通過觀察SIEMENS 611驅(qū)動裝置模塊上的LED顯示，可以看到系統(tǒng)故障報告為：E－A607及E－A608跳轉(zhuǎn)。系統(tǒng)報警描述：該報警為伺服電動機線或動力母線接觸不良或斷線造成缺相，所產(chǎn)生的故障報警。目測檢查X1軸驅(qū)動器模塊內(nèi)部的下端有電火花打火現(xiàn)象，停機后拆下X1軸驅(qū)動器模塊，檢查打火部位，對接觸不良接觸點重新進行緊固處理，同時考慮因灰塵產(chǎn)生靜電，對線路板也進行了清理;重新開機并試機，機床驅(qū)動系統(tǒng)恢復(fù)正常，故障迅速得到排除。

（2）咨詢診斷與分析處理2

出現(xiàn)異常的數(shù)控設(shè)備為：CK6185數(shù)控車床，數(shù)控系統(tǒng)配置SIEMENS 802D，X、Z二軸采用交流伺服驅(qū)動電動機，SIEMENS 611驅(qū)動控制，SIEMENS PLC S7－200邏輯控制器，Profibus接口等功能。

異?，F(xiàn)象描述：機床開機系統(tǒng)出現(xiàn)用戶026106#Z軸驅(qū)動報警，故障診斷為：找不到用于指定伺服軸的驅(qū)動。

咨詢診斷與分析處理：通過系統(tǒng)報警自診斷可以看出，系統(tǒng)數(shù)據(jù)設(shè)置與伺服驅(qū)動通訊存在問題，即系統(tǒng)產(chǎn)生指令不能輸出給驅(qū)動軸或沒有合適的匹配設(shè)置。產(chǎn)生上述可能原因有：使用了錯誤的SDB1000或沒有選擇相同驅(qū)動的輸入輸出槽地址，即系統(tǒng)指定地址位錯誤，也就是說指定的驅(qū)動器號在總線中不存在。另一種可能原因為：MD30240 CTRLOUT－TYPE的參數(shù)設(shè)定輸入狀態(tài)設(shè)置不正確，與驅(qū)動進給不匹配。該機床為新進正待調(diào)試的設(shè)備，考慮運輸?shù)仍?，首先對?qū)動裝置的系統(tǒng)連接及總線、總線插頭、接地等進行了排查，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)驅(qū)動連接卡槽有接插松動的現(xiàn)象，重新進行了調(diào)整并緊固后機床驅(qū)動進給恢復(fù)正常。確保了機床的早日投入使用。

（3）咨詢診斷與分析處理3

出現(xiàn)異常的數(shù)控設(shè)備為：CK61100數(shù)控車床，數(shù)控系統(tǒng)配置SIEMENS 802D，X、Z二軸采用交流伺服驅(qū)動電動機，SIEMENS 611驅(qū)動控制，SIEMENS PLC S7－300邏輯控制器，Profibus接口等控制功能。

異?，F(xiàn)象描述：機床開機系統(tǒng)出現(xiàn)用戶報警380500，系統(tǒng)自診斷為伺服驅(qū)動Proflbus－DP報警;驅(qū)動Z1軸026101，故障診斷為：Z1軸伺服驅(qū)動不能通訊;驅(qū)動X1軸，026102報警，系統(tǒng)自診斷為X1伺服軸不再和機床實際值同步（參考點）。

咨詢診斷與分析處理：通過系統(tǒng)自診斷報警功能提示可以看出，機床故障反應(yīng)在伺服驅(qū)動通訊故障，同時反應(yīng)出了伺服驅(qū)動進給軸的參考點與系統(tǒng)時鐘設(shè)定存在不同步的問題。經(jīng)反復(fù)檢測伺服放大器至伺服進給電動機驅(qū)動通訊線及PROFLBUS－DP總線的連接情況，發(fā)現(xiàn)其接點表面有銹蝕的現(xiàn)象。可能原因為：地區(qū)濕度大，因長期氣候潮濕，形成接點表面銹蝕。采取清除銹蝕的處理措施，并重新聯(lián)機，系統(tǒng)報警消除。啟動機床并回參考點，重新調(diào)整參考點設(shè)置，機床系統(tǒng)恢復(fù)正常。

（4）咨詢診斷與分析處理4

出現(xiàn)異常的數(shù)控設(shè)備為：CK61125數(shù)控車床，數(shù)控系統(tǒng)配置SIEMENS 810D，X、Z二軸采用交流伺服驅(qū)動電動機，SIEMENS611驅(qū)動控制，SIEMENS PLC S7－300邏輯控制器，Profibus接口等控制功能。

異?，F(xiàn)象描述：機床開機后隨機出現(xiàn)用戶報警提示380500 Profibus－DP：總線驅(qū)動（有時是X或Z交替）出錯報警。但關(guān)機后重新開機，機床又可以正常工作。

咨詢診斷與分析處理：因為該報警處于時有時無的隨機現(xiàn)象，經(jīng)數(shù)次開關(guān)機試驗機床無異常，通過檢查總線、總線插頭，確認連接牢固、正確，接地可靠。但幾天后，故障重新出現(xiàn)，檢查611UE伺服驅(qū)動LED顯示為：“E－B280”報警，故障原因為電流檢測錯誤，測量驅(qū)動器的輸入電壓，發(fā)現(xiàn)實際輸入電壓偏高。重新調(diào)節(jié)變壓器的輸入電壓至標準值，機床恢復(fù)正常，報警未再出現(xiàn)。

（5）咨詢診斷與分析處理5

出現(xiàn)異常的數(shù)控設(shè)備為：CK64125/1.5M端面車床，F(xiàn)ANUC 0i TD數(shù)控系統(tǒng)，主傳動系統(tǒng)為齒輪傳動，經(jīng)滑移齒輪，實現(xiàn)分擋無級調(diào)速，X、Z二軸采用交流伺服驅(qū)動電動機，F(xiàn)ANUC伺服驅(qū)動控制，配有光柵尺實現(xiàn)位置調(diào)節(jié)閉環(huán)控制，電子手輪手動進給，四工位刀架，F(xiàn)ANUC內(nèi)置式PLC邏輯控制器，Profibus接口等功能，機床配有集中潤滑裝置及冷卻裝置。

異?，F(xiàn)象描述：機床不工作時無報警，切削2 mm時機床出現(xiàn)0401報警。系統(tǒng)自診斷為：伺服放大器準備好信號（*DRDY）變成OFF，或者在運行中變成OFF。

咨詢診斷與分析處理：方法①，開始—確認伺服放大器的LED顯示—［－］否（無亮燈）—確認伺服放大器模塊的輸入電源電壓－正常（是）—伺服放大器模塊不良—（否）檢查電源模塊。按照上述步驟檢查排除了伺服放大器模塊和電源模塊異常的問題。方法②，開始－確認伺服放大器的LED顯示—［－］是—確認DC回路電壓—AC100 V是否正常（是）—問題的可能原因為：伺服放大器模塊—主板間的電纜斷線或主板不良。經(jīng)反復(fù)排查確認伺服放大器模塊—主板間的電纜斷線，采取更換的處理措施，機床系統(tǒng)恢復(fù)正常。

（6）咨詢診斷與分析處理6

出現(xiàn)異常的數(shù)控設(shè)備為：CK61200/5M數(shù)控車床，F(xiàn)ANUC 0i TD數(shù)控系統(tǒng)，X、Z二軸采用交流伺服驅(qū)動電動機，F(xiàn)ANUC驅(qū)動模塊控制，內(nèi)置式PLC邏輯控制器，Profibus接口等控制功能。

異?，F(xiàn)象描述：機床開機后出現(xiàn)414號報警。系統(tǒng)自診斷為伺服驅(qū)動報警;具體含義是X或Z軸位置測量系統(tǒng)出錯，同時出現(xiàn)401號報警。

咨詢診斷與分析處理：該機床為新進不久，正待調(diào)試的設(shè)備。關(guān)于401號伺服驅(qū)動報警，按如下方法進行檢測：觀察伺服

驅(qū)動放大器的LED無顯示，此時需要檢測伺服放大器的電源電壓是否正常，電壓正常則說明伺服放大器有故障：電壓不正常就基本排除了伺服放大器存在問題的可能，應(yīng)繼續(xù)檢查輸入電源強電電路。

根據(jù)上述排查故障的診斷思路，檢查伺服放大器的輸入電源電壓，發(fā)現(xiàn)+24 V的輸入連接存在問題，重新處理并開機401號報警排除，但414報警仍然存在，檢測伺服電動機至伺服驅(qū)動放大器的連接，未發(fā)現(xiàn)異常。調(diào)用系統(tǒng)菜單進入系統(tǒng)自診斷功能，提示有低電壓信號指示。檢測驅(qū)動器輸入端，無輸入電壓，進一步檢查發(fā)現(xiàn)，空開三相進線電源的輸出端存在問題，反復(fù)關(guān)閉電源空氣開關(guān)數(shù)次后，重新檢測輸入電壓正常，重新開機機床恢復(fù)正常工作。故障原因為：空氣開關(guān)接點不到位，使伺服放大器的輸入端沒有電源電壓。

2 結(jié)語

通過以上咨詢診斷實例可以看出，利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷報警功能，了解機床系統(tǒng)的故障狀態(tài)，掌握數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機床的基本性能和控制過程，以及它們之間的相互聯(lián)系，是準確分析和診斷故障部位，做到及時、準確、快速地咨詢診斷并確認排除故障的行之有效方法。同時也反映出只有合理、正確運用數(shù)控知識，才是使數(shù)控機床安全、可靠運行的保證。

［1］王愛玲.數(shù)控機床故障診斷與維修［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2006.

［2］王愛玲.數(shù)控原理及數(shù)控系統(tǒng)［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2006.

［3］葉蓓華.數(shù)字控制技術(shù)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2002.

［4］北京航空學(xué)院.數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與傳動［M］.北京：國防工業(yè)出版社，1997.

［5］北京發(fā)那科有限公司.發(fā)那科FANUC 0i－A維修說明書［Z］.2008.

［6］北京發(fā)那科有限公司.發(fā)那科FANUC 0i－A參數(shù)說明書［Z］.2008.

［7］北京中國西門子公司.西門子SIEMENS 802D診斷手冊［Z］.2002.

作者：閆恩剛，男，1960年生，高級工程師，主要研究方向為數(shù)控機床產(chǎn)品設(shè)計及技術(shù)支持、設(shè)計咨詢，已發(fā)表論文17篇。

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Consultation，diagnosis and analysis processing of servo drives abnormality

YAN Engang
（Tianshui Spark Machine Tool Co.，Ltd.，Tianshui 741024 ，CHN）

The article uses the failure diagnosis for technical advice in the CNC lathe products as an example，through the failure phenomenon with the help of the auxiliary system alarm diagnosis，analyzes the causes for the failure，introduces the diagnosis and treatment methods after the abnormality;accurate consultation and diagnosis，treatment，and rapid analysis guarantee the normal work resume of CNC machine tools.

Servo Drive;Consultation and Diagnosis;Analytical Processing

TG659

A

（編輯 李 靜）（

2012－06－28）

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