姜娟娟 張耀詞

（中航飛機(jī)西安飛機(jī)分公司設(shè)備總廠(chǎng) 西安）

1.故障現(xiàn)象

中航飛機(jī)西安飛機(jī)分公司JOBS145機(jī)床是21世紀(jì)初由意大利JOBS公司引進(jìn)的五座標(biāo)龍門(mén)數(shù)控機(jī)床，承擔(dān)公司大型結(jié)構(gòu)件的加工。機(jī)床控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分別采用SIEMENS 840D和SIMODRIVE 611D數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)，各軸電機(jī)采用SIEMENS 1FT6系列電機(jī)。

某天上班給機(jī)床送電，控制系統(tǒng)引導(dǎo)正常，然后啟動(dòng)液壓系統(tǒng)，當(dāng)按下機(jī)床操作面板的“坐標(biāo)進(jìn)給使能”按鈕時(shí)，該按鈕指示燈不亮，同時(shí)，機(jī)床操作面板顯示“Drives not ready”和“ setup contactor not closed”等報(bào)警。

2.故障分析

圖1 機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接

打開(kāi)機(jī)床電氣柜，發(fā)現(xiàn)SIMODRIVE 611D電源模塊上L3（使能信號(hào)丟失）和L4（直流母線(xiàn)充電完成）狀態(tài)指示燈異常閃爍。多次試驗(yàn)確認(rèn)其閃爍規(guī)律是啟動(dòng)液壓后，L3指示燈亮，按壓“坐標(biāo)進(jìn)給使能”按鈕后L3指示燈先熄滅，幾秒鐘后L4指示燈未亮，L3指示燈又亮。根據(jù)電源模塊端子定義，當(dāng)無(wú)外部使能時(shí)，L3燈亮，當(dāng)充電完成時(shí)，L4燈亮。機(jī)床啟動(dòng)正常后，L3指示燈和L4指示燈的正常指示，應(yīng)該是在啟動(dòng)液壓前L3指示燈亮，啟動(dòng)液壓后L3指示燈熄滅，幾秒鐘后，L4指示燈亮。

對(duì)于該故障，在啟動(dòng)液壓時(shí)，L3指示燈滅，說(shuō)明此時(shí)外部使能信號(hào)已加上，L4指示燈未亮，說(shuō)明電源模塊在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)未完成充電。未完成充電的原因可能是：①驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（包括電源模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、伺服電機(jī)）出現(xiàn)故障。②在電源模塊充電過(guò)程中外部使能丟失導(dǎo)致充電中止。該故障中，L3指示燈狀態(tài)由熄滅到點(diǎn)亮，說(shuō)明“使能信號(hào)”經(jīng)歷了一個(gè)由發(fā)出到丟失的過(guò)程。查看電氣原理圖，查找信號(hào)丟失原因，經(jīng)分析，確認(rèn)出于安全保護(hù)原因，啟動(dòng)液壓后，若電源模塊在2 s內(nèi)未充電完成，安全回路就切斷使能信號(hào)，因此啟動(dòng)液壓時(shí)L3指示燈由熄滅到點(diǎn)亮是正確的。由此判斷是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是總線(xiàn)式結(jié)構(gòu)（圖1），所有驅(qū)動(dòng)聯(lián)接在驅(qū)動(dòng)、設(shè)備和電壓等3條總線(xiàn)上，任何1個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊的故障都會(huì)對(duì)總的系統(tǒng)有影響。

3.故障處理

根據(jù)現(xiàn)象可知在此故障中，各驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無(wú)任何報(bào)警。最原始的處理方法是逐一更換驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各模塊，確定故障點(diǎn)，但沒(méi)有如此多型號(hào)、功能不同的模塊，而且部分模塊功率大、體積重量較大，更換不便。通過(guò)分析SIMODRIVE 611D數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)工作原理，決定采用模擬信號(hào)的方法來(lái)分步甄別故障元件，具體步驟如下。

（1）在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上分別將3條總線(xiàn)從Y軸驅(qū)動(dòng)處斷開(kāi)。

（2）利用短接方法，判斷是外部原因還是電源模塊內(nèi)部原因。在電源模塊上短接X(jué)121端子排上的9-63、9-64（9——Enable voltage、63——Pulse enable、64——Drive enable signal），使電源模塊內(nèi)控制電路工作；短接X(jué)161端子排上的9-48（9——含義同上、48——Contactor energization），使電源模塊內(nèi)部主電路預(yù)充電使能。然后給機(jī)床通電，觀察L3指示燈熄滅，L4燈亮，說(shuō)明直流母線(xiàn)充電完成。在數(shù)控系統(tǒng)“診斷”頁(yè)面下，觀察電源模塊上直流母線(xiàn)電壓為600 V，說(shuō)明機(jī)床電壓正常。以上實(shí)驗(yàn)說(shuō)明從電源模塊到X22的驅(qū)動(dòng)器之間的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均正常。

重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，將剩下的驅(qū)動(dòng)模塊依次加入到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中逐一試驗(yàn)，最終確定是脈沖電阻模塊故障，造成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不能正常工作，更換該模塊，故障消除。

處理數(shù)控設(shè)備模塊故障時(shí)，必須熟知模塊各端子和指示燈定義，掌握模塊檢測(cè)方法。同時(shí)要根據(jù)其他報(bào)警提示，結(jié)合模塊監(jiān)控參數(shù)，觀察模塊指示燈狀態(tài)等，綜合診斷故障點(diǎn)。