S系列交流主軸伺服系統(tǒng)維修經(jīng)驗(yàn)
時(shí)間:2011-07-09 08:21:25 來源:未知
S系列交流主軸伺服系統(tǒng)是日本FANUC公司上世紀(jì)80年代后期及90年代初期的主導(dǎo)產(chǎn)品，該產(chǎn)品目前在國(guó)內(nèi)有很大的保有量。我廠在1990年前后進(jìn)口了十幾臺(tái)采用該系統(tǒng)的機(jī)床，這些S系列交流主軸伺服系統(tǒng)皆已接近或處于故障期。下面將筆者在設(shè)備保養(yǎng)維修中遇到的幾個(gè)故障實(shí)例及采取的處理方法作一簡(jiǎn)單介紹，供同行參考。
實(shí)例1：主軸伺服單元顯示AL-02報(bào)替（速度誤差過大）
NC 系統(tǒng)發(fā)出主軸旋轉(zhuǎn)指令（M03,S1000）后，主軸以極低的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)（45r/min）,而主軸負(fù)載表指針已到125%，隨即主軸伺服單元顯示AL- 02報(bào)警。將該系統(tǒng)的控制電路板移至另一臺(tái)型號(hào)相同并且工作正常的伺服單元上運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)該控制板工作正常。于是我們檢測(cè)故障系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)部分的測(cè)速反饋信號(hào)，發(fā)現(xiàn)該信號(hào)并不是圖1所示的正常信號(hào)，打開電動(dòng)機(jī)尾部后發(fā)現(xiàn)傳感頭的安裝螺釘松動(dòng)，傳感面與齒盤距離增大。正確安裝后，故障排除。
圖1 速度檢測(cè)器輸出信號(hào)
圖2 速度檢測(cè)器結(jié)構(gòu)
需要說明的是S系列主軸伺服電動(dòng)機(jī)的速度檢測(cè)器采用磁敏電阻編碼器（見圖2），它由齒形轉(zhuǎn)子及磁敏電阻傳感器組成。這種編碼器是根據(jù)半導(dǎo)體的物理磁阻效應(yīng)制成的。當(dāng)通過磁敏電阻橫截面的磁通變化時(shí)，磁敏電阻的阻值便發(fā)生變化，當(dāng)齒形轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒頂和齒底交替地轉(zhuǎn)過傳感器表面，引起通過半導(dǎo)體磁敏元件的磁通交替地在高和低之間變化，從而在輸出端的電位呈周期性變化。
這種傳感器在安裝時(shí)要求傳感器的傳感面和齒頂?shù)木嚯x為0.15±0.02mm，太近時(shí)傳感器容易被齒頂打壞，太遠(yuǎn)則產(chǎn)生的信號(hào)太弱。因此，維修人員在檢測(cè)時(shí)應(yīng)引起注意。
實(shí)例2：停機(jī)幾天后開機(jī)時(shí)，F(xiàn)4（5A速熔保險(xiǎn)）燒斷
我廠一臺(tái)機(jī)床已使用十幾年，在停機(jī)幾天后再次開機(jī)時(shí)，速熔保險(xiǎn)F4（5A）燒斷，更換后再次燒斷。
經(jīng)過檢查，該保險(xiǎn)為印刷板上的直流穩(wěn)壓電源、主軸伺服單元冷卻風(fēng)扇及交流電動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇供電。但印刷電路板上的直流穩(wěn)壓電源并無故障。把主軸伺服單元拆下仔細(xì)檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)冷卻用的軸流風(fēng)機(jī)的葉片及風(fēng)扇殼體內(nèi)側(cè)已經(jīng)覆蓋了很厚的一層油污和灰塵，導(dǎo)致冷卻風(fēng)扇堵轉(zhuǎn)，致使F4保險(xiǎn)燒斷，清洗這些灰塵后，系統(tǒng)恢復(fù)正常。
這雖然是一個(gè)小故障，但卻提醒我們必須注意對(duì)設(shè)備的日常維護(hù)，尤其是使用多年的老設(shè)備，須定期進(jìn)行除塵，檢查接線端子間的絕緣等，這樣才能清除故障隱患，避免產(chǎn)生電氣故障，保持設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使設(shè)備發(fā)揮最大作用。
實(shí)例3：電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生AL-11報(bào)警
主軸電動(dòng)機(jī)在由高轉(zhuǎn)速到零速的制動(dòng)過程中，主軸伺服單元產(chǎn)生AL-11報(bào)警（直流側(cè)電壓過高），然后電動(dòng)機(jī)自由停車。
該主軸伺服單元的主回路為交一直一交變頻器，并具備能量回饋功能。主軸制動(dòng)時(shí)，主軸電動(dòng)機(jī)工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，系統(tǒng)的動(dòng)能演變?yōu)殡娔埽?jīng)由逆變橋的續(xù)流二極管儲(chǔ)存于儲(chǔ)能電容C上，使之兩端的電壓急劇升高。能量回饋電路的任務(wù)便是將這些電能經(jīng)由回饋橋的功率管回饋給電網(wǎng)，既節(jié)約能源，又使電容C兩端的電壓（泵升電壓）不致于升高。而電阻R的作用是限制能量回饋電流，使流過回饋橋功率管的電流不會(huì)很大，以便對(duì)回饋橋起保護(hù)作用。 #p#分頁標(biāo)題#e#標(biāo)牌制作
經(jīng)查，電阻R 已經(jīng)開路，估計(jì)是流過的電流太大所致。由于電阻R開路，在電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，泵升電路沒有瀉放回路，導(dǎo)致電容C兩端的電壓過高，引起AL-11報(bào)警。因此我們?cè)诟鼡Q這只電阻時(shí)加大了它的阻值，同時(shí)修改了參數(shù)F-20制動(dòng)時(shí)間調(diào)整），使電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的時(shí)間加長(zhǎng)，從而也減小了能量回饋電流。該設(shè)備如此修理后，已經(jīng)正常運(yùn)行了兩年時(shí)間。