数控机床伺服系统过热和伺服不能就绪报警维修技术

王会峰

（许昌技师学院，河南 许昌 461000）

1 报警一：伺服过热报警（报警号为400）

1.1 系统检测原理

伺服放大器侧具有过热检测信号，该信号由放大器内的智能逆变模块发出。当放大器的逆变模块温度超过规定值时，通过PWM指令传递到CNC系统，CNC系统发出400号过热报警。

伺服电动机的过热信号是由伺服电动机定子绕组的热偶开关检测的，当伺服电动机的温度超过规定值时电动机有的热偶开关（常闭点）动作，通过伺服电动机的串行编码器（数字伺服）传递给CNC系统，CNC系统发出400号过热报警。系统伺服过热报警检测原理图如图1。

图1 系统伺服过热报警检测原理图

1.2 故障的诊断方法

首先确认CNC系统伺服过热报警，FANUC Oi系统为200或伺服调整画面的ALM1的#7是否为1来判定。然后判别是电动机过热还是伺服放大器过热，可以通过系统诊断号201或伺服调整画面的ALM2的#7是否为0来判定。如果为"1"则为电动机过热；如果为"0"则为放大器过热。

1.3 故障产生的原因

1）电动机过热：a.机械传动故障引起的；b.切削用量选择不正确引起的；c.电动机本身不良（电动机定子绕组的热偶开关不良）；d.系统伺服参数整定不良，可进行伺服参数初始化。

2）伺服放大器过热：a.伺服放大器的风扇故障。b.如果为伺服单元（SVU），还可能是TH1、TH2接口或热保护元件损坏。c.伺服放大器本身故障，智能逆变模块损坏，伺服软件不良。

1.4 故障实例

实例：某数控机床系统为FANUC-Oi，系统出现400号报警。

根据上面故障诊断方法和故障现象，首先通过系统诊断号200的#7是为1判定为CNC系统伺服过热报警。其次查看系统为201的#7为“1”判定为电动机过热。再次在掉电状态下，用手转动丝杠也正常，说明故障在于电动机。最后打开电动机发现电动机内部热敏电阻不良，更换热敏电阻后，系统恢复正常，故障排除。

通过该例子的故障分析可知，数控机床有些故障若无法判定时，将两者断开，先判断电气系统部分，再判断机械部分。断开后，判断CNC是否有问题，若无，则电气部分正常，后转动丝杠是否有异常。

2 报警二：伺服不能就绪报警（报警号为401）

当系统还出现其他4xx号伺服报警时，先排除其他的伺服报警（因为其他伺服报警他会导致401号报警）。

2.1 系统检测原理

当系统的轴控制电路正常时，控制电路会向伺服驱动装置发出准备信号。当伺服装置接收到该信号后，如果伺服装置正常工作，则伺服装置内部的继电器获电动作，一方面接通伺服的主回路，另一方面通过伺服装置向系统发出DRDY信号。当系统得到来自轴控制电路的伺服就绪信号后，系统发出伺服使能信号。伺服装置准备接收来自轴控制电路的控制信号。如果系统轴控制电路发出准备信号而得不到伺服就绪准备信号时，系统就会产生401号报警。伺服就绪控制信号流程图如图2。

图2 伺服就绪控制信号流程图

2.2 故障产生的原因

1）当发生该故障时，首先要确认系统急停按钮是否处于释放状态，如果处于急停状态时，伺服装置就不能正常工作，这一点请注意。

2）伺服驱动装置故障：连接电缆故障；伺服装置的继电器MCC控制回路或线圈本身故障；内部控制回路或检测电路故障。

3）系统轴控制卡（轴板）故障或系统伺服模块故障（此时需要更换系统轴板或对该板进行检修）。

2.3 故障的诊断方法

采用信号短接的方法来判断故障的部位。具体的做法是短接轴控制板的7-12管脚（M184），如果系统报警消失，则故障在伺服装置或连接电缆；如果信号短接后系统报警号不消失（系统复位后），则为系统轴控制板故障。

2.4 故障实例

实例：某数控机床系统为FANUC-Oi，系统出现401号报警，伺服单元上显示“-”。

根据上面故障诊断方法和故障现象，可采用短接法来判断故障点位置。首先拨下轴板上的M184电缆接头，短接轴控制板的7-12管脚，系统上电后，系统报警号消失，而伺服单元还是“-”，说明伺服单元出现了故障。检查伺服单元的供电压是正常的，说明故障在伺服单元的内部。拆下伺服单元，将JV1B的8-10管脚短接后，接上电源。用电压表测量控制电路有电压输出，说明伺服单元的辅助电路和检测电路都正常，故障在继电器MCC线圈回路。仔细检查后发现，MCC线圈的一个焊点虚焊，焊好虚焊点，系统恢复正常，故障排除。

通过该例子的故障分析可知，数控机床有些故障可以采用信号短接的方法进行故障的诊断与排除，这样可以比较准确地判断故障发生的具体部位，但要求维修人员必须清楚系统的信号流程及各接头的管脚功能。

［1］ 龚仲华.数控机床故障诊断与维修500例［M］.北京：机械工业出版社，2005.

［2］ 王风蕴,张超英.数控原理与典型数控系统［M］.北京：高等教育出版社，2003.