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西門子直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障維修實(shí)例

日期:2021-08-06   瀏覽量:1249

西門子直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障維修實(shí)例

故障現(xiàn)象:


一臺(tái)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(wú)法起動(dòng)。



分析與處理過(guò)程:


經(jīng)檢查,該機(jī)床X軸伺服驅(qū)動(dòng)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(dòng),對(duì)照驅(qū)動(dòng)器檢查伺服電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)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(dòng)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。


02

SIEMENS 8MC測(cè)量系統(tǒng)故障的維修

西門子直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障維修

故障現(xiàn)象:


一臺(tái)配套SIEMENS 8MC的臥式加工中心,當(dāng)X軸運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí),液壓電動(dòng)機(jī)自動(dòng)斷開,且出現(xiàn)報(bào)警提示:Y軸測(cè)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(yùn)動(dòng)到某一位置附近,均可能出現(xiàn)同一故障。


分析與處理過(guò)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(dòng)。由于X軸移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)Y軸報(bào)警,為了驗(yàn)證系統(tǒng)的正確性,撥下了X軸測(cè)量反饋電纜試驗(yàn),系統(tǒng)出現(xiàn)X軸測(cè)量系統(tǒng)故障報(bào)警,因此,可以排除系統(tǒng)誤報(bào)警的原因。



檢查X軸在出現(xiàn)報(bào)警的位置及附近,發(fā)現(xiàn)它對(duì)Y軸測(cè)量系統(tǒng)(光柵)并無(wú)干涉與影響,且僅移動(dòng)Y軸亦無(wú)報(bào) 警,Y軸工作正常。再檢查Y軸電動(dòng)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?,F(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(zhǎng)度較長(zhǎng),且所有電纜均固定在電纜架上,隨機(jī)床來(lái)回移動(dòng)。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(shí)有意將X軸運(yùn)動(dòng)到出現(xiàn)故障點(diǎn)位置,人為移動(dòng)電纜線,仔細(xì)測(cè)量Y軸上每一根反饋信號(hào)線的連接情況,最終發(fā)現(xiàn)其中一根信號(hào)線在電纜不斷移動(dòng)的過(guò)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。


03

驅(qū)動(dòng)器故障引起跟隨誤差超差報(bào)警維修

西門子直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障維修

故障現(xiàn)象:


某配套SIEMENS PRIMOS系統(tǒng)、6RA26**系列直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)控滾齒機(jī),開機(jī)后移動(dòng)機(jī)床的Z軸,系統(tǒng)發(fā)生“ERR22跟隨誤差超差"報(bào)警。


分析與處理過(guò)程:


數(shù)控機(jī)床發(fā)生跟隨誤差超過(guò)報(bào)警,其實(shí)質(zhì)是實(shí)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(dòng)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(wú)法通過(guò)脫開電動(dòng)機(jī)與機(jī)械部分的連接進(jìn)行試驗(yàn)。為了確認(rèn)故障部位,維修時(shí)首先在機(jī)床斷電、松開夾緊機(jī)構(gòu)的情況下,手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)Z軸絲杠,未發(fā)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)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(shí)在系統(tǒng)接通的情況下,利用手輪少量移動(dòng)Z軸(移動(dòng)距離應(yīng)控制在系統(tǒng)設(shè)定的最大允許跟隨誤差以內(nèi),防止出現(xiàn)跟隨誤差報(bào)警),測(cè)量Z軸直流驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)器的不良引起的。



檢查驅(qū)動(dòng)器發(fā)現(xiàn),驅(qū)動(dòng)器本身狀態(tài)指示燈無(wú)報(bào)警,基本上可以排除驅(qū)動(dòng)器主回路的故障??紤]到該機(jī)床X、Z軸驅(qū)動(dòng)器型號(hào)相同,通過(guò)逐一交換驅(qū)動(dòng)器的控制板確認(rèn)故障部位在6RA26**直流驅(qū)動(dòng)器的A2板。



根據(jù)SIEMENS 6RA26**系列直流伺服驅(qū)動(dòng)器的原理圖,逐一檢查、測(cè)量各級(jí)信號(hào),最后確認(rèn)故障原因是由于A2板上的集成電壓比較器N7(型號(hào):LM348)不良引起的:更換后,機(jī)床恢復(fù)正常。


04

驅(qū)動(dòng)器故障引起跟隨誤差超差報(bào)警維修

西門子直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障維修

故障現(xiàn)象:


一臺(tái)配套SIEMENS 850系統(tǒng)、6RA26**系列直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的進(jìn)口臥式加工中心,在開機(jī)后,手動(dòng)移動(dòng)X軸,機(jī)床X軸工作臺(tái)不運(yùn)動(dòng),CNC出現(xiàn)X跟隨誤差超差報(bào)警。


分析與處理過(guò)程:


由于機(jī)床其他坐標(biāo)軸工作正常,X軸驅(qū)動(dòng)器無(wú)報(bào)警,全部狀態(tài)指示燈指示*,為了確定故障部位,考慮到6RA26**系列直流伺服驅(qū)動(dòng)器的速度/電流調(diào)節(jié)板A2相同,維修時(shí)將X軸驅(qū)動(dòng)器的A2板與Y軸驅(qū)動(dòng)器的A2板進(jìn)行了對(duì)調(diào)試驗(yàn)。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),X軸可以正常工作,但Y軸出現(xiàn)跟隨超差報(bào)警。



根據(jù)這一現(xiàn)象,可以得出X軸驅(qū)動(dòng)器的速度/電流調(diào)節(jié)器板不良的結(jié)論。根據(jù)SIEMENS 6RA26**系列直流伺服驅(qū)動(dòng)器原理圖,測(cè)量檢查發(fā)現(xiàn),當(dāng)少量移動(dòng)X軸時(shí)驅(qū)動(dòng)器的速度給定輸入端57與69端子間有模擬量輸入,測(cè)量驅(qū)動(dòng)器檢測(cè)端B1,速度模擬量電壓正確,但速度比例調(diào)節(jié)器N4(LM301)的6腳輸出始終為0V。



對(duì)照原理圖逐一檢查速度調(diào)節(jié)器LM301的反饋電阻R25、R27、R21,偏移調(diào)節(jié)電阻R10、R12、R13、R15、R14、R12,以及LM301的輸入保護(hù)二極管V1、V2,給定濾波環(huán)節(jié)R1、C1、R20、V14,速度反饋濾波環(huán)節(jié)的R27、R28、R8、R3、C5、R4等外圍元器件,確認(rèn)全部元器件均*。



因此,確認(rèn)故障原因是由于LM301集成運(yùn)放不良引起的;更換LM301后,機(jī)床恢復(fù)正常工作,故障排除。


05

CNC故障引起跟隨誤差超差報(bào)警維修

西門子直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障維修

故障現(xiàn)象:


某配套SIEMENS PRIMOS系統(tǒng)、6RA26**系列直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)控滾齒機(jī),開機(jī)后移動(dòng)機(jī)床的Z軸,系統(tǒng)發(fā)生“ERR22跟隨誤差超差"報(bào)警。


分析與處理過(guò)程:


故障分析過(guò)程同前例,但在本例中,當(dāng)利用手輪少量移動(dòng)Z軸,測(cè)量Z軸直流驅(qū)動(dòng)器的速度給定電壓始終為0,因此可以初步判定故障在數(shù)控裝置或數(shù)控與驅(qū)動(dòng)器的連接電纜上。



檢查數(shù)控裝置與驅(qū)動(dòng)器的電纜連接正常,確認(rèn)故障引起的原因在數(shù)控裝置。打開數(shù)控裝置檢查,發(fā)現(xiàn)Z軸的速度給定輸出D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入正確,但無(wú)模擬量輸出,從而確認(rèn)故障是由于D/A轉(zhuǎn)換器不良引起的。



更換Z軸的速度給定輸出的12位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0800后,機(jī)床恢復(fù)

 


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