数控机床伺服系统的故障诊断毕业论文.doc

数控机床伺服系统的故障诊断
摘要
数控机床伺服系统故障占机床总故障的比率较高。由于伺服系统涉及的环节较多，加之种类繁多、技术原理各具特色，给维修诊断带来困难，因此归纳一
些故障诊断方法很有必要。
数控机床坐标轴的移动定位是由位置伺服系统来完成的。位置伺服系统一般采用闭环或半闭环控制。(半)闭环控制的特点就是任一环节发生故障都可能导致系统定位不准确、不稳定或失效。诊断定位故障环节就成为维修的关键。根据伺服系统的控制原 理和系统接口的特性，对系统进行分解判断，已成为行之有效的方法。本文结合维修实例介绍了位置环和速度环诊断方法。
NC machine tool servo system fault diagnosis
Abstract
NC machine tool servo fault of the machine high percentage of total failure. As part of the servo system more, plus a wide range of technical principle with their own characteristics, the maintenance and diagnosis difficult, summed up some fault diagnosis method is necessary.
      CNC machine tools coordinate axis of mobile location by location to complete the servo system. The general location of the closed-loop servo systems or semi-closed-loop control. (Semi-) closed-loop control is one of the characteristics of link failure may lead to inaccurate positioning system, instability or failure. Failure on the part of positioning as a key maintenance. Servo control system in accordance with the principles and characteristics of the system interface, the system decomposition judgement, has become a proven method. Based on the location of maintenance example, Central, Central and speed diagnosis method.

目录
摘要···········································1
Abstract·····································1

1．数控机床伺服系统环故障诊断·······················3
2．SIEMENS伺服系统的故障诊断与维修···················5
3.6RA26系列直流伺服系统的故障诊断与维修················7
3．16RA26**系列直流伺服驱动器简介···············7
3.2 该系列直流伺服驱动器控制板的组成··············7
3.3该直流伺服驱动器的状态指示·····················8
3.4该系列直流伺服驱动器的常见故障····················9
3．3.5该系列直流伺服驱动器的检测与调整··················10
4.FANUC伺服系统的故障诊断与维修··························17
4.1 FANUC直流伺服系统的故障诊断与维修················17
4.2 SCR速度控制单元的常见故障与维修····················17
5．PWM速度控制单元的常见故障与维修···················23
5.1CRT无报警显示的故障维修 ························23
5.2速度控制单元上的指示灯报警···················25
6．直流伺服电动机的故障诊断与维修·················31
6.1直流伺服电动机的故障诊断··················31
6.2直流伺服电动机的维修·························33
7.结论··································36
8.参考文献·····························37
9.致谢·······························38

1．数控机床伺服系统环故障诊断
数控机床伺服系统故障占机床总故障的比率较高。由于伺服系统涉及 的环节较多，加之种类繁多、技术原理各具特色，给维修诊断带来困难，因此归纳一些故障 诊断方法很有必要。
数控机床坐标轴的移动定位是由位置伺服系统来完成的。位置伺服系 统一般采用闭环或半闭环控制。(半)闭环控制的特点就是任一环节发生故障都可能导致系统 定位不准确、不稳定或失效。诊断定位故障环节就成为维修的关键。根据伺服系统的控制原 理和系统接口的特性，对系统进行分解判断，已成为行之有效的方法。本文结合维修实例介 绍了位置环和速度环诊断方法。
1．位置环故障诊断
如果位置伺服系统的位置反馈和速度反馈各自采用一个反馈器件 ，可以断开位置环的控制作用，让速度环单独运行，以便判断故障出自位置环还是速度环。
断开位置环的控制作用，可以采用两种方法：
1）机械断开，即断开位置反馈编码器与伺 服电动机之间的传动连接。
2）电气断开，即断开位置反馈编码器与系统的连接。如果需要 屏蔽位置反馈断线报警，应按下图连接位置反馈输入信号线。
在位置开环状态下 进行维修测试时，不允许给被测试轴任何方式的移动指令，否则将引起伺服电动机失控。
例1CK6140A数控车床出现镗孔表面有振纹，在排 除机械和工装因素后，对X轴伺服系统进行检查。机床数控系统为FANUC3T，伺服放大器 为FANUC H系列直流伺服。
观察X轴在停止和慢速移动时有不规则振动，初步判断X轴位 置编码器与丝杠连结有间隙或速度环不稳定。检查编码器连轴节正常。由于X轴伺服系统有 两个编码器，分别用于位置反馈和速度反馈，可以将位置反馈编码器与伺服电机之间的机械 连接断开，以便作进一步的判断。
首先用支撑物支撑X轴滑台，将X轴电动机和丝杠的传动 皮带拿掉。启动机床，X轴在位置开环状态下运行，在伺服放大器零漂的作用下电动机慢速 转动(如果电动机几乎不转动，可适当调整控制板上偏置电位器RV2)，此时电动机转到某 一固定角度，总有打顿现象。由此可以认为速度环基本稳定，这可能是由于整流子在某一角 度存在短路引起转速瞬间跌落，从而造成电机打顿现象。仔细清扫电动机整流子和电刷后， 电动机运转平稳。恢复系统连接，X轴恢复正常。
例2[ST5BZ]CH-102数控车床Z轴移动出现一冲一冲的现象，速度越快，过冲越严重。停止时 观察伺服诊断画面，Z轴跟踪误差稳定，接近于零。机床数控系统为SIMENS 810GA2，伺服 系统为SIMENS 610。系统位置反馈和速度反馈各采用一只编码器。
初步判断为伺服放大器 超调或系统参数设定不良。首先调整系统参数MD2501(伺服增益)和MD2601(多种增益)无效。 为进一步判断，断电拿掉Z轴位置反馈插头。由于该机床CNC报警不影响伺服上电，故可以不屏蔽反馈断线报警。先用导线短接Z轴伺服驱动使能控制端，再用一只1.5V电池经 电位器分压给Z轴伺服放大器速度指令端，加上大约0.5V电压。机床上电，Z轴移动 平稳，因此可以认为故障发生在位置反馈环节。用手拨动位置反馈编码器，联结无松动、损 坏的感觉。交换X轴，Z轴位置反馈插头及速度指令控制线，试机故障仍在Z轴。此时可以认 为故障仍在Z轴位置反馈，拆下Z轴位置反馈编码器，发现联轴节簧片上的一个螺钉已脱落。 修复后，试机故障消除。
如果位置反馈和速度反馈由一只反馈元件完成，位置反馈信号经 转换电路变为速度控制信号，则要根据系统硬件具体特性和故障信息作出灵活判断。
例3CK6150A Z轴时有突然快速移动失控的现象， 此时H系列直流伺服板上有TGLS报警。故障现象不稳定，关机再上电可能又恢复正常。
T GLS报警的原因有：动力线未接或接反；无速度反馈或正反馈；机械锁死。
由于Z轴伺服电动机速度反馈信号是由电动机尾部位置反馈编码器信号送入CNC主板，经混合IC模块F/V 转换后获得，而且系统始终无位置反馈报警，所以初步判断是CNC至伺服放大器电缆和控制 板的接触有问题。
检查电缆和速度控制板正常。由于从故障发生到伺服保护关断只有一两 秒钟，使用示波器或万用表难以观察到速度反馈信号的有无。进一步分析，位置反馈编码器 的信号电平正常，而A、B两相信号不产生移动变化，则会产生上述故障。于是就更换Z轴 位置编码器，机床恢复正常。这可能是原来的编码器光栅盘松动，与轴之间有相对位移或编 码器内光源二极管接近失效，造成A、B信号不变化。
2．速度环故障诊断
在速度开环的方式下，对速度控制单元进 行测试。该方法需要对系统硬件较熟悉，以避免误操作损坏部件。
例1 一台维修过的FB15B-2直流伺服电动机安装到机床后失控。
现象表明速度反馈不正常，检查尾部测速电动机电刷及引线正常。为测试测速电动机的性能，应做 以下操作：
将电动机固定可靠，连接动力线，不连反馈线；
拿掉FANUC H系列伺服 板上的S20短路跳线，取消TGLS报警使能；
接通电源，伺服放大器在速度开环下运行，电动机处于2000r/min的高速运转中。此时测量测速电动机输出电压只有6V，正常的数据是1 4V，可以判定伺服电动机的测速电动机不正常。更换测速电动机，机床恢复正常。
例2DM3600数控车床出现主轴转速上不去，最高只有50r/ min，且负载转矩显示很大。机床数控系统为三菱M3/L3，主轴伺服放大器的型号为FR-SF- 2-11K-T。故障原因可能是：负载过大；主轴驱动功率模块或控制模块有故障；速度反馈 不正常。
检查机械传动良好，测量控制模块各测试点电压及功率模块正常，再检查主轴电动机至驱动单元之间反馈电缆和驱动运行参数也正常。设定驱动单元运行参数P00为1，给主 轴运转指令，电动机在速度开环下低速运行，观察负载转矩几乎为零，由此可以判断速度反 馈不正常。用示波器观察速度反馈波形，没有A相波形，打开电动机上方盖子，可以看到PLC 输出电路板，重新拔插电路板上的小插头，再检测A相波形正常。恢复系统闭环运行，主轴运行正常

2．SIEMENS伺服系统的故障诊断与维修
在数控机床上，常用的伺服驱动系统除FANUC公司的产品外，另一主要的产品是SIEMENS的伺服驱动系统。从总体上说，SIEMENS伺服驱动系统亦可以分为直流驱动与交流驱动两大类，SIEMENS的直流驱动一般都是采用SCR速度控制单元；交流驱动可以分模拟式交流速度控制单元与数字式交流速度控制单元两种形式。
SIEMENS直流伺服系统一般用于20世纪80年代中期以前进口的数控机床上，配套的CNC有SIEMENS的3、6、8、PRIMOS系统等。常用的规格有6RA26**-6MV30与6RA26**-6DV30两种规格，前者(6MV30)用于电枢电压为DC200V的直流伺服电动机驱动，后者(6DV30)用于电枢电压为DC400V的直流伺服电动机驱动，最大输出电流均可以达到175A。驱动器一般与1HU系列永磁式直流伺服电动机(常用)与1GS系列他励直流伺服电动机配套，组成数控机床的伺服进给驱动系统。驱动系统与CNC的位置控制系统配合，位置增益可以达到301/s以上，适用于大部分数控机床的位置控制。
SIEMENS公司常用的交流模拟式伺服主要有6SC610系列、6SC61lA系列两种规格。其中，6SC610系列产品为SIEMENS公司早期的模拟型交流伺服驱动产品，它主要与该公司的1FT5系列交流伺服电动机配套，作为数控机床的进给驱动系统使用。系统以±10V模拟量作为速度给定指令，内部采用速度、电流双闭环控制，PWM调制。该系列产品的伺服驱动独立组成装置(不与主轴驱动一体)，全部进给轴共用整流电源，轴调节器模块与功率驱动模块可根据机床需要选择。驱动装置最大可以安装6个轴的调节器模块与功率驱动模块，输入电压为三相交流165V，直流母线电压为DC210V，6轴最大总功率可以达到40kW。
6SC611A系列产品为SIEMENS公司在6SC610基础上改进的模拟型交流伺服驱动产品。它与6SC610的主要区别是：主轴驱动器与伺服驱动器共用电源模块与控制总线，是一种进给轴、主轴一体化的结构形式，整体体积比6SC610系列大大缩小。6SC61lA系列产品中的伺服驱动器主要与该公司的1FT4、1FT5、1FT6系列交流伺服电动机配套，系统仍然以±10V模拟量作为速度给定指令，其余性能与6SC610相似。 
SIEMENS公司常用的交流数字式伺服主要有6SC611D系列、6SC611U系列等规格。其中，SIEMENS 611U/Ue是目前SIEMENS常用的数字式伺服驱动系统，其基本结构与61lA、611D相似，采用模块化安装方式，主轴与各伺服驱动单元共用电源。
611U/Ue用于进给驱动的伺服驱动模块有单轴与双轴两种结构型式，带有PROFIBUSDP总线接口，控制电动机的最高频率可以达到1400Hz。伺服驱动模块带有SIN/COSlVpp增量编码器信号接口，编码器检测信号可以达到65535脉冲/转、350kHz，内部还可以进行128倍频；也可以采用绝对编码器。611U/Ue驱动器可以与SIEMENS公司的1FT6系列、1FK6系列伺服电动机或IFN系列直线电动机配套，对伺服驱动系统的速度与电流环进行闭环控制。与数控系统配套后，通过CNC的位置环控制，构成全数字式伺服驱动系统。伺服电动机的最大输出转矩可达140N?m。 
3.6RA26系列直流伺服系统的故障诊断与维修
3．16RA26**系列直流伺服驱动器简介
6RA26**系列直流伺服驱动器主回路采用晶闸管三相全控反并联桥式整流电路，逻辑无环流双闭环调速，电流环为内环，速度环为外环。系统速度环与电流环均采用P、I独立可调的比例一积分(P1)调节器，改变比例系数P不会影响积分常数I，反之亦然，为系统调整提供了方便。
3．1．1该系列驱动器主要采取的措施
1)晶闸管采用了填充式双脉冲触发信号电路，可以有效防止“逆变颠覆”；2)驱动器除常规的保护外，还设置了相序保护与欠压保护两种保护措施，提高了可靠性；3)通过电流给定的静态“颤动偏置”，以及采用比例系数较大(P>5)的电流调节器，提高了系统的快速性；4)电流调节器引入了电流自适应控制，且比例系数与积分常数独立调节，使系统在轻载情况下仍然能运行平稳，增加了系统的调速范围；5)系统的速度调节器引入了加速度调节环节，可以有效防止超调。
3.2 该系列直流伺服驱动器控制板的组成
1)调节器板A2，它包括了速度调节器、电流调节器、触发脉冲控制、速度/电流反馈信号的输入回路等；2)电源与触发控制板A3，它包括了驱动器的直流控制电源、触发同步信号、锯齿波与触发脉冲控制、调节器封锁等部分的控制线路；3)触发脉冲变压器板A4，它安装有12只触发脉冲变压器以及相应的阻容吸收元器件；4)功率板，主要安装有12只晶闸管(6对)与相应的阻容吸收元器件；5)在与1GS系列他励直流伺服电动机配套时，驱动器还可以增加励磁控制与调节板A01、A02；6)在大功率的伺服驱动器上还安装有带有加速度调节器的速度给定积分控制板A1，通过加速度调节器的调节，可以改变速度给定信号的斜坡上升时间。
以上各控制板被分别安装在可以180°翻转的机架上，控制板上安装有带刻度的可调电位器与状态指示灯，为维修带来了方便。
3.3该直流伺服驱动器的状态指示
SIEMENS 6RA26**系列直流伺服驱动器设有不同的状态指示灯，其含义如下：
(1)故障指示灯V79  故障指示灯V79安装于电源与触发控制板A3上，当指示灯亮时代表驱动器存在故障，其可能的原因有：
1)电源相序接反；2)电源缺相或相位不正确；3)电源电压低于额定值的80％。
(2)200ms延时封锁指示灯V78  200ms延时封锁指示灯V78安装干电源与触发控制板A3上，当指示灯亮时代表驱动器处于“停止”状态，可能的原因有：
1)电枢回路或励磁(1GS系列他励直流伺服电动机)回路断线；2)速度反馈信号断线；3)测速发电机不良；4)励磁电流太小(1GS系列他励直流伺服电动机)；5)驱动器的控制端63未加入使能信号；6)驱动器的控制端64未加入使能信号。
(3)调节器释放状态指示灯V103  调节器释放状态指示灯V103安装于电源与触发控制板A3上，当指示灯亮时代表驱动器处于“封锁”状态，可能的原因是驱动器的控制端64未加入使能信号。
(4)正组工作状态指示灯V56  调节器正组工作状态指示灯V56安装于调节器板A2上，当指示灯亮时代表驱动器主回路SCR的正组处在工作状态。坐标轴静止时，由于闭环调节作用，正组工作状态指示灯V56与下述的反组工作状态指示灯V55交替闪烁。
(5)反组工作状态指示灯V55  调节器反组工作状态指示灯V55安装于调节器板A2上，当指示灯亮时代表驱动器主回路SCR的反组处在工作状态。与上述正组工作状态指示灯V56一样，坐标轴静止时，与正组工作状态指示灯V56交替闪烁。当伺服驱动器使用A1速度给定积分控制板时，该板上还安装有以下状态指示灯。
(6)速度达到指示灯V6  当实际伺服电动机转速与给定转速相等时，指示灯亮；同时，伺服驱动器内部速度到达继电器动作，驱动器输出速度到达触点信号。在加减速过程中，由于实际转速与给定速度不同，指示灯不亮，速度到达信号为“0”。
(7)驱动器过电流指示灯V7  此指示灯指示驱动器过电流，当驱动器在加减速时，即使驱动器输出电流大于给定电流，指示灯亦不亮。但当加减速过程结束，并经200ms延时后，若实际输出电流仍然大于给定电流，则指示灯亮，驱动器内部继电器动作，并输出过电流触点信号。
(8)实际速度低于给定速度指示灯(欠速)V8  指示灯V8指示驱动器处在欠速状态，当驱动器在运行过程中，由于某种原因，使电动机实际转速低于给定速度时，指示灯亮，且驱动器内部继电器动作，并输出驱动器“欠速”触点信号。
3.4该系列直流伺服驱动器的常见故障 
6RA26**系列直流伺服驱动器出现故障时，如故障指示灯亮，可以根据上述的指示灯V79、V78、V103状态，判别故障原因。对于指示灯未指示的故障，常见的故障及产生故障可能的原因如下。
(1)电动机转速过高  产生电动机转速过高的原因主要有以下几种：
1)电动机电枢极性接反，使速度环变成了正反馈；2)测速发电机极性接反，使速度环变成了正反馈；3)他励伺服电动机的励磁回路的输入电压过低，如：励磁控制回路的电压调节过低或励磁回路断线；4)速度给定输入电压过高。
(2)电动机运转不稳，速度时快时慢
1)伺服单元参数调整不当，调节器未达到最佳工作状态。；2)由于干扰、连接不良引起的速度反馈信号不稳定；3)测速发电机安装不良，或测速发电机与电动机轴的联结不良；4)伺服电动机的碳刷磨损；5)电枢绕组局部短路或对地短路；6)速度给定输入电压受到干扰或连接不良。
(3)电动机起动时间太长或达不到额定转速。
1)伺服单元的给定滤波器参数调整不当；2)伺服单元的励磁回路参数调整不当，励磁电流过低；3)电流极限调节过低。
(4)输出转矩达不到额定值
1)伺服单元的电流极限调节过低；2)速度调节器的输出限幅值调整不当；3)伺服单元的励磁回路参数调整不当；4)伺服电动机制动器未完全松开；5)电枢线连接不良，接触电阻太大。
(5)伺服电动机发热
1)伺服单元的电流极限调节过高；2)伺服单元的励磁回路参数调整不当，励磁电流过高；3)伺服电动机制动器未完全松开；4)绕组局部短路或对地短路。
3．3.5该系列直流伺服驱动器的检测与调整
6RA26**系列直流伺服驱动器设计有较多的调整电位器，用于调节伺服驱动器参数与动、静态性能，这些电位器的作用与通常情况下的调整值见5-23。
除以上调整电位器外，为了维修方便，6RA26**系列直流伺服驱动器还设有调整、设定与检测端，其含义见表5-24。
  6RA26**系列直流伺服驱动器电位器调整表

    代    号

作    用

安装位置

通常调整值

    R149

  电流显示增益

A2

5刻度

    R85

  最大电流给定值

A2

9刻度

    R218

  电流限幅值调节1

A2

9刻度

    R225

  电流限幅值调节2

A2

0刻度

    R41

  速度调节器积分时间

A2

5刻度

    R27

  速度调节器比例增益

A2

5刻度

    R28

  速度反馈增益

A2

6刻度

    R31

  速度调节器零点漂移调节

A2

5刻度

    R126

  电流调节器积分时间

A2

4刻度

    R110

  电流调节器比例增益

A2

4刻度

    R179

  最低转速调节

A2

0刻度

    R231

  加速度调节器零点漂移调节

A1

5刻度

    R8

  加速度调节器加速时间调节

A1

0刻度

    R192

  最大显示电流调节

A1

8.5刻度

    R62

  速度显示增益调节

A1

5刻度

    R279

  实际速度显示值调节

A1

0费度

    R4

  弱磁调速转换点调节

A01

6刻度

    R10

  励磁调节器比例增益

A01

2刻度

    R13

  最小励磁电流调节

A01

9刻度

    R77

  最大励磁电流调节

A01

2刻度

  6RA26**系列直流伺服驱动器的调整与设定

    代    号

    作    用

  安装位置

    通常调整值

R5、R6、R7

电源频率调整

A3

50Hz时取消

V-W设定端

电源频率调整

A01

50Hz时短接

设

CE-CF设定端

电源频率调整

A2

50Hz时断开

定

AA-AB设定端

励磁电压调节

A02

220V时短接

端

AC-AB设定端

励磁电压调节

A02

220V时断开

V-W设定端

驱动器准备好/故障信号转换

A3

根据需要选择

SI转换开关

速度/电流调节器转换

A2

设定速度调节器

端子26、28、30

驱动器控制电源输入

A3

380V(与IU、1V、1W同相位)

端子1U、1V、lW

主回路电源输入

功率板

380V(与26、28、30同相位)

端子31、32

励磁电源输入

A2

380V或220V

检

端子10

驱动器内部-24V检测端

A3

-24V

测

端子7

驱动器内部+24V检测端

A3

+24V

端

端子15

驱动器内部0V检测端

A3

0V

端子44

驱动器内部-15V检测端

A3

-15V

端子45

驱动器内部+15V检测端

A3

+15V

端子71

驱动器内部0V检测端

A3

0V

4.FANUC伺服系统的故障诊断与维修
伺服系统的故障诊断，虽然由于伺服驱动系统生产厂家的不同，在具体做法上可能有所区别，但其基本检查方法与诊断原理却是一致的。诊断伺服系统的故障，一般可利用状态指示灯诊断法、数控系统报警显示的诊断法、系统诊断信号的检查法、原理分析法等等。
FANUC伺服驱动系统与FANUC数控系统一样，是数控机床中使用最广泛的伺服驱动系统之一。从总体上说，FANUC伺服驱动系统可以分为直流驱动与交流驱动两大类。如前所述，直流驱动又有SCR速度控制单元与PWM速度控制单元两种形式；交流驱动分模拟式交流速度控制单元与数字式交流速度控制单元两种形式。在1985年以前生产的数控机床上，一般都采用直流伺服驱动，其配套的控制系统有FANUC的FS5、FS6、FS7系统等。随后生产的数控机床上，一般都采用交流伺服驱动，其配套的控制系统有FANUC的FS0、FSll、FSl5/16系统等。   
4.1 FANUC直流伺服系统的故障诊断与维修
直流伺服系统一般用于20世纪80年代中期以前生产的数控机床上，这些数控机床虽然距今已经有二十多年，但由于当时数控系统的价格十分昂贵，通常只有在高、精、尖设备中才采用数控，因此，其机床的刚性、可靠性等各方面性能通常都较好，即使在今天，很多设备还是作为企业的关键设备在使用中，故直流伺服系统的维修仍然是今天数控机床维修的重要内容。
4.2 SCR速度控制单元的常见故障与维修
SCR速度控制单元的主要故障与可能的原因，常见的有以下几种。
(1)速度控制单元熔断器熔断  造成速度控制单元熔断器烧断的原因有下述几种：
1)机械故障造成负载过大。如：滑动面摩擦系数太大；齿轮啮合不良；工件干涉、碰撞；机械锁紧等。以上故障可通过测量电动机电流来判断确认。
2)切削条件不合适。如：机床切削量过大，连续重切削等。
3)控制单元故障。如：控制单元的元器件损坏，控制板上设定端设定错误，电位器调整不当等。
4)速度控制单元与电动机间的联接错误。如：速度负反馈被接成正反馈，使电动机飞车或使系统振荡。   
5)电动机选用不合适或电动机不良。如：因为直流电动机的退磁，造成需要过大的励磁电流，从而引起速度控制单元熔断器烧断。
直流电动机去磁的检查方法如图所示。通过测量图5-9上的电压表和电流表指示值，并按下式计算，可以判别电动机反电势常数足Ke是否正常，从而确定电动机是否退磁。

式中  V——测量的电压值(V)：
I——测量的电流值(A)：
Rm——电枢电阻(Ω)；
n——电动机转速(r/min)
Ke——电动机反电动势系数(V/1000 r/min)。
若上式成立，则证明电动未退磁。
不同型号的电动机，其电枢电阻和反电动势系数的值也是不相同的，对于常用的FANUC直流伺服电动机，它们的值可参考下表 
  电动机参数表
型号
电枢电阻Rm/Ω
反电动势系数Ke(V/1000 r/min)
型号
电枢电阻Rm/Ω
反电动势系数Ke(V/1000 r/min)
0
0.5
21
20
0.25
79
5
0.81
42
30
0.32
120
10
0.28
56

6)相序不正确。SCR速度控制单元由于存在晶闸管触发脉冲与主电路的同步问题，因此对电源的输入有相序的要求。若相序不正确，则接通电源后将造成速度控制单元的输入熔断器的熔断。相序检查可以通过用相序表或示波器进行，如图所示。

用相序表测量时，在主回路与同步电源R、S、T连接一一对应的前提下，测量R、S、T的相序，当相序正确时，相序表应按顺时针方向旋转(如图)。
用示波器测量时，在主回路与同步电源R、S、T连接一一对应的前提下，双线示波器按照图5-10b连接，当UAB、UCB的波形为图所示时(两个波形在相位上相差120°)，则表明相序正确。
注意：在直流伺服驱动系统中，相序必须一一对应，因此不可以用观察交流电动机转向的方式，来检查相序。
(2)状态指示灯显示的报警  FANUC公司生产的SCR速度控制单元，在控制线路板上带有3个状态指示灯，它们分别为PRDY、TGLS和OVC指示灯，其含义如下：
PRDY：绿色指示灯，指示灯亮则表示速度控制单元工作正常。
TGLS：红色指示灯，指示灯亮则表示与速度控制单元连接的测速发电机报警。
OVC：红色指示灯，指示灯亮则表示速度控制单元发生过电流报警。
常见的故障现象与原因有：
1)PRDY指示灯不亮。当系统通电后，如果表示速度控制单元的PRDY指示灯不亮，则造成故障的可能原因有：
①数控系统或伺服驱动器(速度控制单元)存在报警。故障诊断可以通过数控系统的报警显示、数控系统印制电路板上的报警指示以及机床的故障提示进行，并根据以上提示的内容与有关说明进行处理。
②速度控制单元熔断器熔断。速度控制单元的功率部分和触发电路板上，均安装有熔断器，当熔断器熔断时，PRDY指示灯不亮。
③伺服变压器过热、变压器温度检测开关动作。变压器的温度可以这样进行检查：在刚切断电源时，马上用手触摸变压器的铁心或线圈，若用手能承受得住变压器的温度(≤60℃)，则说明变压器未过热，故障原因可能是温度检测开关不良，应更换温度检测开关；若用手只能承受几秒钟，则说明变压器过热，需要断电半小时以上，待变压器冷却后再进行试验。如通电后仍过热，原因可能是负载过大或变压器不良(如变压器线圈局部短路，绝缘损坏等)。
④来自机床侧的原因。如操作、设定不当，系统处于急停状态等。
⑤系统的位置控制或驱动器速度控制的印制电路板不良。可以通过互换法或更换备件进行确认。
⑥辅助电源电压异常。即：+5V，+24V，+15V，-15V电源故障。
⑦安装、接触不良。如：速度控制单元与系统位置控制板之间的连接不良等。
⑧驱动器发生TGLS或OVC报警。按检查TGLS或OVC报警的方法处理。
2)TGLS灯亮。TGLS灯亮表示速度控制单元发生了测速发电机断线报警，其可能的原因是：
①作为速度反馈的部件(如：测速发电机或脉冲编码器)的测量信号线断线或连接不良。
②电动机的电枢线断线或连接不良。
3)  OVC灯亮。OVC灯亮表示速度控制单元发生了过电流报警，其可能的原因是：
①过电流设定不当。应检查速度控制单元上的过电流设定电位器RV3的设定是否正确。
②电动机负载过重。应改变切削条件或机械负荷，检查机械传动系统与进给系统的安装与连接。
③电动机运动有振动。应检查机械传动系统、进给系统的安装与连接是否可靠，测速机是否存在不良。
④负载惯量过大。
⑤位置环增益过高。应检查伺服系统的参数设定与调整是否正确、合理。
⑥交流输入电压过低。应检查电源电压是否满足规定的要求。
有关速度控制单元的设定与调节可以参见本章5.2.5节所述。
(3)超过速度控制范围  速度控制单元超速的原因有下述几种：
1)测速反馈连接错误，如：被接成正反馈或断线。
2)在全闭环系统中，联轴器、电动机与工作台的连接不良，造成速度检测信号不正确或无速度检测信号。
3)位置控制板发生故障，使来自F/V转速的速度反馈信号未输入到速度控制单元；
4)速度控制单元设定不当。
(4)机床振动  若坐标轴在数控机床停止时或移动过程中出现振动、爬行, 除系统本身设定、调整不当外，在驱动器上引起机床振动的原因主要有下述几种：
1)机械系统连接不良，如：联轴器损坏等。

2)脉冲编码器或测速发电机不良。对于脉冲编码器或测速发电机不良的情况，可按下述方法进行测量检查。首先，将位置环、速度环断开，手动电动机旋转，观察速度控制单元印制电路板上F/V变换器的电压(检测端子CHl2)，如果出现图所示的电压突然下跌的波形，则说明反馈部件不良。
3)电动机电枢线圈不良(如：内部短路)。这种情况可以通过测量电动机的空载电流进行确认，若空载电流随转速成正比增加，则说明电动机内部有短路现象。出现本故障一般应首先清理换向器、检查电刷等环节，再进行测量确认。如果故障现象依然存在，则可能是线圈匝间有短路现象，应对电动机进行维修处理。    
4)速度控制单元不良。应首先检查速度控制单元的调整与设定，若调整与设定正确，可通过更换速度控制单元的印制电路板或进行维修处理。
5)外部干扰。对于固定不变的干扰，可检查F/V变换器(CH2检测端子)，电流检测(CHll)端子，以及同步端(CHl3A~C)的波形，检查是否存在干扰，并采取相应的措施。对于偶然性干扰，只有通过有效的屏蔽、可靠的接地等措施，尽可能予以避免。
6)系统振荡。应观察电动机电流的波形是否有振荡，引起振荡的可能原因是RVl调整不当，测速机不良，或是丝杠的间隙太大等原因。