数控进给故障与排除(5)

动轴平稳、轻松，证明制动器工作良好。

为了进一步缩小故障部位，确认Z轴伺服的工作情况，维修时利用同规格的X轴在机床侧进行了互换试验，发现换上的同样出现发热现象，且工作时的故障现象不变，从而排除了伺服本身的原因。

为了确认驱动器的工作情况，维修时在驱动器侧，对X、Z轴的驱动器进行了互换试验，即：将X轴驱动器与Z轴伺服连接，Z轴驱动器与X轴连接。经试验发现故障转移到了X轴，Z轴工作恢复正常。

根据以上试验，可以确认一下几点：

1) 机床机械传动系统正常，只动器工作良好。

2) 数控系统工作正常；因为当Z轴驱动器带X轴时，机床无报警。 3) Z轴伺服工作正常；因为将它在机床侧与X轴互换后，工作正常。

4) Z轴驱动器工工作正常；因为通过X驱动器（确认是无故障的）在电柜侧互换，控制Z轴后，同样发生故障。

综合以上判断，可以确认故障是由于Z轴伺服的电缆连接引起的。

仔细检查伺服的电缆连接，发现该机床在出厂时的电枢线连接错误，即：驱动器的L/M/N端子未与插头的A/B/C连接端一一对应，相序存在错误；重新连接后，故障消失，Z轴可以正常工作。

例2：（速度控制单元无报警指示的无故障维修）

故障现象：一台配套FANUC 7M系统的加工中心，开机时，系统CRT显示“系统处于?急停?状态”和 “伺服驱动系统未准备好” 报警。 分析与处理过程：

在FANUC 7M系统中，引起这两号报警的常见原因有：数控系统的机床参数丢失或伺服驱动系统存在故障。

检查机床参数正常；但速度控制单元上的报警指示灯均未亮，表明伺服驱动系统未准备好，且故障原因在速度控制单元。

进一步检查发现，Z轴伺服驱动器上的30A（晶闸管主回路）和1.3A（控制回路）熔断器均已经熔断，说明Z轴驱动器主回路存在短路。 分析驱动器主回路存在短路的原因，通常都是由于晶闸管被击穿引起的。故利用万用表注意检查主回路的晶闸管，发现其中的两只晶闸管已被击穿，造成了主回路的短路。更换晶闸管后，驱动器恢复正常。

例3：（速度控制单元OVC报警的故障维修） 故障现象：某配套FANUC 6M系统的进口立式加工中心，在自动加工过程中，出现ALM402、ALM403、ALM441报警。

分析与处理过程：FANUC 6M出现以上报警点的含义如下： ALM401：附加第一轴（第4轴）速度控制单元过载报警。 ALM403：第4轴速度控制单元未准备好报警。 ALM441：第4轴位置跟随误差超过报警。

由于该机床的第4周（A轴）为数控转台，根据报警的含义，检查A轴速度控制单元及伺服，发现该轴伺服表面温度明显过高，证明A轴事实上存在过载。

为了分清故障部位，在回转台上取下了伺服，旋转A轴蜗杆，发现蜗杆已被完全加紧。考虑到该轴有液压夹紧机构，在松开A轴液压夹紧机构后再试验，但蜗杆仍无法转动，由此确认故障是由于A轴机械负载过重引起的。

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打开A轴转台检查，发现转台内部的夹紧装置及检测开关位置调节不当，使A轴在松开状态下，仍然无法转动；重新调整转台夹紧装置及检测开关后，再次试验，报警消失，机床恢复正常。

例4：（测速发电动机引起的位置跟随误差报警的故障维修）

故障现象：一台配套FANUC 7M系统的立式加工中心，开机时，系统出现ALM05、07和37号报警。

分析与处理过程：

FANUC 7M系统ALM05报警的含义是“系统处于?急停?状态”； ALM07的含义是“伺服驱动系统未准备好”。

ALM37的含义是系统中速度控制单元未准备好，可能的原因是： 1) 过载。

2) 伺服变压器过热

3) 伺服变压器保护熔断器熔断。

4) 输入单元的EMG（IN1）和EMG（IN2）之间的触点开路。 5) 输入单元交流100V熔断器熔断（F5）

6) 伺服驱动器与CNC间的信号电缆连接不良。 7) 伺服驱动器的主接触器（MCC）断开。 ALM 37报警的含义是“位置跟随误差超差”。

综合分析以上故障，当速度控制单元出现故障时，一般均会出现ALM 37报警，因此，故障维修应针对ALM 07报警进行。

在确认速度控制单元与CNC、伺服的连接无误后，考虑到机床中使用的X、Y、Z伺服驱动系统的结构和参数完全一致，为了迅速判断故障部位，加快维修进度，维修时首先将X、Z两个轴的CNC位置控制器输出连线XC（Z轴）和XF（Y轴）以及测速反馈线的XE（Z轴）和XH（Y轴）进行了对调。这样，相当于用CNC的Y轴信号控制Z轴，用CNC的Z轴心信号控制Y轴，以判断故障部位是在CNC侧还是在区东侧。经过以上调换后开机，发现故障虾鲜嫩香不变，说明本故障与CNC无关。

在此基础上，为了进一步判别故障部位，区分故障是由伺服或驱动器一起的，维修时再次将Y、Z轴速度控制单元进行了整体对调。经试验，故障仍然不变，从而进一步排除了速度控制单元的原因，将故障范围缩小到Y轴直流伺服上。 为此，拆开了直流伺服，经检查发现，该的内装测速发电动机与伺服间的连接齿轮存在松动，其余部分均正常。将其连接紧固后，故障排除。

例5：（编码器不良引起的跟随误差报警的故障维修）

故障现象：某配套FANUC 3MA系统的数控铣床，在运行过程中，系统显示ALM31报警。 分析及处理过程：FANUC 3MA系统显示ALM 31 报警的含义是“坐标轴的位置跟随误差大于规定值”。

通过系统的诊断参数DGN 800、801、802检查，发现机床停止时DGN 800（X轴的位置跟随误差）在-1与-2之间变化；DGN 801（Y轴的位置跟随误差）在+1与-1之间变化；但DGN 802（Z轴的位置跟随误差）始终为“0”。由于伺服系统的停止时闭环动态调整过程，其位置跟随误差不可以始终为“0”，现象表明Z轴位置测量回路可能存在故障。

为进一步判定故障部位，采用交换法，将Z轴和X轴驱动器与反馈信号互换，即：利用系统的X轴输出控制Z轴伺服，此时，诊断参数DGN800数值变为“0”，但DGN 802开始有了变化，这说明系统的Z轴输出以及位置测量输入借口无故障。故障最大的可能是Z轴伺

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服的内装式编码器的连接电缆存在不良。

通过示波器检查Z轴的编码器，发现该编码器输出信号不良；更换新的编码器，机床即恢复正常。

例6：（机械传动系统引起的跟随误差报警的故障维修）

故障现象：一台采用FANUC 6M系统的卧式加工中心，在B轴旋转时，（不论手动或回参考点），出现ALM403、ALM441报警。

分析与处理过程：FANUC 6M系统出现ALM403是第4轴速度控制单元未准备好报警。 ALM441：第4轴位置跟随误差超过报警。 检查该机床的实际情况，发现机床配用的是齿牙盘回转工作台，工作台的回转应首先抬起转台后，才能进行。

检查该机床的实际动作，当按下B轴方向键后，转台有“抬起”动作，但回转动作一开始即出现以上报警。

现场分析，估计报警的原因是由于工作台抬起不到位引起的。进一步检查，确认以上原因，重新调解转台抬起行程，确保抬起到位后，故障排除，机床恢复正常。

例7：MELDASL 3A系统伺服报警0032的维修

故障现象：一台采用三菱MELDASL 3A数控系统的数控车床，在使用过程中多次出现“S01伺服报警0032”。

分析与处理过程：0032报警是伺服系统的过电流报警。

在通常情况下，若开机后每次都出现该报警，机床不能工作，则故障原因一般以驱动器的大功率晶体管模块损坏的情况居多。 在本机床上由于故障时有发生，但有时可以正常工作，因此初步判定故障原因不在晶体管模块本身。 经现场检查，发现伺服的机壳与动力线的插头上有大量的切削液，测量的电枢线与机床地线间的绝缘电阻值只有数千欧姆，因此判定故障原因是由于电枢线的局部短路引起的过电流。 经清理、烘干并对加防水措施后，机床恢复正常。 4.7 进给驱动系统的维护

4.7.1 直流伺服电动机的维护

（1） 存放要求 不要将直流伺服电动机长期存放在市外，也要避免存放在适度高，温度有急剧变化和多尘的地方，如需存放一年以上，应将电刷从电动机上取下来，否则容易腐蚀换向器，损坏。

（2） 当机床长期不运行时的保养 当机床长达几个月不开动的情况下，要对全部电刷进行检查，并要认真检查换向器表面是否生锈。如有锈，要用特别缓慢的速度，充分、均匀的运转。经过1～2h后再行检查，直至处于正常状态，方可使用机床。

（3） 电动机的日常维护 ①每天在机床运行时的维护检查。在运行过程中要注意观察的旋转速度；是否有异常的振动和噪声；是否有异常臭味；检查电动机的机壳和轴承的温度；②定期维护。由于直流伺服电动机带有数对电刷，旋转时，电刷与换向器摩擦而逐渐磨损。电刷异常或过度磨损，会影响工作性能，所以对直流伺服电动机的日常维护也是相当必要的。要每月定期对电刷进行清理和检查。数控车床、铣床和加工中心的直流伺服应每年检查一次，频繁加、减速的机床（如冲床等）中的直流伺服应每两个月检查一次，检查步骤如下： 1) 在数控系统处于断电状态且已经完全冷却的情况下进行检查。 2) 取下橡胶刷帽，用螺钉旋具刀拧下刷盖取出电刷。

3) 测量电刷长度，如FANUC直流伺服电动机的电刷由10mm磨损到小与5mm时，必

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须更换同型号的新电刷。

4) 仔细检查电刷的弧形接触面是否有深沟或裂痕，以及电刷弹簧上有无打火痕迹。如有上述现象，则要考虑的工作条件是否过分恶劣或本身是否有问题。

5) 用不含金属粉末及水分的压缩空气倒入装电刷的刷握孔吹净粘在刷握孔壁上的电刷粉末。如果难以吹净，可用螺钉旋具尖轻轻清理，直至孔壁全部干净为止，但要注意不要碰到换向器表面。

6) 重新装上电刷，拧紧刷盖。如果是更换了新电刷，要使空运性跑合一段时间，以使电刷表面与换向器表面温和良好

4.7.2 交流伺服电动机的维护交流伺服电动机与直流伺服电动机相比，最大的优点是不存在电刷维护的问题。应用于进给驱动的交流伺服电动机多采用交流永磁同步电动机，其特点是磁极是转子，定子的电枢绕组与三相交流电枢绕组一样，但它有三相逆变器供电，通过转子位置检测其产生的信号去控制定子绕组的开关器件，使其有序轮流导通，实现换流作用，从而使转子连续不断地旋转。转子位置检测器与转子同轴安装，用于转子的位置检测，检测装置一般为霍尔开关或具有相位

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