S系列交流主軸伺服系統維修經驗
時間:2011-07-09 08:21:25 來源:未知
S系列交流主軸伺服系統是日本FANUC公司上世紀80年代后期及90年代初期的主導產品，該產品目前在國內有很大的保有量。我廠在1990年前后進口了十幾臺采用該系統的機床，這些S系列交流主軸伺服系統皆已接近或處于故障期。下面將筆者在設備保養維修中遇到的幾個故障實例及采取的處理方法作一簡單介紹，供同行參考。
實例1：主軸伺服單元顯示AL-02報替（速度誤差過大）
NC 系統發出主軸旋轉指令（M03,S1000）后，主軸以極低的轉速旋轉（45r/min）,而主軸負載表指針已到125%，隨即主軸伺服單元顯示AL- 02報警。將該系統的控制電路板移至另一臺型號相同并且工作正常的伺服單元上運行，發現該控制板工作正常。于是我們檢測故障系統電動機部分的測速反饋信號，發現該信號并不是圖1所示的正常信號，打開電動機尾部后發現傳感頭的安裝螺釘松動，傳感面與齒盤距離增大。正確安裝后，故障排除。
圖1 速度檢測器輸出信號
圖2 速度檢測器結構
需要說明的是S系列主軸伺服電動機的速度檢測器采用磁敏電阻編碼器（見圖2），它由齒形轉子及磁敏電阻傳感器組成。這種編碼器是根據半導體的物理磁阻效應制成的。當通過磁敏電阻橫截面的磁通變化時，磁敏電阻的阻值便發生變化，當齒形轉子轉動時，齒頂和齒底交替地轉過傳感器表面，引起通過半導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要求傳感器的傳感面和齒頂的距離為0.15±0.02mm，太近時傳感器容易被齒頂打壞，太遠則產生的信號太弱。因此，維修人員在檢測時應引起注意。
實例2：停機幾天后開機時，F4（5A速熔保險）燒斷
我廠一臺機床已使用十幾年，在停機幾天后再次開機時，速熔保險F4（5A）燒斷，更換后再次燒斷。
經過檢查，該保險為印刷板上的直流穩壓電源、主軸伺服單元冷卻風扇及交流電動機冷卻風扇供電。但印刷電路板上的直流穩壓電源并無故障。把主軸伺服單元拆下仔細檢查時，發現冷卻用的軸流風機的葉片及風扇殼體內側已經覆蓋了很厚的一層油污和灰塵，導致冷卻風扇堵轉，致使F4保險燒斷，清洗這些灰塵后，系統恢復正常。
這雖然是一個小故障，但卻提醒我們必須注意對設備的日常維護，尤其是使用多年的老設備，須定期進行除塵，檢查接線端子間的絕緣等，這樣才能清除故障隱患，避免產生電氣故障，保持設備正常運轉，使設備發揮最大作用。
實例3：電動機制動時，產生AL-11報警
主軸電動機在由高轉速到零速的制動過程中，主軸伺服單元產生AL-11報警（直流側電壓過高），然后電動機自由停車。
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。主軸制動時，主軸電動機工作于發電機狀態，系統的動能演變為電能，經由逆變橋的續流二極管儲存于儲能電容C上，使之兩端的電壓急劇升高。能量回饋電路的任務便是將這些電能經由回饋橋的功率管回饋給電網，既節約能源，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很大，以便對回饋橋起保護作用。 #p#分頁標題#e#標牌制作
經查，電阻R 已經開路，估計是流過的電流太大所致。由于電阻R開路，在電動機制動時，泵升電路沒有瀉放回路，導致電容C兩端的電壓過高，引起AL-11報警。因此我們在更換這只電阻時加大了它的阻值，同時修改了參數F-20制動時間調整），使電動機制動的時間加長，從而也減小了能量回饋電流。該設備如此修理后，已經正常運行了兩年時間。