VMCL600立式Jjo-r中心故障維修實例
2016-8-10 來源：中國電子科技集團公司第五十五研究所 作者：成家平
摘要：VMCL600數控立式加工中心Y430系統報警故障，設備基本結構和工作原理，y軸電機過熱報警的原因和排除思路。
關鍵詞：JjnT中心；溫度傳感器；編碼器OOI
0、概述
VMCL600精密立式加工中心，采用FANUC一0i—MD數控系統，配裝FANUC伺服驅動模塊、FANUC電源模塊、I／O模塊、臺灣吉普圓盤式刀庫、ATC自動換刀裝置等。加工中心3軸聯動控制，如選用數控轉臺，可擴大為4軸控制，實行多面加工。主傳動采用德國SIEMENS主軸伺服電機，進給系統采用全數子德國SIEMENS交流伺服電機，并裝有同軸編瑪器，構成位置及速度信息反饋半閉環伺服控制系統，保證了機床加工時定位定位精度和工作精度。設備結構合理、性能優越、廣泛應用于精密數控加工及其相關行業中。
加_丁中心正常運行較長時間后，突然出現故障，開機顯示屏出現Y430系統故障報警，查報警內容為y軸電機過熱報警，重新啟動及斷電再開機后故障依然存在。
1、故障分析
設備顯示電機過熱，而過熱一般是由機械過載和電氣原因造成，接下來需要對這兩方面逐個排查。機械過載方面需要檢查y軸滑板的鑲條是否過緊，滑板和床身導軌之間的摩擦力是否增大從而使電機運轉困難，工作臺滾珠絲桿間隙是否過小導致絲桿軸承損壞，工作臺導軌是否彎曲變形或潤滑不暢，滾珠絲桿和托架是否同心，滾珠是否磨損造成絲桿過緊等。電氣原因需要排查電機三相繞組阻值是否異常，三相絕緣電阻是否異常，伺服驅動模塊輸出波形是否異常，電源模塊輸入電壓及輸出電壓是否異常，電機冷卻風扇是否損壞等。維修思路分析見圖1。
圖1維修思路
首先確認機械過載：在停電狀態下手動正反向轉動y軸滾珠絲桿，移動y軸工作臺，發現其移動靈活，不存在異常。其次確認電氣原因：檢查y軸驅動器無報警內容，用萬用表電壓擋測電源模塊三相交流輸入電壓210 V、輸出直流電壓300 V正常，功率模塊IGBT管正反向電阻正常、示波器測其正弦波形正常無畸變形象，電機三相繞組阻值和絕緣阻值正常，手模電機外殼溫度正常。機械與電氣排查均未見異常，懷疑為設備誤報警。大多數控制系統都將溫度傳感器(俗稱熱敏電阻)作為電機過熱保護器，以該加工中心為例，其y軸電機的定子繞組埋置一只負溫度系數溫度傳感器，其阻值隨電機溫度變化而變化，可對電機工作時定子繞組溫度進行檢測與反饋。當電機溫度異常時，該阻值超出正常閾值，CNC控制系統監控功能檢測該點電壓異常，立刻通過I／O模塊，輸出報警代碼，同時設備不再動作，以避免電機過熱導致繞組短路甚至燒毀。
根據上述反饋原理，如果電機的溫度傳感器阻值出現偏差，有可能誤觸發報警。經查該傳感器型號為專用于電機熱保護領域的德國西門子KTY84，可通過德國海德漢增量式編碼器直接反饋信號到驅動模塊再反饋到CNC控制系統。經準確測量該電機的溫度傳感器阻值為69 k1)，與正常值(86 k11)相差17 k1)，過低。反饋與檢測信號流程見圖2。
圖2反饋與檢測信號流程
故障原因：由于設備長期工作造成負溫度系數溫度傳感器的電阻值下降，導致CNC控制系統監控功能誤認為y軸電機溫度異常從而使I／O模塊輸出報警信息到CNC控制系統，同時加工中心停機報警。
2、解決問題
找到原因且將不良再現后，需對癥下藥。將編碼器外殼打開，首先用萬用表電壓擋檢測編碼器直流5 v電壓正常，手動轉動滾珠絲桿，示波器檢測其零脈沖、A*A、B*B、正弦波形、余弦波形正常，利用PBC板空余之處，將一只阻值17 kfl金屬膜電阻與阻值69 k1)的原電機內部的溫度傳感器串聯，焊接完畢并清洗干凈，使之總阻值達到86 kll的正常值。裝上電機尾蓋，開機系統不再報警，故障代碼消失。將y軸1320參數由10000改為99999，手動模式下移動機床3軸參考點正常歸零，在POS模式下，打開監視負載畫面，手動點擊鍵盤，使y軸工作臺兩邊移動，觀測y軸負載MVAE圖，負載運行正常，設備可重新投入使用。
3、結論
分析與處理結果表明，當電機內置溫度傳感器因長期工作或環境因素，阻值會出現偶發性不良，與正常數值相比存在較大差異，導致CNC系統誤發出報警信息，設備不工作。可串聯或并聯外接電阻，使總阻值達到正常值，以消除報警信息，恢復設備正常工作。
該維修方法的前提是電機無機械過載和其他電氣故障，溫度傳感器阻值變化<30％，>30％后如果采用此方法，溫度傳感器模塊T-R曲線的斜率會發生較大變化，失去保護電機過熱的能力)。在無法更換或大幅度維修電機時，此法可作為類似故障有效的應急措施。
投稿箱：
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
更多相關信息
