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SIEMENS伺服驅動系統故障維修典型事例

SIEMENS 8MC測量系統故障的維修 
故障現象:一台配套SIEMENS 8MC的臥式加工中心,當X軸運動到某一位置時,液壓電動機自動斷開,且出現報警提示:Y軸測量系統故障。斷電再通電,機床可以恢複正常工作,但X軸運動到某一位置附近,均可能出現同一故障。
分析與處理過程:該機床爲進口臥式加工中心,配套SIEMENS 8MC數控系統,SIEMENS 6RA系列直流伺服驅動。由于X軸移動時出現Y軸報警,爲了驗證系統的正確性,撥下了X軸測量反饋電纜試驗,系統出現X轴测量系统故障报警,因此,可以排除系统误报警的原因。SIEMENS伺服驅動系統故障維修典型事例
檢查X軸在出現報警的位置及附近,發現它對Y軸測量系統(光柵)並無幹涉與影響,且僅移動Y軸亦無報警,Y轴工作正常。再檢查Y軸電動機電纜插頭、光柵讀數頭和光柵尺狀況,均未發現異常現象。
考慮到該設備屬大型加工中心,電纜較多,電櫃與機床之間的電纜長度較長,且所有電纜均固定在電纜架上,隨機床來回移動。根據上述分析,初步判斷由于電纜的彎曲,導致局部斷線的可能性較大。
維修時有意將X軸運動到出現故障點位置,人爲移動電纜線,仔細測量Y軸上每一根反饋信號線的連接情況,*終發現其中一根信號線在電纜不斷移動的過程中,偶爾出現開路現象;利用電纜內的備用線替代斷線後,機床恢複正常。
驅動器故障引起跟隨誤差超差報警維修 

故障現象:某配套SIEMENS PRIMOS系統、6RA26**系列直流伺服驅動系統的數控滾齒機,開機後移動機床的Z軸,系統發生“ERR22跟隨誤差超差報警。
分析與處理過程:數控機床發生跟隨誤差超過報警,其實質是實際機床不能到達指令的位置。引起這一故障的原因通常是伺服系統故障或機床機械傳動系統的故障。
由于機床伺服進給系統爲全閉環結構,無法通過脫開電動機與機械部分的連接進行試驗。爲了確認故障部位,維修時首先在機床斷電、松開夾緊機構的情況下,手動轉動Z軸絲杠,未發現機械傳動系統的異常,初步判定故障是由伺服系統或數控裝置不佳引起的。
爲了進一步確定故障部位,維修時在系統接通的情況下,利用手輪少量移動Z軸(移動距離應控制在系統設定的*大允許跟隨誤差以內,防止出現跟隨誤差報警),測量Z轴直流驅動器的速度给定电压,经檢查发现速度给定有电压输入,其值大小与手轮移动的距离、方向有关。由此可以确认数控装置工作正常,故障是由于伺服驱动器的不佳引起的。
檢查驱动器发现,驱动器本身状态指示灯无报警,基本上可以排除驱动器主回路的故障。考虑到该机床XZ軸驅動器型號相同,通過逐一交換驅動器的控制板確認故障部位在6RA26**直流驅動器的A2板。
根據SIEMENS 6RA26**系列直流伺服驱动器的原理图,逐一檢查、测量各级信号,*后确认故障原因是由于A2板上的集成電壓比較器N7(型號:LM348)不佳引起的:更换后,机床恢复正常。SIEMENS伺服驅動系統故障維修典型事例
 
故障現象:某配套SIEMENS PRIMOS系統、6RA26**系列直流伺服驅動系統的數控滾齒機,開機後發生“ERR21X軸測量系統錯誤報警。
分析与处理过程:故障分析过程同前例,但在本例中,利用示波器檢查位置测量系统的前置放大器EXE601/5-FUalUa2*Ual*Ua2輸出波形,發現同樣Ual无输出。进一步檢查光栅输出(前置放大器EXE601/5-F的輸入)信號波形,發現Ie1,信號輸入正確,確認故障是由于前置放大器EXE601/5-F不佳引起的。
根據EXE601/5-F的原理(詳見後述)逐級測量前置放大器EXE601/5-F的信號,發現其中的一只LM339集成電壓比較器不佳;更換後,機床恢複正常工作。
 
驅動器未准備好的故障維修 
故障現象:一台配套SIEMENS 850系統、6RA26**系列直流伺服驅動系統的臥式加工中心,在加工過程中突然停機,開機後面板上的驅動故障指示燈亮,機床無法正常起動。
分析与处理过程:根據面板上的驅動故障指示燈亮的現象,結合機床電氣原理圖與系統PLC程序分析,確認機床的故障原因爲Y軸驅動器未准備好。
檢查电柜内驱动器,测量6RA26**驅動器主回路電源輸入,只有V相有电压,进一步按机床电气原理图对照檢查,发现6RA26**驅動器進線快速熔斷器的UW相熔斷。用萬用表測量驅動器主回路進線端1U1W,確認驅動器主回路內部存在短路。
由于6RA26**交流驅動器主回路進線直接與晶閘管相連,因此可以確認故障原因是由于晶閘管損壞引起的。
逐一測量主回路晶閘管V1-V6,確認V1V2不佳(己短路);更換同規格備件後,機床恢複正常。
由于驅動器其他部分均無故障,換上晶閘管模塊後,機床恢複正常工作,分析原因可能是瞬間電壓波動或負載波動引起的偶然故障。
 
 
外部故障引起電動機不轉的故障維修 
故障現象:一台配套SIEMENS 6M系統的進口立式加工中心,在換刀過程中發現刀庫不能正常旋轉。
分析與處理過程:通過機床電氣原理圖分析,該機床的刀庫回轉控制采用的是6RA**系列直流伺服驅動,刀庫轉速是由機床生産廠家制造的刀庫給定值轉換/定位控制板進行控制的。
現場分析、觀察刀庫回轉動作,發現刀庫回轉時,PLC的轉動信號已輸入,刀庫機械插銷已經拔出,但6RA26**驅動器的轉換給定模擬量未輸入。由于該模擬量的輸出來自刀庫給定值轉換/定位控制板,由機床生産廠家提供的刀庫給定值轉換/定位控制板原理圖逐級測量,*終發現該板上的模擬開關(型號DG201)已損壞,更換同型號備件後,機床恢複正常工作。

開機電動機即高速旋轉的故障維修 
故障現象:一台與例268同型号的机床,在开机调试时,出现手动按下刀库回转按钮后,刀库即高速旋转,导致机床報警。
分析与处理过程:根據故障现象,可以初步确定故障是由于刀库直流驱动器测速反馈极性不正确或测速反馈线脱落引起的速度环正反馈或开环。测量确认该伺服电动机测速反馈线已连接,但极性不正确;交换测速反馈极性后,刀库动作恢复正常。SIEMENS伺服驅動系統故障維修典型事例
 

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