电源不能接通故障维修实例

1、4.1.1 电源不能接通故障维修实例系统控制电源不能正常接通， 这是数控机床维修过程中经常遇到 的故障之一，维修时必须从电源回路上入手。在早期的 FANUC 系统（如： FS6、 FS11、FS0 等）中，系统及 I/O 单元的电源一般采用 FANUC 电源单元 A、B、B2 等，这种形式 的系统，为了对系统的电源通 /断进行控制，一般都需要配套 FANUC 公司生产的 “输入单元 ”模块 （模块号： A14C-0061-B101B104） ，通过相应的外部控制信号，进行数控 系统、伺服驱动的电源通、断控制。在 FANUC 0 等系统中，则比较多地采用输入单元与电源集成一 体的电源控制模块 F

2、ANUC AI ，其输入单元的控制线路与电源电 路均安装于同一模块中。对于 FANUC 系统出现电源不能接通的故障，在维修过程中，如 能完整地掌握 FANUC 输入单元的工作原理与性能， 对数控机床 的维修，特别是解决系统、伺服电源通 /断回路的故障有很大的 帮助。1 FANUC 输入单元的故障维修 12 例图4-1图4-3为FANUC输入单元模块(A14C-0061-B101B104)的实测电气原理图，可以供维修参考。为了便于与实物对照、比 较，图中各元器件的代号均采用了与实物一致的代号，而未采用国家标准规定的代号(下同)。FANUC AI电源单元中的电源接通/ 断开控制回路与FANUC输入

3、单元相似，X C1h R1 ¥rx. fik(24 V)ZDli4b护FIL07(0V)羽4-2 FANUC幡入卫元粧朝揑删电馴吋蹤图4-3 FANUC输入单元ON/OFF控制电源回路图4-1为输入单元的主回路，由图可见，外部电源经输入端子TPI的U、V、W端加入，其中的一路经接触器 LC2、熔断器F4、 F5、F6 输出，作为伺服驱动器的电源。 另一路经熔断器 P1、F2、 接触器 LCl 从端子 TP3 的 200A 、200B 输出，作为数控系统的输 入电源。输入单元本身的控制电源 U1、 V1 亦来自熔断器 F1、 F2 的输出端。接触器 LC2 的线圈，直接连接于接触器 L

4、Cl 的主触点后，因 此，伺服驱动器的电源接通必须在系统的输入电源已经接通（接触器 LCl 吸合 ）的情况下，才能正常接通。图中的SKI、SK2为RC（0.1卩F/200吸收器，在线路中作为 过电压保护与抗干扰器件。图 4-2 为输入单元本身的辅助控制电源回路， U1、 V1 经变压 器降压、 DSl 全波整流以及 Ql、 ZDl 组成的稳压环节，为输入单 元本身提供 DC24V 辅助电源。当 DC24V 电源正常后，发光二 极管 PIL 正常发光。图 4-3 为输入单元的电源通、断控制回路，它由中间继电器RYl、 AL 、接触器 LCl 等组成。线路中综合考虑了电柜门互锁、 MDI/CRT

5、单元上的电源 ON/OFF 控制、外部电源通 /断 （E-ON/E-OFF） 控制、系统电源模块的报警 （P.ALM 信号）等多种条 件，为用户使用提供了便利。由图 4-3 可见，输入单元的电源通、断控制过程如下：1）通过系统 MDI/CRT 单元上的系统 ON 按钮 S1 或外部电源接通（E-ON）按钮S3,使RYI得电；2) RYl 的常开触点使 LCl 得电，图 4-1 中主回路系统电源(200A/200B) 加入；3) 通过 LCl 得电， 200A/200B 使 LC2 得电，图 4-1 中主回路的 伺服驱动主回路电源(SU、SV、SW)加入。在图 4-3 中，输入单元的电源接通条件

6、如下：1) 电柜门互锁 (DOORl/DOOR2) 触点闭合；2) 外部电源切断E-0FF(S4)触点闭合；3) MDI/CRT单元上的电源切断 OFF按钮S2触点闭合；4) 系统电源模块的无报警， P.ALM 触点断开。图 4-1图 4-3 中各主要元器件的型号、规格见表 4-1，表中的数 据为实物测绘数据，根据系统的不同，可能略有区别。表 4-1 FANUC 输入单元主要元器件参数一览表序 图上代号名称型号及参数生产厂家号1LCl直流中MJ3C-DC24 (10A)OMRON间继电器线圈电压： DC24V2LC2交流接PMC-3 (50A)FUJI触器线圈电压： AC200V3SKl、过电

7、压DCR2-10D500.1口 F/200 QMARCONSK2抑制器4Q1晶体管2SCl983 Vcc=60V ，Ic=3ASANKENPc=30W hfe> 2005AL、直流中MY4Z-DC24 （3A）OMRONRYl间继电器线圈电压： DC24V6DSl全波整S1RBA20 200V/30ASHINDENGEN流桥7ZDl稳压管22EB4 Vz=22V P=400mWNECIz=5mA8D1、D2 二极管IS953 VRM =35V I0=100mANEC9PIL发光二' SEL301Glf=40mA（绿）SANKEN极管10ALM发光二SELI01WIf=40mA（红

8、）SANKEN极管例 1外部 200V 短路引起的故障维修故障现象： 某配套 FANUC 6M 的立式加工中心，在长期停用后 首次开机，出现电源无法接通的故障。分析及处理过程： 对照以上原理图 4-1，经测量电源输入单元 TPl， 输入 U/V/W 为 200V 正常，但检查 U1、V1 端无 AC200V 。由图 4-1 可见，其故障原因应为 F1、F2 熔断，经测量确认 F1、F2 已 经熔断。进一步检查发现，输入单元的TP3上200A/200B间存在短路。为了区分故障部位，取下 TP3 上的 200A 、200B 连线，进行再次测量，确认故障在输入单元的外部。检查线路发现200A、200

9、B电缆绝缘破损。在更换电缆、熔断器F1、F2,排除短路故障后，机床恢复正常。例 2 RC 吸收器短路引起的故障维修故障现象：过测量，确认该机床的 200A/200B 间存在短路。为了迅速判定故障部位，维修时断开了端子 TP3 的 200A/200B的连接， 再次测量发现短路现象依然存在， 因此判定故障存在于输入单元内部。对照原理图4-1，首先测量F1、F2的输出端U1、V1，确认无短 路；因此，故障范围被缩小到 SKl 、 SK2、 LC2 上。逐一检查以 上各元器件，最终确认故障是由于RC吸收器SKI短路引起的。取下SKI，并更换同规格（0.1卩F/200 Q讯吸收器后，故障排除，机床恢复正

10、常工作。例 3“电源断开 ”信号引起的故障维修故障现象： 某配套 FANUCIIM 的立式加工中心 （自立型电柜 ），在 车间进行日常维护后，系统电源无法接通。分析及处理过程： 经检查该机床电源输入单元的熔断器 FIF6 均正常；输入电源正确；发光二极管 PIL 正常发光，图 4-2 中的E/O 端 DC24V 正常。但按下 S1 按钮， LCI/LC2 均不吸合。对照图 4-3 进行线路测量、检查，发现电柜门互锁开关 ( 触点DOORl/DOOR2) 开路。 进一步检查发现， 电柜门开关中有一个开关损坏，经更换后，机床恢复正常。类似故障： 某配套 FANUC 6M 的立式加工中心，开机时发现

11、系 统电源无法正常接通。分析及处理过程： 对照原理图 4-3，经上例同样检查，发现该机 床输入单元的 COM 与 EOF 间开路。对照机床电气原理图检查发 现，该机床在 COM 与 EOF 间加入了主轴驱动器报警触点， 由于 此触点断开，引起了系统电源无法加入。 在排除主轴单元故障后， 机床恢复正常。例 4 ON/OFF 信号不良引起的故障维修故障现象： 某配套 FANUC llM 的卧式加工中心，开机时发现系统电源无法正常接通。分析及处理过程： 经检查，输入单元的发光二极管 PIL 灯亮，但 LCl/LC2 未吸合。 对照原理图 4-3，测量发现图中 MDI/CRT 单元 上的电源切断 OF

12、F 按钮 S2 触点断开。进一步检查发现系统的OFF按钮(S2)连接脱落，重新接线后，机床恢复正常。类似故障： 某配套 FANUC llM 的卧式加工中心，开机时系统电源无法正常接通。分析及处理过程： 经检查输入单元中的发光二极管 PIL 灯亮， 但 按下 MDI/CRT 上的 ON 按钮 （S1），LCl/LC2 不吸合。对照原理 图 4-3 ，经测量发现 0V 与 COM 间、门互锁触点、 AL 触点均可 靠闭合，+24V电源正常，但按下S1仍无法接通系统电源。由此 初步判断其故障是由按钮 S1 故障或连接不良引起的。维修时通过短接线， 瞬间对 EON-COM 端进行了短接试验， CNC

13、电源即接通。由此证明，故障原因在S1或S1的连接上。进一步 检查发现，故障原因是 S1 损坏，经更换后，机床即恢复正常。例 5电源模块故障引起的故障维修故障现象： 某配套 FANUC 6M 的立式加工中心，开机时发现系统电源无法正常接通。分析及处理过程： 经检查，输入单元 PIL 灯与 ALM 灯均亮，由 原理图 4-3可知，引起故障的原因可能是来自 CPl-5/6 的 +24V/±15V/+5V 电源模块报警。当 CPl-5/6 接通后，由于中间继 电器 AL 的吸合，使 RY1 互锁， RYl 无法吸合。为了确认，维修 时暂时断开了 CPl-5、6 间的连接，再次进行试验， AL

14、M 灯灭， CNC 可以起动 （CRT 上显示报警 ），证明了故障原因。 通过对电源 单元进行必要的维修处理 （有关电源单元的维修， 参见本节后述 ）， 排除电源模块故障后，机床恢复正常。例 6 偶然性过电流引起的故障维修故障现象： 某配套 FANUC 6M 的立式加工中心，开机时发现系 统电源无法正常接通。分析及处理过程： 经检查， 该机床输入单元的发光二极管 PIL 不 亮，内部无 DC24V 电压，对照原理图 4-2 可知，可能的原因为 Q1、DSI、C1与F3等元器件不良。逐一检查以上元器件，发现输入单元的 F3 已经熔断，其他元器 件均无故障。更换 F3 后开机试验，机床随即恢复正常

15、，证明故 障是偶然性的过电流引起的。例 7电源缺相引起的故障维修故障现象：一台配套 FANUC 6ME 的立式加工中心， 在机床加工 时，出现快速运动过程中发生碰撞，引起机床的突然停机，再次 开机后，系统显示 ALM401 ，伺服驱动器主回路无法接通。分析及处理过程： FANUC 6M 系统出现 ALM401 报警的含义是 伺服驱动器的“ VRDY信号断开，即：驱动器未准备好。根据伺 服驱动系统的故障分析方法 （详见本书第 5章），检查 3轴驱动器 的主回路电源输入，发现只有 V 相有电压输入。逐级测量主回路电源，最终发现输入单元的伺服主回路熔断器F4、 F6 熔断，在确认驱动器无损坏的前提下

16、，换上 F4、F6 后，机床恢复正常工作。例 8 主轴电动机互锁引起的故障维修故障现象：一台配置 SIEMENS 6M 系统的进口立式加工中心，开机调试时，发现系统电源无法正常接通。分析及处理过程： SIEMENS 6M 系统是 SIEMENS 与 FANUC 公司合作生产的产品， 系统除采用 S5-130WB PLC 代替 FANUC 6M的连接单元外，其余部分与 FS 6M 完全相同。根据输入单元的原理图 4-3 进行分析测量， 确认故障原因为输入控制电路的外部电源切断触点 COM-EOF 间开路所至。对照机床电气控制原理图分析， 检查该机床外部电源切断触点的闭合条件，发现其中的直流主轴电

17、动机励磁回路的欠电流继电器动作，导致了 COM-EOF 断开。排除主电动机故障后， 触点闭合，再次起动机床，电源正常接通。故障现象：例 9 PLC 未运行引起的故障维修一台配置 SIEMENS 6M 系统的进口立式加工中心，机床到厂后第一次开机，发现系统的电源无法正常接通分析及处理过程： 系统同上例，根据输入单元的原理图分析测量， 确认故障原因为输入单元的 ON/OFF 控制电路的外部触点 COM-EOF 开路。对照机床电气控制原理图分析、检查，发现COM-EOF触点闭合条件中包括了 PLC (S5-130WB)的输出信号， 作为系统起动的互锁条件， 由于此信号无输出， 引起了触点的断 开。进

18、一步检查PLC，发现该PLC中的运行开关在出厂时被置于“ STOP位，整个PLC未正常运行，根据PLC的说明，通过以下步骤重新启动 PLC：1) 按住PLC的“ Restar键并保持，将PLC的运行开关拨至“ RUN位，PLC的“RUN、“STOP灯同时亮；2) 在不松开“ Restar键的前提下，等待 PLC的指示灯“ RUN灭，“ STOP亮；3) 松开“ Restart；再次将PLC的运行开关拨至“STOP,然后再拨至 “RUN”：4) PLC的“ RUN、“ STOP再次同时亮，等待数秒后，再次变成只有“STOP亮：5) 第三次将PLC运行开关拨至“STOP,然后再拨至“ RUN:6)

19、 PLC的“ RUN、 “STOP第三次同时亮，等待数秒后，PLC上的“STOP灯灭，“RUN灯亮，PLC完成重新启动过程。通过以上操作， PLC 开始运行，互锁触点开始闭合，开机后，机床可以正常工作。例 10 PLC 互锁引起的故障维修故障现象： 一台配置 SIEMENS 6M 系统的进口立式加工中心， 机床在程序试运行过程中， 突然停机， 再次开机时发现系统电源 无法正常接通。分析及处理过程： 机床型号及系统规格同上例， 经与上例同样的 分析，确认故障是由于 PLC 输出互锁引起的。检查 PLC 工作正 常，但操纵台上的 “急停 ”指示灯不停地闪烁， 表明机床进入了 “急 停”状态。进一步

20、检查随机提供的 PLC 程序，发现 “急停 ”指示灯 不停闪烁的原因是由于工作台的超极限引起的。在关机状态下，通过手摇 X 轴滚珠丝杠 （机床上本身设计了紧急退出的手动装置 ），X 轴退出限位后，重新起动机床，故障排除，机床恢复正常工作。例 11 24V 保护引起的故障维修故障现象： 一台配置 SIEMENS 6M 系统的进口立式加工中心， 在夹具调试过程中突然停机，再次开机时，电源无法正常接通。 分析及处理过程： 机床型号及系统规格上例， 经过与上例同样的 分析检查，确认故障原因是由于 PLC 的互锁触点动作引起的。 在本例中，检查 PLC 处于正常运行状态；机床工作台未超程； 但 PLC

21、互锁输出的中间继电器未吸合。进一步检查发现， PLC 上的 DC24V/2A 输出模块中的全部输出指示灯均不亮， 但其他输 出模块 (DC24V/0.5A) 上的全部指示灯正常亮， 由此判定故障原因 是 S5-130WB 的 DC24V/2A 公共回路故障引起的。 检查该模块的 全部输出信号的公共外部电源 DC24V 为 “0，”24V 断路器跳闸。 进一步测量发现，夹具上的 24V 连接线碰机床外壳，导致了断 路器的跳闸重新处理后，合上 DC24V 断路器，机床恢复正常工 作。例 12 PLC 地址错误引起的故障维修故障现象： 一台配置 SIEMENS 6M 系统的进口立式加工中心， 在用户使用时，发现电源