FANUC伺服驱动器的常见故障

1、FANU（交流速度控制单元有多种规格，早期的交流伺服为模拟式，目前一般都使用数字式伺服，在数控机 床中，常用的规格型号有以下几种：1）与FANU（交流伺服电动机 AC0 5、10、20M 20、30、30R等配套的模拟式交流速度控制单元。它是FANUC最早的AC伺服产品，速度控制单元采用正弦波PW控制，大功率晶体管驱动。在结构形式上，可以分单轴独立型、双轴一体型、三轴一体型三种基本结构。单轴独立型速度控制单元，常用的型号有 A06B-6050-H102/H103/H104/H113 等；双轴一体型速度控制单元，常用的型号有 A06B-6050-H201/H202/H203 等；三轴一体型速度控

2、制单元，常用的型号有 A06B-6050-H401/H402/H403/H404 等，多与 FANUC 11、0A、 0B等系统配套使用。2）与FANU（交流S （L、T）系列伺服电动机配套的 S （L、C）系列数字式交流伺服驱动器，它是FANU（中期的AC伺服产品，驱动器采用全数字正弦波PWM控制，IGBT驱动。其中，S系列用量最广，规格最全；L系列只有单轴型结构，常用的型号有 A06B-6058-H001-H007/H102/H103等；C系列有单轴型、双轴型两种结构， 常用的单轴型有 A06B-6066-H002-H006 等规格，常用的双轴型有 A06B-6066-H222H224/H

3、233、 H234、 H244 等规格。作为常用规格，S系列有单轴型、双轴型、三轴型三种结构，常用的单轴型有A06B-6058-H001H007/H023/H025 等；常用的双轴型有 A06B-6058-H221H231/H251-H253 等规格；常用的 三轴型有 A06B-6058-H331-H334等规格；多与 FANUC 0C 11、15系统配套使用。3）与FANUCa/ aC/aM/aL 系列伺服电动机配套的 FANUCa系列数字式交流伺服驱动器，它是 FANUC当 前常用的AC伺服产品，驱动器带有IPM智能电源模块，采用全数字正弦波 PWM控制，IGBT驱动。FANUCa 系列数

4、字式交流速度控制单元有如下两种基本结构形式： 各驱动公用电源模块（PSM）、伺服驱动单元（SVM）为模块化安装的结构形式，驱动器可以是单轴型、双轴型与三轴型三种结构。常用的单轴型有A06B-6079-H101H106等，常用的双轴型有 A06B-6079-H201H208等规格，常用的三轴型有 A06B-6079/6080-H301 H307 等规格，多与 FANUC 0C 15A/B、16A/B、18A、20、 21 系统配套使用。 电源与驱动器一体化（SVU型）的结构形式，各驱动器单元可以独立安装，有单轴型、双轴型两种结构，常用的单轴型有 A06B-6089-H10IH106等规格，常用的

5、双轴型有 A06B-6089-H201H210等规格，多与FANUC 0C、0D、15A/B、16A/B、18A、20、21 系统配套使用。4）与FANUCB系列伺服电动机配套的 FANUCB系列数字式交流伺服驱动器，它亦是FANU（当前常用的AC伺服产品，采用电源与驱动器一体化（SVU型）的结构，驱动器带有IPM智能电源模块，采用全数字正弦波PWM控制，IGBT驱动。可以使用 PWM接 口、l/OLink接口，亦可以采用光缆接口。型号为A06B-6093-H101H104/H151H154/H111-H114，多与 FANUC 0TD PM01 等经济型数控系统配套使用。5）与FANUCai

6、系列伺服电动机配套的 FANUC i系列伺服驱动器是 FANU（公司的最新产品，它在FANUCa 系列的基础上作了性能改进。产品通过特殊的磁路设计与精密的电流控制以及精密的编码器速度反馈，使 转矩波动极小，加速性能优异，可靠性极高。电动机装有 16000000脉冲/转极高精度的编码器，作为速度、 位置检测器件，使系统的速度、位置控制达到了极高的精度。a i系列驱动器由电源模块（PSM）、伺服驱动器（SVM）、主轴驱动器（SPM）等组成，伺服驱动与主轴驱动共 用电源模块，组成伺服 /主轴一体化的结构。伺服驱动模块有单轴型、双轴型、三轴型三种基本规格。标准 型（FANUCai系列）为200VAC输

7、入，常用的单轴型有 A06B-6114-H103H109等，双轴型有A06B-6114-H201-H211 等，三轴型有 A06B-6114-H301H304等。高电压输入型（FANUC a i（HV）系列）为 400VAC 输入，常用的单轴型有 A06B-6124-H102H109 等，双轴型有 A06B-6124-H201-H211 等，目前尚无三轴型结 构。FANUCai系列交流数字伺服配套的数控系统主要有FANUC 0i、FANUC 15i/150i、FANUC16i/18i/I60i/180i/20i/21i等。1 .模拟式交流速度控制单元的故障检测与维修FANUC莫拟式交流速度控制

8、单元的故障诊断与维修方法与直流速度控制单元类似。对于“CRT无报警显示的故障维修”的分析、处理方法与直流PWM速度控制单元一致，参见前述。速度控制单元上的指示灯报警与直流PWM速度控制单元一样，FANU（模拟式交流速度控制单元亦设有报警指示灯，这些状态指示灯的含义见表5-7。表5-7速度控制单元状态指示灯一览表代号含义备注代号含义备注PRDY位置控制准备好绿色OVC驱动器过载报警红色VRDY速度控制单元准备好绿色TG电动机转速太高红色HC驱动器过电流报警红色DC直流母线过电压报警红色HV驱动器过电压报警红色LV驱动器欠电压报警红色在正常的情况下，一旦电源接通，首先 PRDY丁亮，然后是VRDY

9、丁亮，如果不是这种情况，则说明速度控 制单元存在故障。岀现故障时，根据指示灯的提示，可按以下方法进行故障诊断。1）VRDY灯不亮。速度控制单元的 VRDY丁不亮，表明速度控制单元未准备好，速度控制单元的主回路断路器（参见图5-13、图5-14、图5-15）NFBI、NFB2跳闸，故障原因主要有以下几种： 主回路受到瞬时电压冲击或干扰。这时，可以通过重新合上断路器NFBI、NFB2再进行开机试验，若故障不再岀现，则可以继续工作；否则，根据下面的步骤，进行检查。 速度控制单元主回路的三相整流桥DS的整流二极管有损坏（可以参照图5-13、图5-14、图5-15主回路原理图，通过万用表检测）。 速度控

10、制单元交流主回路的浪涌吸收器ZNR有短路现象（可以参照图5-13、图5-14、图5-15主回路原理图，通过万用表检测）o 速度控制单元直流母线上的滤波电容器C1C4有短路现象（可以参照图5-13、图5-14、图5-15主回路原理图，通过万用表检测）。 速度控制单元逆变晶体管模块TMITM3有短路现象（可以参照图5-13、图5-14、图5-15主回路原理图，通过万用表检测）o 速度控制单元不良。 断路器 NBFI、NBF2不良。图5-13、图5-14、图5-15分别为常用的单轴、双轴、三轴型交流速度控制单元主回路原理图，其余型号 的原理与此相似。2）HV报警。HV为速度控制单元过电压报警，当指示

11、灯亮时代表输入交流电压过高或直流母线过电压。故障 可能的原因如下： 输入交流电压过高。应检查伺服变压器的输入、输出电压，必要时调节变压器变比。 直流母线的直流电压过高。应检查直流母线上的斩波管 Q1、制动电阻RM2二极管D2以及外部制动电阻是否损坏。 加减速时间设定不合理。故障在加减速时发生，应检查系统机床参数中的加减速时间设定是否合理。 机械传动系统负载过重。检查机械传动系统的负载、惯量是否太高；机械摩擦阻力是否正常。3）HC报警。HC为速度控制单元过电流报警，指示灯亮表示速度控制单元过电流。可能的原因如下： 主回路逆变晶体管TMlTM3模块不良。 电动机不良，电枢线间短路或电枢对地短路。

12、逆变晶体管的直流输出端短路或对地短路。 速度控制单元不良。 为了判别过电流原因，维修时可以先取下伺服电动机的电源线，将速度控制单元的设定端子 S23 短接，取 消TG报警，然后开机试验。若故障消失，则证明过电流是由于外部原因(电动机或电动机电源线的连接 )引起的，应重点检查电动机与电动机电源线，若故障保持，则证明过电流故障在速度控制单元部，应重点 检查逆变晶体管TMITM3模块。4) 0VC报警。OVC为速度控制单元过载报警，指示灯亮表示速度控制单元发生了过载，其可能的原因是电动 机过流或编码器连接不良。5) LV 报警LV为速度控制单元电压过低报警，指示灯亮表示速度控制单元的各种控制电压过低

13、，其可能的原因如下： 速度控制单元的辅助控制电压输入ACI8V过低或无输入。 速度控制单元的辅助电源控制回路故障。 速度控制单元的+5V熔断器熔断。 瞬间电压下降或电路干扰引起的偶然故障。 速度控制单元不良。6) TG报警。TG为速度控制单元断线报警，指示灯亮表示伺服电动机或脉冲编码器断线、连接不良：或速度 控制单元设定错误。7) DC报警。DC为直流母线过电压报警，与其相关的原因主要是直流母线的斩波管Q1、制动电阻RM2二极管以及外部制动电阻不良。维修时应注意：如果在电源接通的瞬间就发生DC报警，这时不可以频繁进行电源的通、断，否则易引起制动电阻的损坏。L.1<4KU98(2)系统CR

14、T上有报警的故障FANUC模拟式交流伺服通常与 FANUC0A/BFANUCI0/11/12等系统配套使用，当伺服发生报警时，在 CNC上一般亦有相应的报警显示。在不同的系统中，报警号及意义如下。1) FANUC-0系统的报警 4N0报警：报警号中的N代表轴号(如：1代表X轴：2代表丫轴等，下同)，报警的含义是表示n轴在停 止时的位置误差超过了设定值。4N1报警：表示n轴在运动时，位置跟随误差超过了允许的围4N3报警：表示n轴误差寄存器超过了最大允许值(±32767);或D/A转换器达到了输岀极限4N4报警：表示n轴速度给定太大。4N6报警：表示n轴位置测量系统不良。 940报警：它

15、表示系统主板或速度控制单元线路板故障2) FANUCl0/11/12系统的报警 SV00报警：测速发电动机断线报警。 SV01报警：表示伺服部发生过电流(过负载)报警，原因同OVC报警。 SV02报警：速度控制单元主回路断路器跳闸。 SV03报警：表示伺服部发生异常电流报警，原因同 HC报警。 SV04报警：表示驱动器发生过电压报警，原因同HV报警。 SV05报警：表示来自电动机释放的能量过高，发生再生放电回路报警，原因同DC报警。 SV06报警：电源电压过低报警，原因同 LV报警 SV08报警：停止时位置偏差过大。 SV09报警：移动过程中，位置跟随误差过大。 SV10报警：漂移量补偿值(P

16、RMI834)过大。(11) SVII报警：位置偏差寄存器超过了最大允许值(±32767);或 D/A转换器达到了输出极限。(12) SVI2报警：指令速度超过了 512KP/S。(13) SVI3报警：驱动器未准备好报警，原因同“ VRDY灯不亮”故障。(14) 14)SVI4报警：在PRDY断开时，VRDY信号已接通。(15) 15)SVI5报警：表示发生脉冲编码器断线报警，原因同 TG报警。(16) 16)SV23报警：表示发生伺服过载报警，原因同0H报警。其余SV报警，详见附录中的 FANUC II报警一览表。此外，通过 CNC的诊断参数，还可以进一步确认故障 的原因与伺服驱

17、动器的各种状态信息，有关容可参见本章第节。2数字式交流伺服驱动单元的故障检测与维修(1)驱动器上的状态指示灯报警FANUC S系列数字式交流伺服驱动器，设有11个状态及报警指示灯，指示灯的状态以及含义见表 5-8。以上状态指示灯中，HG HV OVC TG DC LV的含义与模拟式交流速度控制单元相同，主回路结构与原 理亦与模拟式速度控制单元相同，不再赘述。表5-8中，OH OFAL FBL为S系列伺服增添的报警指示灯，其含义如下。表5-8FANUCS系列驱动器状态指示灯一览表代号含义备注代号含义备注PRDY位置控制准备好绿色DC直流母线过电压报警红色VRDY速度控制单元准备好绿色LV驱动器欠

18、电压报警红色HC驱动器过电流报警红色OH速度控制单元过热HV驱动器过电压报警红色OFAL数字伺服存储器溢岀OVC驱动器过载报警红色FBAL脉冲编码器连接岀错TG电动机转速太高红色1) OH报警。0H为速度控制单元过热报警，发生这个报警的可能原因有： 印制电路板上S1设定不正确。 伺服单元过热。散热片上热动开关动作，在驱动器无硬件损坏或不良时，可通过改变切削条件或负载， 排除报警。 再生放电单元过热。可能是 Q1不良，当驱动器无硬件不良时，可通过改变加减速频率，减轻负荷，排除 报警。 电源变压器过热。当变压器及温度检测开关正常时，可通过改变切削条件，减轻负荷，排除报警，或更 换变压器。 电柜散热

19、器的过热开关动作，原因是电柜过热。若在室温下开关仍动作，则需要更换温度检测开关。2) OFAL报警。数字伺服参数设定错误，这时需改变数字伺服的有关参数的设定。对于FANUC 0系统，相关参数是 8100，8101，8121，8122，8123 以及 81538157 等；对于 10/11/12/15 系统，相关参数为 1804， 1806，1875，1876，1879，1891 以及 18651869 等。3) FBAL报警。FBAL是脉冲编码器连接出错报警，出现报警的原因通常有以下几种： 编码器电缆连接不良或脉冲编码器本身不良。 外部位置检测器信号岀错。 速度控制单元的检测回路不良。 电动机

20、与机械间的间隙太大。伺服驱动器上的7段数码管报警 FANUC C系列、a / ai系列数字式交流伺服驱动器通常无状态指示 灯显示，驱动器的报警是通过驱动器上的7段数码管进行显示的。根据 7段数码管的不同状态显示，可以指示驱动器报警的原因。FANUC C系列、电源与驱动器一体化结构型式 （SVU型）的a/ ai系列交流伺服驱动器的数码管状态以及含 义见表5-9。表5-9 FANUC Ca/ ai系列（SVU型）7段数码管状态一览表数码管显示含义备注速度控制单元未准备好开机时显示0速度控制单元准备好1速度控制单元过电压报警同HV报警2速度控制单元欠电压报警同LV报警3直流母线欠电压报警主回路断路器

21、跳闸4再生制动回路报警瞬间放电能量超过，或再生制动单元不良或不 合适5直流母线过电压报警平均放电能量超过，或伺服变压器过热、过热 检测元器件损坏6动力制动回路报警动力制动继电器触点短路8L轴电动机过电流第一轴速度控制单元用9M轴电动机过电流第二轴速度控制单元用bL/M轴电动机过电流8 .L轴的IPM模块过热、过流、控制电压 低第一轴速度控制单元用9 .M轴的IPM模块过热、过流、控制电压 低第二轴速度控制单元用b .L/M轴的IPM模块过热、过流、控制电 压低采用公用电源模块结构型式（SV M型）的FANUC / ai系列数字式交流伺服驱动器，数码管状态以及含义见 表5-10 ;有关电源模块的

22、状态显示及故障诊断详见本书第7章第表5-10 FANUC / ai系列（SVM型）7段数码管状态一览表数码管显示含义备注速度控制单元未准备好0速度控制单元准备好1风机单元报警2速度控制单元+5V欠电压报警5直流母线欠电压报警主回路断路器跳闸81轴电动机过电流一轴或二、三轴单元的第一轴9M轴电动机过电流二、三轴单元的第二轴AN轴电动机过电流二、三轴单元的第三轴bL/M轴电动机同时过电流CM/N轴电动机同时过电流dL/N轴电动机同时过电流EL/M/N轴电动机同时过电流8 .L轴的IPM模块过热、过流、控制电压低一轴或二、三轴单元的第一轴9 .M轴的IPM模块过热、过流、控制电压低二、三轴单元的第二

23、轴A .N轴的IPM模块过热、过流、控制电压低二、三轴单元的第三轴b .L/M轴的IPM模块同时过热、过流、控制电压低C .M/N轴的IPM模块同时过热、过流、控制电压低d .L/N轴的IPM模块同时过热、过流、控制电压低E .L/M/N轴的IPM模块同时过热、过流、控制电压低FANUCB系列数字式交流速度控制单元，带有POWE、READY ALM3个状态指示灯与 7段数码管状态显示，指示灯与数码管的含义见表 5-11。系统CRT上有报警的故障1）FANUC-0系统的报警。FANU（数字伺服出现故障时，通常情况下系统CRT上可以显示相应的报警号，对于 大部分报警，其含义与模拟伺服相同；少数报警

24、有所区别，这些报警主要有： 4N4报警：报警号中的N代表轴号（如：1代表X轴：2代表Y轴等，下同），报警的含义是表示数字伺服 系统岀现异常，详细容可以通过检查诊断参数；诊断参数的意义见本书第节。表5-11 FANUC系列7段数码管状态一览表POWE灯READY丁ALM灯数码管显示含义备注O速度控制单元未准备好开机时显示OO速度控制单元准备好OY速度控制单元过电压报警同HV报警OP直流母线欠电压报警主回路熔断器跳闸OJ再生制动回路过热报警瞬间放电能量超过，或再生制动单元不良或不合适Oo过热报警速度控制单元过热OC风扇故障报警r Oc过电流报警主回路过流 4N6报警：表示位置检测连接故障，可以通过

25、诊断参数作进一步检查、判断，参见本章第节 4N7报警：表示伺服参数设定不正确，可能的原因有：a）电动机型号参数（FANUC 0为8N20 FANUCll/15为1874）设定错误。b）电动机的转向参数（FANUC 0为8N22、FANUCll/15为1879）设定错误。c）速度反馈脉冲参数（FANUC 0为8N23、FANUCll/15为1876）设定错误。d）位置反馈脉冲参数（FANUC 0为8N24、FANUCll/15为1891）设定错误。e）位置反馈脉冲分辨率（FANUC 0为037bit7、FANUCll/15为1804）设定错误。 940报警：它表示系统主板或驱动器控制板故障。2)

26、 FANUCI0/11/12/15系统的报警。当使用数字伺服时，在FANUC 10/11/12及FANUC1上可以显示相应的报警。这些报警中， SV000SVl00 号报警的含义与前述的模拟伺服基本相同，不再赘述。对于数字伺服的 特殊报警主要有以下几个。 SVI01报警：绝对编码器数据出错报警。可能的原因是绝对编码器不良或机床位置不正确。 SVII0报警：串行编码器报警(串行A)。可能的原因是串行编码器不良或连接电缆不良，具体容可以参见a/ B系列伺服驱动器报警说明。 SVIII报警：串行编码器报警(串行C)，原因同上。 SVII4报警：串行编码器数据出错。 SVII5报警：串行编码器通信出错

27、。 SVII6报警：驱动器主接触器(MCC)不良。 SVII7报警：数字伺服电流转换错误。 SVII8报警：数字伺服检测到异常负载。3) FANUCI6/18系统的报警。在FANUCI6/18系统中，当伺服驱动器出现报警时，CNC亦可显示相应的报警信息，这些信息包括： ALM400报警：伺服驱动器过载，可以通过诊断参数DGN201进一步分析，有关 DGN2 0啲说明见后述。 ALM401报警：伺服驱动器未准备好，DRDY言号为“ 0”。 ALM404报警：伺服驱动器准备好信号DRDY出错，原因是驱动器主接触器接通(MCON未发出，但驱动器DRDY言号已为“ 1”。 ALM405报警：回参考点报

28、警。 ALM407报警：位置误差超过设定值。 ALM409报警：驱动器检测到异常负载。 ALM410报警：坐标轴停止时，位置跟随误差超过设定值。 ALM411报警：坐标轴运动时，位置跟随误差超过设定值。 ALM413报警：数字伺服计数器溢出。 ALM414报警：数字伺服报警，详细容可以参见诊断参数DGN200204的说明。(11) ALM415报警：数字伺服的速度指令超过了极限值(511875P/S)，可能的原因是机床参数 CMF设定错误。DGN201的说明。PRM2020/2022/2023/2024/2084/2085/1023(12) ALM416报警：编码器连接出错报警，详细容可参见诊

29、断参数(13) ALM417报警：数字伺服参数设定错误报警，相关的参数有： 等。(1QALM420报警：同步控制出错。(15)ALM421报警：采用双位置环控制时，位置误差超过。 在系统使用绝对编码器时，报警还包括以下容： ALM300报警：坐标轴需要手动回参考点操作。 ALM301报警：绝对编码器通信出错。ALM302报警：绝对编码器数据转换出现超时报警。 ALM303报警：绝对编码器数据格式出错。 ALM304报警：绝对编码器数据奇偶校验出错。 ALM305报警：绝对编码器输入脉冲错误。 ALM306报警：绝对编码器电池电压不足，引起数据丢失。 ALM307报警：绝对编码器电池电压到达更换

30、值。 ALM308报警：绝对编码器电池报警。 ALM308报警：绝对编码器回参考点不能进行。 在系统使用串行编码器时，串行编码器报警容如下：ALM350报警：串行编码器故障，具体容可以通过诊断参数DGN202/204检查。DGN203检查ALM351报警：串行编码器通信出错，具体容可以通过诊断参数3交流伺服电动机的维修（1）交流伺服电动机的基本检查原则上说，交流伺服电动机可以不需要维修，因为它没有易损件。但由于交流伺服电动机含有精密检测器，因此，当发生碰撞、冲击时可能会引起故障，维修时应对电动机作如下检查：1）是否受到任何机械损伤？2）旋转部分是否可用手正常转动 ？3）带制动器的电动机，制动器

31、是否正常？4）是否有任何松动螺钉或间隙 ？5）是否安装在潮湿、温度变化剧烈和有灰尘的地方？等等。（2）交流伺服电动机的安装注意点维修完成后，安装伺服电动机要注意以下几点：1）由于伺服电动机防水结构不是很严密，如果切削液、润滑油等渗入部，会引起绝缘性能降低或绕组短路,因此，应注意电动机尽可能避免切削液的飞溅。2）当伺服电动机安装在齿轮箱上时，加注润滑油时应注意齿轮箱的润滑油油面高度必须低于伺服的输岀轴， 防止润滑油渗入电动机部。3）固定伺服电动机联轴器、齿轮、同步带等连接件时，在任何情况下，作用在电动机上的力不能超过电动 机容许的径向、轴向负载（见表5-12）。表5-12交流伺服电动机容许的径向、轴向负载电机形式容许的径向负载电机