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数控车床伺服驱动装置电气故障快速定位与排查

文档作者：周兰文档来源：武汉船舶职业技术学院机械工程学院		点击数：	更新时间： 2021年06月03日
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2014年8月
第42卷第l6期
机床与液压
MACHINE TOOL &amp;amp; HYDRAULICS
Aug．2014
Vo1．42 No．16
DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．16．057
数控车床伺服驱动装置电气故障快速定位与排查
周兰
(武汉船舶职业技术学院机械工程学院，湖北武汉43005o)
摘要：数控车床同一个故障报警信息或故障现象，往往由多种原因造成。阐述了根据报警信息及其伴随现象快速定位
FANUC系统伺服驱动电气故障发生部位的思路与方法。
关键词：数控车床；伺服驱动；电气故障；快速定位
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2014)16—178—3
数控机床伺服驱动装置用于控制机床进给运动。
对于采用FANUC系统的数控机床，伺服驱动装置正
常功能的发挥，除了保证驱动装置与数控系统主板相
关接口正确连接，保证伺服参数的正确、合理设置，
保证伺服关联PMC程序(如进给倍率)正确编制
外，合理、可靠的伺服装置电气控制也是一个很重要
的环节。作者根据数控车床调试体会，阐述了根据伺
服驱动电气故障报警及其伴随现象快速定位故障发生
部位的思路与方法。
1 数控车床伺服驱动电气控制分析
数控车床伺服驱动电气控制回路分为强电控制回
路、安全保护控制回路及直流电源回路。
1．1 强电控制回路分析
数控车床伺服驱动装置强电控制回路如图1所
示。FANUC伺服驱动装置通常采用220 V交流电压
驱动，来自电网的380 V三相交流电通过伺服变压器
转变为220 V交流，经过交流接触器KM2常开触点
(有的还经过电抗器)，对伺服驱动装置提供强电输
入。伺服驱动装置根据用户进给指令编程要求或JOG
方式下对进给轴的操作要求，转化为对各轴伺服电机
的旋转速度和方向信号，通过伺服驱动装置输出接口
给伺服电机提供相应幅值交流电，满足加工要求。
伺服变压器
注：XT为接线端子
轴伺服电机
L 1
L2
L3
PE
c
GNO] ；
． 0
0重
- —-— —- -．_J M CC
CX2 9l
ESP 轴伺服电机
M CC
ESP
x轴伺服放大器 z轴伺服放大器
图l 伺服强电控制回路
1．2 安全保护控制回路分析
数控车床伺服驱动装置安全保护控制回路如图2
所示。伺服驱动装置有一个CX29 (又称MCC)接
口，用于指示伺服驱动装置内部自检状态。当数控系
统启动后，各伺服驱动装置开始自检，当自检结束并
通过后，CX29接口内部触点闭合。数控车床两轴驱
动时，将 轴、z轴伺服驱动装置MCC接口串联起
来，然后与交流接触器KM2线圈相连，并由控制变
压器提供110 V AC电源。从图中可以看出伺服驱动
装置自检合格是交流接触器KM2线圈导通的前提，
KM2线圈导通后其常开触点闭合，伺服强电才能输
入，起到安全保护作用。
收稿日期：2013—07—22
作者简介：周兰(1965一)，女，学士，教授，高级工程师，主要研究方向为数控技术应用。E—mail：zhoulan038@
163．com 。
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C S 5 0 0
第16期 周兰：数控车床伺服驱动装置电气故障快速定位与排查 ·179·
TC3
QF5 38012201110
Ll
L2
L3
PE
U
W
GND
CX 29
CX29 M CC
x轴伺服放大器
C KM 2
M CC
CXA19A
5口
0
z轴伺服放大器
急停按钮 XT墨丛0 注；xT为接线端子
— — X T
开关电源
图2 安全保护及直流电源回路
另一方面，数控机床操作面板上都有醒目的急停 装置CXA19B接口提供，然后由 轴伺服驱动
按钮，用于数控机床工作出现异常时紧急断电操作。 CXA19A接口连线z轴伺服驱动CXA19B接口给z轴
从图2可以看出，急停回路工作原理是：正常状况下 提供24 V电压，如图2所示。
急停按钮(ESP)处于复位状态，常闭触点闭合，通 2 伺服电气控制故障快速定位与排查
过开关电源(220 V AC／24 V DC)给中间继电器 2．1 “伺服电压低” 报警故障定位与排查
KA10线圈提供直流电，KAIO常开触点闭合，伺服 调试数控车床，屏幕上出现“SV0433 (X)变
驱动装置上CX30(又称ESP)接口回路导通，伺服 频器DCLINK电压低、SV0433 (z)变频器DCLINK
驱动器正常工作；当按下急停按钮时，KA10线圈断 申．压低” 报警
电，KA10常开触点断开，通过伺服驱动装置CX30接 出现这类故障，总的来说是由于伺服驱动装置
口断开内部工作电源并停止工作，起到保护安全作用。 220 V交流电未正常输入造成。根据图1电气原理分
1．3 直流电源回路分析 析，造成伺服强电未输入的原因有多个，除了共同的
伺服驱动装置正常工作需要提供24 V直流电源， 报警信号外，还会伴随其他故障现象。故障定位及排
该电源由开关电源24 V DC输出端通过 轴伺服驱动 查方式如表1所示。
表1 伺服电压低故障定位与排查
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5 5 0 o
u一 一 一 一uI>一w一 一一一一
一匪
X
C 5 S O O
一
5 5 3
· 180· 机床与液压 第42卷
2．2 “伺服就绪信号关闭” 报警故障定位与排查
调试数控车床，屏幕上出现“SV401(X)伺服
V—— 就绪信号关闭、SV401(Z)伺服V—— 就绪信
号关闭” 报警。
造成该故障报警是由于伺服驱动装置CX30接口
检测到伺服准备未就绪信号，表明外部工作条件不满
足伺服工作要求。而中间继电器KA10常开触点的通
与断正是用来指示外部伺服工作环境状况的。伺服未
准备就绪故障定位及排查方式如表2所示。
表2 伺服未准备就绪故障定位与排查
2．3 “放大器数不足”报警故障定位与排查
调试数控车床，屏幕上出现“SV5316 FSSB：放
大器数不足”报警。
表3
出现这种报警，通常和伺服驱动装置24 V DC缺
失有关。造成伺服24 V DC缺失的故障定位与排查如
表3所示。
伺服放大器数量不足故障定位与排查
3 结束语
配置FANUC系统数控机床伺服电气控制，虽然
不同机床制造厂家有不同设计，但是由于驱动装置接
口含义相同，电气控制设计原则是一致的，思路是相
似的。数控机床伺服电气故障，同一个故障报警信息
或故障现象，往往由多种原因造成。首先要根据报警
信息确定是强电故障还是安全保护故障还是直流电源
故障大类，然后根据伺服电气控制原理，结合机床动
作、继电器指示灯亮与否、接触器线圈吸合声音、元
器件电压高低、触点通断等信息进行综合判断，通常
能够快速定位故障点，实践中要予以观察、分析与总
结。
参考文献：
[1]FANUC Series 0i—MODEL D维修说明书[M]．
[2]李宏胜．FANUC数控系统维护与维修[M]．北京：高等
教育出版社，2011．

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