数控电源故障维修50例 点击：1734 | 回复：84
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、200B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23．时间继电器损坏引起的故障维修
故障现象：某配套YASKAWA J50L的数控磨床，开机时系统电源接通，但伺服驱动主电源无法正常接通。
分析及处理过程：经检查，该机床的系统电源单元AC200V输入电压正常，但按系统操作面板上的ON/OFF按钮，无法接通系统电源。
对照机床电气原理图，发现该机床的电源ON/OFF线路设计较完善，经简化后的CNC电源控制回路如图4-8、图4-9所示。
图中各元器件的作用如下：
1)SQl-1、SQl-2为机床工作台超程限位开关。
2)QFl、QF2、QF3分别为机床的伺服主回路、液压电动机、主轴系统过载保护开关。
3)SAl为机床工作台超程限位取消开关。
4)KM4为伺服主回路接触器。
图4-9 电源单元控制线路图
由图可见，该机床同时使用了内部/外部电源ON/OFF控制，而且通过时间继电器KTl的延时动作，自动实现了系统原来所需要的二次按CNC ON的动作。根据原理图可知，其电源接通动作步骤如下：
1)在图4-8中，按下操作面板的内部CNC ON按钮，系统电源单元的输出信号NCMX使中间继电器KAl0接通。
2)在图4-9中，KAl0触点使时间继电器KTl接通，并进行延时。
3)KTl的延时时间到，延时触点接通，使得中间继电器KAl接通。
4)KAl常开触点又接通了图4-8中的电源单元的外部CNC ON信号TON。
5)由于电源单元的外部CNC ON被接通，相当于系统加入了第二次CNC ON信号，从而使得系统电源单元的输出信号SVMX接通KAl1。
6)KAll的常闭触点断开图4-9中的中间继电器KAl，电源单元的外部CNCON信号被TON断开，使图4-8中与TON连接的常开触点KAl实际上起到了按钮的作用。
7)在图4-9中，KAll的常开触点同时接通接触器KM4，伺服驱动器主回路接通。
8)接触器KM4的常闭触点断开时间继电器KTl，完成电源加入动作。
9)在机床工作台超程时，在图4-9中，KAl2失电，通过KAl2的常开触点，使图4-8中的急停输入信号*TESP、外部电源OFF信号TOFF同时断开，切断系统电源与伺服回路电源输入。
从以上分析可知，本机床在按下系统操作面板CNC ON按钮后，系统电源正常加入，但伺服主回路未得电，因此故障原因在第二次加入CNC ON信号回路上。为了验证，维修时在系统接通后，若再次按下系统操作面板CNC ON按钮，伺服主回路被接通，由此确认，机床故障原因在第二次加入CNC ON信号控制回路上。
进一步检查发现，该机床的时间继电器损坏，更换时间继电器后，机床恢复正常。
例24．外部互锁引起的故障维修
故障现象：机床同上例，该机床在自动加工过程中，突然出现系统断电，再次开机后，电源无法接通。
分析及处理过程：根据故障现象，测量机床电源模块的输入AC200V正常，但按下面板上的NC-ON按钮，图4-8中的KAl0、KAll均不动作，由此可以判定故障可能的外部原因是电源单元的TOFF触点断开或*TESP信号断开；内部原因是电源模块不良。
检查机床的强电控制回路，发现开机后KAl2未吸合，逐一测量图4-9中的与KAl2线圈串联的触点，最终发现故障是由于液压泵过载(QF2跳闸)引起的。排除液压系统的故障，伞上QF2后重新开机，机床恢复正常工作。
例26．3M系统风机监控引起的故障维修
故障现象：一台配套SIEMENS 3M系统的进口卧式加工中心，开机时出现CNC电源无法接通的故障。
分析及处理过程：SIEMENS 3M系统的外部电源控制要求十分简单，只要CNC的+24V电源输入正常，NC-ON触点短时间接通，在正常情况下即可以起动系统。
测量系统电源模块(6EV3054-3500)的外部电源输入端C1、D1间DC24V正常，但电源模块上的DC5V为0，表明故障是由电源模块引起的。
通过直接短接电源模块上的NC-ON触点(G、H脚)试验，发现系统电源仍然无法接通电源，由此确认故障与外部起动条件无关。
进一步测量检查，发现电源模块上的E、F脚开路，分析原因与内部风机监控有关，直接短接E、F脚试验，系统即可起动。更换风机后，机床恢复正常。
例28．880M系统位控模块不良引起的故障维修
故障现象：一台配套SIEMENS 880M系统的立式加工中心，开机时出现CNC电源无法接通的故障。
分析及处理过程：检查系统电源模块的5V指示灯不亮，测量系统电源模块的外部电源输入端DC24V正常；NC的全部起动条件均满足；风机监控正常；确认故障与外部起动条件无关。
电源模块故障与电源模块本身不良或CNC不良有关，为了确认故障部位，维修时将电源模块从系统中拔出后，再次进行进一步试验。试验表明，此时电源模块即可以正常起动，从而确认故障在CNC内部
通过逐一取下CNC各组成模块，进行多次试验，最终确认故障是由于其中的一块位置测量模块不良引起的5V过载。对测量模块进行维修后，系统即可起动。
例29．810M系统ON信号不良引起的故障维修
故障现象：一台配套SIEMENS 810M系统的卧式加工中心，开机时出现CNC电源无法接通的故障。
分析及处理过程：SIEMENS 810M系统的外部电源控制要求十分简单，只要CNC的+24V电源输入正常，只需短接CNC电源模块上的NC-ON端，即可以起动系统。
维修时通过短接CNC电源模块上的NC-ON端试验，发现系统可正常接通电源，由此确认故障是由于系统电源接通(NC-ON)回路故障引起的。
进一步检查发现，该机床数控系统的外部条件未满足，根据机床电气原理图，逐一检查，在满足系统起动条件后，重新起动CNC，系统正常起动。
例30．840C系统外部不良引起的故障维修
故障现象：一台配套SIEMENS 840C的进口立式加工中心，开机时出现系统电源无法接通的故障。
分析及处理过程：根据该机床的特点，在正常情况下，只要一合上主开关，CNC即可接通，检查机床电气原理图发现系统电源与机床主电源间只有断路器保护环节。
检查断路器未跳闸，但上、下端均无AC220V电源，进一步检查发现，该机床三相进线电源中1L3缺相，原因是车间配电柜内的熔断器熔断。在测量确认线路无故障后，换上熔断器，再次开机，机床恢复正常工作。
维修体会与维修要点：
1)数控机床由于采用的控制系统品种较多，电源接通、断开的控制要求各不相同，对于不同的机床、不同的系统，维修时应根据机床与系统的实际情况，分别进行处理。
2)机床维修者必须熟悉各种系统的电源通/断控制要求，维修时做到心中有数。
3)对于控制较复杂的机床，不仅要掌握系统的电源ON/OFF要求，而且还必须对照机床电气原理图进行维修处理，若非万不得已，不宜改变机床的原操作方式与原设计功能。
4)维修数控机床应是多方位的，既要掌握系统生产厂家推荐的线路与控制方法，还必须根据机床、系统的实际情况灵活处理，不可教条。
例32．FANUC电源模块故障之浪涌吸收器引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC 6M的立式加工中心，在工件加工过程中，系统突然断电，机床关机后，无法重新起动机床。
分析及处理过程：经检查，该机床电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮。根据本章4.1.1节分析可知，电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮的原因是系统电源模块存在报警。
测量系统电源模块(A14B-0061-B002)，发现输出+5V、+15V、-15V、24V全部为0V，且电源模块的输入熔断器F11、F12熔断，换上熔断器后，测量发现电源输入存在短路现象。因此，初步判断开关电源的一次侧存在短路故障，必须根据原理图，找出短路原因，排除故障后才能起动机床。
FANUC 6电源模块A14B-0061-B002的原理框图如图4-10所示，图中各主要元器件的作用如下：
F11、F12：输入熔断器，主回路短路保护元件。
VSll：浪涌吸收器，用于吸收交流输入侧的瞬间高压。
NFll：输入滤波器，对输入交流电源进行滤波。
DSll：单相全波整流桥，整流产生直流母线电压。当输入电压为AC200V时，通过DSll整流以及C12、C13的滤波稳压，可以在直流母线上获得DC210~230V左右的直流电压。
C12、C13(220μF/400V)：直流母线滤波电容。
R11(2Ω/20W)：与RYll常开触点并联，作为起动电流限流电阻，开机瞬间由于RYll触点断开，R11串联接入直流母线主电路，限制开关主电路的冲击电流；+24V输出正常后，RYll吸合，通过RYll常开触点短接限流电阻。
SHll：调试、测量用短接设定端子，通过断开SHll可以使Q14、D24、Q15、D25与整流电路分离。
Q14、Q15：开关电源功率驱动管，作为开关电源主变压器输出驱动。
D24、D25：续流二极管，在驱动管Q14、Q15关断时，对电源变压器进行续流。
M11、T11、D11、C17(330μF/25V)：电源模块辅助电源控制及驱动环节。主要由集成电路PS01，以及辅助开关电源驱动部分的输出驱动、放大环节的Q24、Q25、C14、C15、C16等元器件(图中未画出)组成，用于产生电源模块用的DCl0V基准电压与DCl5V辅助控制电压。
M12、T12：开关电源主回路PWM前级驱动。主要由集成电路PS04，以及用于前级驱动进行驱动、放大的Q11、Q12、Q13、D12、D13等器件(图中未画出)组成，作为开关电源主变压器输出驱动管Q14、Q15的开关控制信号输入。
T13、D27、R23 (91Ω)：开关电源一次侧电流检测环节(实际线路中，还包括C63、ZDl9等元器件，图中未画出)。
DSl2、CHll：+24V电源整流、控制回路，CHll为整流输出平波电感。实际线路中，还包括R24、R25(200Ω/2W)、C26(1000pF/1200V)等元件，图中未画出。
Q19：用于+24VPWM输出电压的调节与控制。实际线路中，还包括Q20、
故障现象：某配套FANUC 6M的立式加工中心，在加工过程中，车间突然断电，恢复供电后，无法重新起动机床。
分析及处理过程：经检查，该机床电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮，表明电源模块存在故障。检查电源模块输入熔断器F11、F12熔断，测量电源输入存在短路。
故障分析过程同例31，对照原理图检查各元器件，确认VSll、NFll、DSll均正常，因此判定故障发生在开关电源的一次侧驱动部分。
断开SHll后，测量驱动输出Q14、Q15、D24、D25，发现Q14的CE极短路，更换Q14(2SC3046)后，短路消失，开机后机床恢复正常。
例34．续流二极管不良引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC 6M的立式加工中心，在加工过程中，机床突然断电，再次开机，无法重新起动机床。
分析及处理过程：经检查，该机床电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮，表明电源模块存在故障。检查电源模块输入熔断器F11、F12熔断，测量电源输入存在短路。
故障分析过程同例31，对照原理图检查，发现VSll、NFll、DSll均正常，因此判定故障发生在开关电源的一次侧驱动部分。断开SHll后，测量驱动输出Q14、Q15、D24、D25，发现Q15的CE极短路。
取下Q15测量，发现Q15正常，线路中的短路仍然存在，由此确认短路是由续流二极管D25故障引起的，更换D25(U19E)后，短路消失，开机后机床恢复正常。
例35．过电流检测电阻不良引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC 6M的立式加工中心，在加工过程中，机床突然断电，再次开机，无法重新起动机床。
分析及处理过程：经检查，该机床电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮，表明电源模块存在故障。检查电源模块输入熔断器F11、F12正常。对照原理图检查各元器件，发现VSll、NFll、DSll、Q14、Q15、D24、D25均正常，电源模块一次侧无短路，判定故障发生在开关电源的二次侧。
为了迅速判断故障部位，维修时依次取下短接设定端S1、S2、S4、S5，当取下S5后，故障消失，由此判定故障发生在DC24V电源回路。
进一步检查发现，线路中的DC24V电流检测电阻R26不良，引起了24V过电流保护回路动作。更换R26后，机床恢复正常。
维修体会与维修要点：
1)根据个人的维修经验，在FANUC系统中，电源单元故障的原因多发生在电网供电不良的地区。由于加工过程中的外部突然断电或在工厂自发电供电的情况下工作，是引起电源单元故障的主要原因。
2)在一般情况下，电源单元的故障以进线的浪涌吸收器(VSll)的故障居多。当VSll故障，但维修现场无器件时，为了保证机床的正常生产，通常的做法是暂时取消VSll，确保机床的使用，待备件到位后，再予以更换。
3)在电网电压波动太大(特别是自发电的场合)，偶然也有整流桥、开关管、续流管损坏的情况。对于以上器件，在无备件时，一般可以直接利用其他同规格的整流桥、开关管、续流管进行替代。在安装尺寸不同时，有时也可以将整流桥安装到电源单元的外部。
4)FANUC不同的系统中，电源模块的型号有所不同，常见的电源单元有如下规格：
①FANUC l0系统用电源单元：A16B-1210-0510；
②FANUC ll系统用电源单元：A16B-1210-0560；
③FANUC l2系统用电源单元：A20B-1000-0770；
④FANUC 0系统用电源单元A：A16B-1211-0850
⑤FANUC 0系统用电源单元B：A16B-1212-0110：
⑥FANUC 0系统用电源单元AI：A16B-1212-0100(常用)。
以上电源单元的基本组成与工作原理与FANUC 6系统相似，不再赘述，发生故障的情况亦基本类似，为了便于维修人员参考，附录B中提供了以上常用电源单元的原理框图，可以供维修时参考。
例37．外部24V短路的故障维修
故障现象：某配套FANUC 0TD的数控车床，开机时系统出现报警ALM950：FUSEBREAK(+24E，F14)。
分析及处理过程：同上分析，根据系统提示检查系统电源单元的熔断器F14已经熔断。进一步检查发现，+24E与0V及地之间存在短路。由于+24E是系统提供给外部的24V电源，因此，可以初步判定故障在机床侧。
在该机床上，+24E被用于操作面板上的按钮、指示灯，机床上的开关输入，以及电柜内的触点输入等多种场合。为了确定短路的大致范围，维修时逐一取下了系统I/O信号连接插头M1、M2、M18、M19、M20进行检查。检查发现当取下M1或M18后，短路消失，从而确认短路发生在M1或M18上。由系统的连接手册可知，M1为系统+24E的总输出端(M1的29-32脚)，在M1连接、M18取下时短路消失，可以判定短路发生在M18的输入信号上。
取下M18后，对其输入信号进行逐一测量，最后找到短路原因是由于车床尾架压力继电器对地短路引起的，更换压力继电器后，机床恢复正常。
例38．外部24V短路的故障维修
故障现象：某配套FANUC 0TE的数控车床，在工件装卸过程中，机床突然断电，再次开机，无法重新起动机床。
分析及处理过程：经检查，该机床配套的电源单元为FANUC AI，检查电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮，表明电源单元存在故障，检查系统电源单元的熔断器F14已经熔断。
对照AI电源单元原理图检查，发现系统提供给外部的+24E与地之间存在短路。由于+24E是系统提供给PMC外部输入/输出信号的24V电源，可以初步判定故障在机床侧。
通过上例同样的分析检查，对其输入信号进行逐一测量，最后找到短路原因是由于车床脚踏开关对地短路引起的，重新连接后，机床恢复正常。
本例故障的实质与上例相同，但由于早期的FANUC系统无ALM950报警显示，因此必须通过检查指示灯状态以确定故障部位。
例39．保护二极管接反引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC 0T的数控车床，由于PMC输出中间继电器损坏，使得机床的尾架向前动作无法进行，经电工更换后，重新起动机床，工作正常。但在操作尾架向前后，机床突然断电，系统无法正常启动。
电工检查后发现系统电源单元的熔断器F14已经熔断，经测量，外部的+24E与0V之, 间未短路，电工重新换上其他机床的熔断器F14后，再次操作尾架向前后，机床又断电，电源单元的熔断器F14再次熔断。
分析及处理过程：现场检查，测量外部的+24E与0V之间确实未短路，经了解该机床在更换中间继电器前，F14未熔断，故障发生是由于更换了中间继电器后引起的，因此，首先检查了中间继电器的连接。
经检查发现，该机床在更换中间继电器时，将继电器线圈两侧并联的保护二极管方向接反，当尾架向前信号输出，PMC内部晶体管导通后，引起+24E与0V之间通过保护二极管短路，使F14熔断。
例40．操作面板不良引起的故障维修
故障现象：某配套FANUC 0TD的数控车床，在机床操作过程中，机床突然断电，再次开机，系统显示报警ALM950。
分析及处理过程：本例中的报警同例36，但经过彻底检查，确认系统的全部输入、输出无短路，换上FUl4后，机床恢复正常；但几天后，故障又重复出现。
现场检查，仍然未发现故障部位。但由于故障重复出现，经询问操作人员，了解到故障都是在程序试运行，并在改变进给倍率时出现，因此初步确定故障与倍率开关有关。
检查发现该机床配套的操作面板为机床生产厂家自制，在用力转动时，面板上的波段开关存在松动，且连接线存在对地短路的可能性。对波段开关进行重新连接，并加绝缘处理后，故障不再发生。
维修体会与维修要点：
1)FANUC电源单元的+24E熔断器熔断，是数控机床维修过程中经常遇到的问题之一，这一故障引起的原因一般与系统本身无关，属于系统外部故障。
2)+24E为系统提供外部(机床侧)输入、输出信号使用的电源，F14熔断器熔断，一般是由机床侧的输入、输出信号对地短路引起的。
3)为了确定短路的大致范围，维修时可以通过逐一取下系统I/O信号连接插头M1、M2、M18、M19
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