发那科伺服放大器故障诊断与维修一例

李金波 高浩国

(胜利油田胜机石油装备有限公司，山东东营257067)

生产现场在用的一台配置发那科0i Mate-TC数控系统的数控车床出现故障，显示屏报警:5136 FSSB:NUMBER OF AMPS IS SMALL(含义:FSSB识别的放大器数比控制轴数少)。发生该故障后按下“复位”键不能消除上述报警信息;机床下电后再上电，仍旧出现该报警、不能动作。经初步诊断检查，发现其X轴伺服电动机编码器电缆被切屑划破，对其破皮电线处理后，开机仍报警，故怀疑其X轴SV1-20i伺服放大器出现故障。把出现故障的该伺服放大器与现场同型号正常运转数控机床的伺服放大器互换后，怀疑出现故障的伺服放大器在正常运转的数控机床上故障重现，而正常运转数控机床的同型号伺服放大器在出现故障的数控机床上故障消失，因此排除了出现故障的数控机床外围故障因素，从而把故障范围缩小到了X轴SV1-20i伺服放大器。

SV1-20i伺服放大器是日本原装进口的，先后向当地两家数控机床维修单位求援，均告知不能维修，建议采购新的伺服放大器。再向国内某发那科数控系统代理商询价，其报价较高。目前，国内配置发那科数控系统的数控机床用户大多对其数控系统硬件故障不能自主故障诊断与维修，只好送修到专业维修单位或者直接向国内代理商采购换新的。这样，不仅送修或采购周期长，造成机床长时间故障停机影响生产，而且费用高。因此，笔者针对其SV1-20i伺服放大器现场硬件故障进行了自主诊断与维修攻关，并取得成功。

1 自主故障诊断与维修

拆掉SV1-20i伺服放大器的黄色外壳后，发现它主要由动力印制电路板、控制印制电路板两部分构成。首先总体直观检查该伺服放大器，没有发现电阻爆裂、电容漏液、集成电路外壳变形、印刷电路板局部发黑、碳化等明显异常现象;再对各个部分具体故障诊断。

1．1 动力印制电路板故障诊断

(1)检查测量各个贴片电阻，未见异常。

(2)检查测量30ΩJ再生电阻，其两根黑线间阻值正确、两根白线间热敏开关触点闭合正确。

(3)测量10ΩJ雪泥电阻，阻值正确。

(4)检查测量各电容元件，未见异常。

(5)检查其内置风扇，正常。

(6)检查测量富士6MBP20RTA060智能电源模块，功能正常。

(7)检查测量30L6P45东芝整流桥，未见异常。

(8)检查测量1MBH60-90晶体管，未见异常。

(9)检查测量YG226S8二极管，没有击穿。

(10)对G2R-1-E欧姆龙小型继电器、G6B-2014P欧姆龙固态继电器、RB105-DE控制继电器进行DC24V加电测试，各个触点闭合、断开动作正常。

(11)测量检查TLP621-2光耦，功能正常。

(12)测量检查LM339集成比较器，功能正常。

经以上初步诊断得出故障可能不在动力印制电路板元件上，把故障范围由整个伺服放大器又缩小到控制印制电路板元件上。

1.2 控制印制电路板故障诊断与维修

(1)自备DC24V开关稳压电源、空气开关、按钮等器件，自制了试验台，控制印制电路板的电源插口CXA19B两针脚焊上细导线引出。利用自制试验台对控制印刷电路板进行现场加电功能测试，结果其电源指示灯(绿色发光二极管)根本就不亮。检查发现控制印刷电路板上有一个3.2A保险(FU1)，用万用表测量确认它已经烧断。该保险为发那科公司专用的，当时在市面上购买相应玻璃管保险、用鱼形夹夹住保险管与两段细导线、细导线焊在FU1保险的相应针脚上，再次进行加电试验，结果保险再次烧坏。这样就确认了控制印刷电路板有故障。

(2)检查测量各个贴片电阻，阻值正确。

(3)检查测量各电容元件，未见异常。

(4)功能测试74LS123单稳态触发器，功能正常。

(5)检查并测试7860K光耦，功能正常。

(6)检查并测试VT244A三态输出驱动器，功能正常。

(7)检查并测试LVTH240三态输出驱动器，功能正常。

(8)检查并测试903FP比较器，未见异常。

(9)检查并测试MD1422N集成电路，发现异常。具体介绍如下:

MD1422N集成电路由SHINDENGEN公司制造，双排共32针脚(其针脚排列见图1，针脚序号与功能符号的对应见表1)。

表1 MD1422N集成电路针脚序号与功能符号对应表

把万用表打到“二极管及通断测试”档，红、黑表笔先后接MD1422N集成电路第16(P.GND)针脚、另一表笔分别测试其余各个针脚通断情况(现场测试结果见表2)。

从现场测试结果表2中可以看出，不管红表笔还是黑表笔接第16(P.GND)针脚，该针脚与第2(OCL_)、3(OCL+)、4(GND)、5(R/C)、11(Vout)、12(Vout)、13(Vout)、14(Vout)、26(GND)针脚都接通。但从集成电路功能原理方面分析:若该集成电路功能正常，其电源地针脚16与输出电压针脚11、12、13、14间不应该接通;其起过流保护作用的两针脚2、3间也不应该接通;上述10个针脚相互之间也不应该接通;故断定现场测试结果异常。从市面购买该集成电路更换后再加电试验、仍旧烧保险，诊断该控制印刷线路板上还有损坏的元件。

(10)继续对控制印刷线路板故障查寻，发现一个长3.6 mm、宽1.6 mm、高0.8 mm的2脚贴片元件正向、反向测试均导通。该元件表面只刻有“A3N”字样，不知是何类元件。再查看该件附近线路板上印有“VP5”字样，经继续查寻到“VP1”3脚元件、“VP2”8脚元件、“VP3”2脚元件、“VP4”4脚元件。推测这5个元件应同类，其中“VP3”2脚元件应与“VP5”元件功能、特性应更类似。经测试“VP3”2脚元件正向导通、反向截止，故推断“VP5”元件可能击穿损坏，用智能850A型热风台拆除该件。在拆除时发现，该件1端脚所熔焊的线路板金属基体早已烧损，这样就进一步证明该件异常。拆除该件后对控制线路板又进行加电试验，结果FU1保险不再烧了，从而确认“VP5”为故障件。这样，故障范围就由整个控制印制电路板定位到了元件。市场采购不到“VP5”原装元件。经攻关分析，该件可能起电压保护作用，属二极管类，决定采用1N4007塑封二极管代替现场试验。由于与“VP5”元件1端脚相熔焊的线路板金属基体已经烧损，经测试该端脚应该与LP1元件1端脚相连，这样就抛开原已烧损的线路板金属基体，直接从LP1元件相关端脚焊接引出1根线，再从与“VP5”另一端脚熔焊的完好线路板金属基体焊接引出另1根线，这两根线再与1N4007二极管两端脚相连，用热缩管处理后，对控制印制线路板再次进行现场加电测试。结果FU1保险不再烧了、其电源指示灯亮(绿色发光二极管)、ALM报警指示灯亮(黄色发光二极管)、COP10B/COP10A两光缆插口的上插口均发出红光(有了相应功能)。上述报警灯亮应该是因为试验现场没有连接编码器等器件所致，属正常现象。

表2 MD1422N集成电路针脚现场通断测试结果表

(11)将该伺服放大器组装好，整体装到数控机床上现场试验，机床运转正常，原故障排除。

2 结语

诚然，发那科原装进口数控系统硬件故障的诊断与维修难度大。目前，国内数控机床用户一般既没有先进的全功能故障诊断仪器，也没有数控系统电路图，但也不能因此就认为不管其出现任何硬件故障都不能自主故障诊断与维修而直接送修、整体采购更换。本例现场采用多种故障诊断方法逐步缩小故障范围，最终故障定位到元件级，实现了自主故障诊断与元件级维修。本例自主故障诊断与元件级维修的成功，减少了现场机床故障停机时间，节省了数控机床用户费用。

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