伺服驱动异常的咨询诊断与分析处理

闫恩刚

（天水星火机床有限责任公司，甘肃天水 741024）

伺服驱动异常的咨询诊断与分析处理

闫恩刚

（天水星火机床有限责任公司，甘肃天水 741024）

以数控车床产品技术咨询中的故障诊断为实例，通过故障现象并借助系统报警的辅助诊断，分析了故障产生的原因，介绍了异常发生后的诊断与处理方法;准确的咨询诊断与快速分析处理，是使数控机床得以恢复正常工作的保证。

伺服驱动 咨询诊断 分析处理

数控技术已经成为当今制造业的最新技术应用领域，是现代先进制造技术的基础和核心，也是机床行业发展的必然趋势。由于数控机床所具有的高科技含量和高技术复杂性，如何有效处理机床在使用期间的各种各样问题，做到及时、准确、快速的诊断与处理，同样是现今机床业发展不可忽视的重要课题。多年实践表明，因伺服驱动异常反应出来的问题，其诊断与处理不到位，影响了机床的正常使用，不仅不能使机床及时发挥作用，也因此为企业带来经济损失的列子屡见不鲜。因此，解决应用中存在的问题，迅速诊断故障，也是保证机床可靠运行，提高设备利用率的关键。

数控车床的伺服驱动单元一般有X（横向）轴、Z（纵向）轴二轴，通过驱动控制实现电动机的进给运行。驱动单元包括电源模块和驱动模块（功率模块），电源模块为NC和进给驱动装置提供控制的动力电源，产生母线电压，同时承担监测电源和模块状态;驱动模块构成了运动控制的执行部分。

1 伺服驱动异常的咨询诊断与分析处理

（1）咨询诊断与分析处理1

出现异常的数控设备为：CK6636数控车床，数控系统配置SIEMENS 802D sl，主轴传动系统为齿轮传动，经滑移齿轮，实现分档无级调速，X、Z二轴采用交流伺服驱动电动机，SIEMENS 611驱动控制，配有光栅尺实现位置调节闭环控制，电子手轮手动进给，四工位刀架，SIEMENS PLC S7－300逻辑控制器，Profibus接口等功能，机床配有集中润滑装置及冷却装置。

异常现象描述：机床开机系统出现用户报警380500，系统自诊断为伺服驱动报警;Z1，X1，025201报警，系统自诊断为严重伺服轴驱动故障;Z1，X1，025202报警，自诊断故障为等待驱动，当伺服驱动无法通讯时，报警会持续存在。

咨询诊断与分析处理：通过系统自诊断报警功能提示可以看出，机床故障反应在伺服驱动部位，通过观察SIEMENS 611驱动装置模块上的LED显示，可以看到系统故障报告为：E－A607及E－A608跳转。系统报警描述：该报警为伺服电动机线或动力母线接触不良或断线造成缺相，所产生的故障报警。目测检查X1轴驱动器模块内部的下端有电火花打火现象，停机后拆下X1轴驱动器模块，检查打火部位，对接触不良接触点重新进行紧固处理，同时考虑因灰尘产生静电，对线路板也进行了清理;重新开机并试机，机床驱动系统恢复正常，故障迅速得到排除。

（2）咨询诊断与分析处理2

出现异常的数控设备为：CK6185数控车床，数控系统配置SIEMENS 802D，X、Z二轴采用交流伺服驱动电动机，SIEMENS 611驱动控制，SIEMENS PLC S7－200逻辑控制器，Profibus接口等功能。

异常现象描述：机床开机系统出现用户026106#Z轴驱动报警，故障诊断为：找不到用于指定伺服轴的驱动。

咨询诊断与分析处理：通过系统报警自诊断可以看出，系统数据设置与伺服驱动通讯存在问题，即系统产生指令不能输出给驱动轴或没有合适的匹配设置。产生上述可能原因有：使用了错误的SDB1000或没有选择相同驱动的输入输出槽地址，即系统指定地址位错误，也就是说指定的驱动器号在总线中不存在。另一种可能原因为：MD30240 CTRLOUT－TYPE的参数设定输入状态设置不正确，与驱动进给不匹配。该机床为新进正待调试的设备，考虑运输等原因，首先对驱动装置的系统连接及总线、总线插头、接地等进行了排查，发现系统驱动连接卡槽有接插松动的现象，重新进行了调整并紧固后机床驱动进给恢复正常。确保了机床的早日投入使用。

（3）咨询诊断与分析处理3

出现异常的数控设备为：CK61100数控车床，数控系统配置SIEMENS 802D，X、Z二轴采用交流伺服驱动电动机，SIEMENS 611驱动控制，SIEMENS PLC S7－300逻辑控制器，Profibus接口等控制功能。

异常现象描述：机床开机系统出现用户报警380500，系统自诊断为伺服驱动Proflbus－DP报警;驱动Z1轴026101，故障诊断为：Z1轴伺服驱动不能通讯;驱动X1轴，026102报警，系统自诊断为X1伺服轴不再和机床实际值同步（参考点）。

咨询诊断与分析处理：通过系统自诊断报警功能提示可以看出，机床故障反应在伺服驱动通讯故障，同时反应出了伺服驱动进给轴的参考点与系统时钟设定存在不同步的问题。经反复检测伺服放大器至伺服进给电动机驱动通讯线及PROFLBUS－DP总线的连接情况，发现其接点表面有锈蚀的现象。可能原因为：地区湿度大，因长期气候潮湿，形成接点表面锈蚀。采取清除锈蚀的处理措施，并重新联机，系统报警消除。启动机床并回参考点，重新调整参考点设置，机床系统恢复正常。

（4）咨询诊断与分析处理4

出现异常的数控设备为：CK61125数控车床，数控系统配置SIEMENS 810D，X、Z二轴采用交流伺服驱动电动机，SIEMENS611驱动控制，SIEMENS PLC S7－300逻辑控制器，Profibus接口等控制功能。

异常现象描述：机床开机后随机出现用户报警提示380500 Profibus－DP：总线驱动（有时是X或Z交替）出错报警。但关机后重新开机，机床又可以正常工作。

咨询诊断与分析处理：因为该报警处于时有时无的随机现象，经数次开关机试验机床无异常，通过检查总线、总线插头，确认连接牢固、正确，接地可靠。但几天后，故障重新出现，检查611UE伺服驱动LED显示为：“E－B280”报警，故障原因为电流检测错误，测量驱动器的输入电压，发现实际输入电压偏高。重新调节变压器的输入电压至标准值，机床恢复正常，报警未再出现。

（5）咨询诊断与分析处理5

出现异常的数控设备为：CK64125/1.5M端面车床，FANUC 0i TD数控系统，主传动系统为齿轮传动，经滑移齿轮，实现分挡无级调速，X、Z二轴采用交流伺服驱动电动机，FANUC伺服驱动控制，配有光栅尺实现位置调节闭环控制，电子手轮手动进给，四工位刀架，FANUC内置式PLC逻辑控制器，Profibus接口等功能，机床配有集中润滑装置及冷却装置。

异常现象描述：机床不工作时无报警，切削2 mm时机床出现0401报警。系统自诊断为：伺服放大器准备好信号（*DRDY）变成OFF，或者在运行中变成OFF。

咨询诊断与分析处理：方法①，开始—确认伺服放大器的LED显示—［－］否（无亮灯）—确认伺服放大器模块的输入电源电压－正常（是）—伺服放大器模块不良—（否）检查电源模块。按照上述步骤检查排除了伺服放大器模块和电源模块异常的问题。方法②，开始－确认伺服放大器的LED显示—［－］是—确认DC回路电压—AC100 V是否正常（是）—问题的可能原因为：伺服放大器模块—主板间的电缆断线或主板不良。经反复排查确认伺服放大器模块—主板间的电缆断线，采取更换的处理措施，机床系统恢复正常。

（6）咨询诊断与分析处理6

出现异常的数控设备为：CK61200/5M数控车床，FANUC 0i TD数控系统，X、Z二轴采用交流伺服驱动电动机，FANUC驱动模块控制，内置式PLC逻辑控制器，Profibus接口等控制功能。

异常现象描述：机床开机后出现414号报警。系统自诊断为伺服驱动报警;具体含义是X或Z轴位置测量系统出错，同时出现401号报警。

咨询诊断与分析处理：该机床为新进不久，正待调试的设备。关于401号伺服驱动报警，按如下方法进行检测：观察伺服

驱动放大器的LED无显示，此时需要检测伺服放大器的电源电压是否正常，电压正常则说明伺服放大器有故障：电压不正常就基本排除了伺服放大器存在问题的可能，应继续检查输入电源强电电路。

根据上述排查故障的诊断思路，检查伺服放大器的输入电源电压，发现+24 V的输入连接存在问题，重新处理并开机401号报警排除，但414报警仍然存在，检测伺服电动机至伺服驱动放大器的连接，未发现异常。调用系统菜单进入系统自诊断功能，提示有低电压信号指示。检测驱动器输入端，无输入电压，进一步检查发现，空开三相进线电源的输出端存在问题，反复关闭电源空气开关数次后，重新检测输入电压正常，重新开机机床恢复正常工作。故障原因为：空气开关接点不到位，使伺服放大器的输入端没有电源电压。

2 结语

通过以上咨询诊断实例可以看出，利用数控系统的自诊断报警功能，了解机床系统的故障状态，掌握数控系统及数控机床的基本性能和控制过程，以及它们之间的相互联系，是准确分析和诊断故障部位，做到及时、准确、快速地咨询诊断并确认排除故障的行之有效方法。同时也反映出只有合理、正确运用数控知识，才是使数控机床安全、可靠运行的保证。

［1］王爱玲.数控机床故障诊断与维修［M］.北京：机械工业出版社，2006.

［2］王爱玲.数控原理及数控系统［M］.北京：机械工业出版社，2006.

［3］叶蓓华.数字控制技术［M］.北京：清华大学出版社，2002.

［4］北京航空学院.数控机床结构与传动［M］.北京：国防工业出版社，1997.

［5］北京发那科有限公司.发那科FANUC 0i－A维修说明书［Z］.2008.

［6］北京发那科有限公司.发那科FANUC 0i－A参数说明书［Z］.2008.

［7］北京中国西门子公司.西门子SIEMENS 802D诊断手册［Z］.2002.

作者：闫恩刚，男，1960年生，高级工程师，主要研究方向为数控机床产品设计及技术支持、设计咨询，已发表论文17篇。

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Consultation，diagnosis and analysis processing of servo drives abnormality

YAN Engang
（Tianshui Spark Machine Tool Co.，Ltd.，Tianshui 741024 ，CHN）

The article uses the failure diagnosis for technical advice in the CNC lathe products as an example，through the failure phenomenon with the help of the auxiliary system alarm diagnosis，analyzes the causes for the failure，introduces the diagnosis and treatment methods after the abnormality;accurate consultation and diagnosis，treatment，and rapid analysis guarantee the normal work resume of CNC machine tools.

Servo Drive;Consultation and Diagnosis;Analytical Processing

TG659

A

（编辑 李 静）（

2012－06－28）

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