【編者按】多年的數(shù)控機床維修經(jīng)驗證實岔霸，在故障總數(shù)中，由電源引發(fā)的故障占了相當大的比例。數(shù)控機床電源故障中很多屬于機床用戶有能力自行排除的器件損壞故障拦腌，其領(lǐng)域已屬于片級修理⊙岳遥　　

　　1岭限、數(shù)控機床電源　　

　　把數(shù)控機床所使用的電源分成了三級，從一次電源到三次電源败饵，依次為派生關(guān)系酣器，其造成的故障頻次和難度也依次增加。具體分級如下：　（參閱 新數(shù)控機床新系統(tǒng)的連接方法 ）　

　×咧亍（1）一次電源征乳。一次電源即由車間電網(wǎng)供給的三相380V電源，它是數(shù)控機床工作的總能源供給沦匿。要求該電源要穩(wěn)定律姨，一般電壓波動范圍要控制在5％～10％，并且要無高頻干擾臼疫≡穹荩　　

　　（2）二次電源烫堤。由三相電源經(jīng)變壓器從一次電源派生荣赶。其用途主要有：　　

　　1）派生的單相交流220V、交流1l0V塔逃，供電給CNC單元及顯示器單元讯壶，做為熱交換器、機床控制回路和開關(guān)電源的電源湾盗》茫　　

　　2）有的數(shù)控機床派生的三相低電壓做直流24V整流橋塊的電源。有的數(shù)控機床由三相變壓器產(chǎn)生三相交流220V格粪，供給伺服放大器電源組件作為其工作電源躏吊。　　

　≌饰（3）三次電源比伏。三次電源是數(shù)控機床使用的各種直流電源，它是由二次電源轉(zhuǎn)化來的辐逝。主要有這樣幾種：　　

　　1）由伺服放大器電源組件提供的直流電壓吸畸、由伺服放大器組件逆變成頻率和電壓幅值可變的三相交流電以控制交流伺服電動機的轉(zhuǎn)速』撇眩　　

　　2）整流橋塊提供的交流24V翁脓，作為液壓系統(tǒng)電磁閥，電動機閘電磁鐵電源和伺服放大器單元的“ready”和“controllerenable”信號源。　

　　3）由開關(guān)電源或DC／DC電源模塊提供的低壓直流電壓届榄，這些電壓有：+5V、±12V考阱、±15V，分別做為測量光柵、數(shù)控單元和伺服單元電氣板的電源∏泄　　

　　2骏卿、數(shù)控機床電源回路使用的器件　　

　　數(shù)控機床從一次電源到三次電源使用的器件分別有：　　

　　（1）車間配電裝置淘太，一般包括：與車間電網(wǎng)連接的三相交流穩(wěn)壓器和斷路器（又稱空氣開關(guān)材彪，或閘刀開關(guān)）∏俣　　

　　（2）機床元器件嘁捷，包括：濾波器造成、電抗器、三相交流變壓器雄嚣、斷路器晒屎、整流器、熔斷器缓升、伺服電源組件鼓鲁、DC／DC模塊和開關(guān)電源。

　　3港谊、電源故障實例分析　　

　『Э浴（1）電網(wǎng)波動過大PLC不工作。表現(xiàn)為PLC無輸出歧寺。先查輸入信號（電源信號咱取、干擾信號、指令信號與反饋信號）阅秀。例如姆歹，采用SINUMERIK3G-4B系統(tǒng)的數(shù)控車床，其內(nèi)置式PLC無法工作京拣。采用觀察法虽浆，先用示波器檢查電網(wǎng)電壓波形，發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)波動過大帜猩，欠壓噪聲跳變持續(xù)時間>1s（外因）休惰。由于該機床處于調(diào)試階段，電源系統(tǒng)內(nèi)組件故障應當排除在外落六，由內(nèi)部抗電網(wǎng)干擾措施（濾波箫乳、隔離與穩(wěn)壓）可知，常規(guī)的電源系統(tǒng)已無法隔斷或濾去持續(xù)時間過長的電網(wǎng)欠壓噪聲民氏，這是抗電網(wǎng)措施不足所致（內(nèi)因）浊丑，導致PLC不能獲得正常電源輸入而無法工作。在系統(tǒng)電源輸入端加入一個交流穩(wěn)壓器久规，PLC工作正常湖笨。

　∑炱恕（2）電源故障。某雙工位數(shù)控車床慈省，每個工位都由單獨的NC系統(tǒng)控制臀防，NC系統(tǒng)采用西門子公司的SINUMERIK810/T系統(tǒng)。右工位的NC系統(tǒng)經(jīng)常在零件自動加工中斷電停機边败，重新啟動系統(tǒng)后袱衷，NC系統(tǒng)仍可自動工作。檢查24V供電電源負載笑窜，并無短路問題致燥。對圖樣進行分析，兩臺NC系統(tǒng)排截，共用一個24V整流電源嫌蚤。引起這個故障可能有兩個原因：　　

　　1）供電質(zhì)量不高，電源波動断傲，而出故障的NC系統(tǒng)對電源的要求較靈敏脱吱。　　

　　2）NC系統(tǒng)本身的問題层筹，系統(tǒng)不穩(wěn)定苦频。　　

　　根據(jù)這個判斷秀坤，首先對24V電源電壓進行監(jiān)視锦售，發(fā)現(xiàn)其電壓幅值較低，只有21V左右荒懒。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)茉蔗，在出故障的瞬間，這個電壓向下浮動装芬，而NC系統(tǒng)斷電后锚躺，電壓馬上回升到22V左右。故障一般都發(fā)生在主軸啟動時援栗，其原因可能是24V整流變壓器有問題骄雇，容量不夠，或匝間短路帘惜，使整流電壓偏低瑰侥，電網(wǎng)電壓波動，影響NC系統(tǒng)的正常工作稳析。為確定這個故障的原因洗做，用交流穩(wěn)壓電源將交流380V供電電壓提高到400V，這個故障就沒有再出現(xiàn)彰居。為此更換24V整流變壓器诚纸，問題徹底解決撰筷。　　

　∑枧恰（3）一臺PNE480L數(shù)控車床毕籽，合上主開關(guān)啟動數(shù)控系統(tǒng)時，在顯示面板上除READY（準備好）燈不亮外井辆，其余指示燈全亮关筒。該機數(shù)控系統(tǒng)為西門子SYSTEM5T系統(tǒng)。因為故障發(fā)生于開機的瞬間杯缺，因此應檢查開機清零信號RESET是否異常平委。又因為主板上的DP6燈亮，而且DP6是監(jiān)視有關(guān)直流電源的夺谁，因此需要對驅(qū)動DP6的相關(guān)電路及有關(guān)直流電源進行檢查。其步驟如下：

　　因為DP6燈亮屬報警顯示以息，故首先對DP6的相關(guān)電路進行檢查固荷。經(jīng)檢查，確認驅(qū)動DP6的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器LA10邏輯狀態(tài)不對兴题，已損壞应婴。用新件更換后，雖然DP6指示燈不亮了噩檬，但故障現(xiàn)象仍然存在林邪，數(shù)控箱還是不能啟動。檢查*RESET信號及數(shù)控箱內(nèi)各連接器的連接情況良好肾轨，但*RESET信號不正常初禁，并發(fā)現(xiàn)與其相關(guān)的A38位置上的LA01與非門電路邏輯關(guān)系不正確。于是對各直流電流進行檢查档徘〖海　　

　　檢查±15V、±5V宝各、±12V烹豫、+24V，發(fā)現(xiàn)電壓為-5V～4.0V婴削，誤差超過±5％廊镜。進一步檢查，發(fā)現(xiàn)該電路整流橋后有一濾波大電容C19的焊腳處印制電路板銅箔斷裂唉俗。將其焊好后嗤朴，電壓正常，LA01電路邏輯關(guān)系及*RESET信號正確互躬，故障排除播赁，數(shù)控箱能正常啟動颂郎。　　

　∪菸（4）返回參考點異常乓序。這是由于返回參考點時沒有滿足“必須沿返回參考點方向，并距參考點不能過近（128個脈沖以上）及返回參考點進度不能過低”的條件坎背。對這類故障的處理步驟是[2,3]：　　

　　1）距參考點位置>128個脈沖替劈，返回參考點過程中。

　〉寐恕①電動機轉(zhuǎn)了不到1轉(zhuǎn)（即沒有接收到1轉(zhuǎn)信號）娇建，此時首先變更返回時的開始位置，在位置偏差量>128個脈沖的狀態(tài)下菊虏，在返回參考點方向上進行1轉(zhuǎn)以上的快速進給厘举，檢測是否輸入過1轉(zhuǎn)信號。

　¤氩摹②電動機轉(zhuǎn)了1轉(zhuǎn)以上屋赌，這是使用了分離型的脈沖編碼器。

　　此時炮惕，檢查位置返回時脈沖編碼器的1轉(zhuǎn)信號是否輸入到了軸卡中瓜坎，如果是，則是軸卡不良射贡；如果未輸入瞪歹，則先檢查編碼器用的電源電壓是否偏低（允許電壓波動在0.2V以內(nèi)），否則是脈沖編碼器不良演苍∩呷龋　　

　　2）距參考點位置<128個脈沖。

　⊙跬隆①檢查進給速度指令值绷旗，快速進給倍率信號，返回參考點減速信號及外部減速信號是否正常副砍。

　∠沃②變更返回時的開始位置，使其位置偏差量超過128個脈沖豁翎。

　〗侵琛③返回參考點速度過低。速度必須為位置偏差量超過128個脈沖的速度心剥，如果速度過低邦尊，電動機1轉(zhuǎn)信號散亂，不可能進行正確的位置檢測优烧〔踝幔　

　×辞汀（5）某加工中心，配置F-0M系統(tǒng)又沾，在自動運轉(zhuǎn)時突然出現(xiàn)刀庫弊仪、工作臺同時旋轉(zhuǎn)。經(jīng)復位巷科、調(diào)整刀庫冠八、工作臺后工作正常。但在斷電重新啟動機床時底靴，CRT上出現(xiàn)410號伺服報警串题。查L／M軸伺服PRDY、VRDY兩指示燈均亮贝崎；進給軸伺服電源AC100V宽舱、AC18V正常；x还凸、y捺再、z伺服單元上的PRDY指示燈均不亮，三個MCC也未吸合光樱；測量其上電壓發(fā)現(xiàn)24V、±15V異常咧饭；軸伺服單元上電源熔斷器電阻太大尿愿，經(jīng)更換后，直流電壓恢復正常栏渺，重新運行機床呛梆，401號報警消失】恼铮　　

　√钗铩（6）故障現(xiàn)象：某公司產(chǎn)VF2型立式銑加工中心。機床運行一年零七個月以后霎终，加工中出現(xiàn)161號報警（x-axisovercurrentordrivefault）滞磺，機床停止運行。使用“RESET”鍵報警可以清除莱褒，機床可恢復運行击困。此故障現(xiàn)象偶爾發(fā)生，機床帶病運行兩年后广凸，故障發(fā)生頻次增加阅茶，而且出現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移現(xiàn)象：即使用復位鍵清除161號報警時，報警信息轉(zhuǎn)報162號（Y-axisovercurrentordrivefault）谅海，如果再次清除脸哀，則再次轉(zhuǎn)報z軸蹦浦，以此類推。機床已無法維持運行摧垄≡净校　　

　　故障分析及檢查：根據(jù)故障報警信息在幾伺服軸之間轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，不難看出故障發(fā)生在與各伺服軸都相關(guān)的公共環(huán)節(jié)厦湘，也就是說爸备，是數(shù)控單元的“位置控制板”或伺服單元的電源組件出現(xiàn)了故障。位控板是數(shù)控單元組件之一哺里，根據(jù)經(jīng)驗分析荤勤，數(shù)控單元電氣板出現(xiàn)故障的概率很低，所以分析檢查伺服電源組件是比較可行的排故切入點骄鸽。檢查發(fā)現(xiàn)此機床伺服電源分成兩部分鹉陪，其中輸出低壓直流±12V兩路的是開關(guān)電源。測量結(jié)果分別是：+11.73V铅粉，-11.98V戴悔。分析此結(jié)果，正電壓輸出低了0.27V蓄盘，電壓降低幅度2.3％俏汇。由于缺乏量化概念，在暫時找不到其它故障源的情況下羡微，假定此開關(guān)電源有故障谷饿。　　

　　故障排除：為驗證輸出電壓偏差是造成機床故障的根源妈倔，用一臺WYJ型雙路晶體管直流穩(wěn)壓器替代原電源博投，將兩路輸出電壓調(diào)節(jié)對稱，幅值調(diào)到12V盯蝴，開機后毅哗，機床報警消失。在接下來的20個工作日的考驗運行中捧挺，故障不再復現(xiàn)虑绵。完全證實了故障是由于此伺服電源組件損壞引起的∶隼樱　　

　　運算放大器和比較器蒸殿，有些用單電源供電，有些用雙電源供電鸣峭，用雙電源的運放要求正負供電對稱宏所，其差值一般不能大于0.2V（具有調(diào)節(jié)功能的運放除外），否則將無法正常工作。而此故障電源穴示，兩路輸出電壓相差了0.25V奥挑，超出了誤差允許范圍，這是故障發(fā)生的根本原因爽步。

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