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CNC | 主軸及伺服警報的快速診斷對策

  2020年01月06日  

方式一:關閉軸功能的應用

  (一)主軸開環

  目的:主軸電機的運轉信號僅來源于驅動單元,不會受到編碼器反饋的數據影響,從而可區分是主軸驅動器還是外部因素存在故障。

  對于開環控制后不可消除的警報,可以確認為主軸驅動器存在故障,反之需要檢查回授線纜/編碼器/外部因素。

案例

  某客戶機臺每次開機都出現【S01 0018 電機端檢測器初始通訊異常 S1】警報。

  處理過程:
  ① 將#13018參數“S1”欄位置由初始值“0000”改為“0002”,如圖1所示:

  ② 參數修改后重新啟動NC電源,開環模式生效,此機臺報警消除,由此可確認驅動器正常;
  ③ 將參數恢復至初始值后重新啟動NC電源,取消開環模式。

  處理結果:
  優先更換回授線測試未解除警報,后續更換主軸編碼器后機臺恢復正常。
  注:(1)開環模式下轉速應逐步提升,不建議高于2000r/min;
  (2)開環模式僅作為故障的排查,不可應用于加工,轉速和定位角度會有偏差,測試完成參數需復原;
  (3)開環模式下可應對下表1較常見的主軸編碼器通訊/檢測類警報:

(二)主軸軸取消

  目的:忽略主軸的所有反饋數據和報警,測試機臺其余軸是否還存在其他故障,從而判斷故障是否來源于主軸部分(常應用于Y02、Y03警報的排查)。

案例

  某客戶機臺(配置為單軸分體式驅動單元)每次開機現【Y03 放大器未安裝 S1 XYZ】警報。對于Y02、Y03類警報,可通過報警的軸號結合光纖通道連接方式、查看驅動器數碼管的顯示狀態來分析。

  處理過程:
  ① 查看到光纖連接方式為NC連至主軸再通往伺服軸,驅動器數碼管均顯示“Ab”;故懷疑NC/主光纖光纜/主軸驅動器異常的可能性。
  ② 將NC主光纖光纜跳過SP軸驅動器連接至下一軸“Z”軸的CN1A接口,如圖2所示:

        ③ 將#3024參數“S1”欄位置由初始值“1”改為“0”,如下圖3所示:

  ④ 重新啟動機臺總電源后,報警消除,由此可確認為主軸驅動器引起故障。

  處理結果:更換主軸驅動器后機臺恢復正常。
  注:
  (1)此次故障通過現象分析,在不更換零件及線纜的情況下應用此功能快速地縮小檢查范圍,找到主軸驅動器故障源,確認了NC/主光纖光纜/伺服軸驅動器相關部分正常。
  (2)某種情況下進行此參數的應用可能出現“S01電機過熱0046 S1”警報,具體可參考文章《故障排查中的軸取出功能》內Y18BF信號的應用。

(三)伺服軸取出

  目的:可忽略該伺服軸的反饋數據和報警,不反饋該軸的運轉和報警信息,從而可區分是否為所取消軸引起的故障。

  某一伺服軸取出后報警依然存在,基本可排除此伺服軸的故障。可繼續使用此方法對其它伺服軸進行取出,直至報警消除。如此可將故障點鎖定在某一軸后,再用本文介紹的其它方法對該軸驅動器/編碼器/電機/電纜/及外部因素進行排查。

案例

  某客戶機臺使用一體式驅動器出現【S01 003D 加減速時電源電壓異常 S1】警報,后續每次開機都無法消除。對于此故障,除了可查看報警的出現與急停的解除與否的方法來判斷之外,也可應用軸取出功能作確認。

  處理過程:
  ① 使用主軸軸取出方法測試后,故障仍未解除,接著逐一排查其余伺服軸;
  ② 將#1070和#8201參數“X”欄位置由初始值“0”改為“1”,如下圖4所示:

  ③ 重新啟動NC電源,報警消除,由此可確認為X軸部分引起的故障;
  ④ 取出驅動器側X軸電纜插頭,使用兆歐表測量出絕緣值低下;
  ⑤ 取出電機端X軸電纜插頭,使用兆歐表單獨測量電機絕緣值正常,由此確認為動力線絕緣性低下而引起。

  處理結果:更換X軸電機動力線后機臺恢復正常。
  注:
  (1)此客戶案例較特殊,但萬變不離其宗,故障的排查思路是可靈活應變的。另外,報警雖解除,但與此故障相關的機臺供電、伺服參數、電機阻值以及動力線的絕緣性等都要做測量/核實,避免存在隱患。
  (2)軸取出還可應對下表2較常見的伺服軸電機及編碼器類警報:

(四)無伺服軸運行

  目的:該參數可忽略驅動單元報警,機床廠家可在安裝調試中(驅動單元、電機未連接的狀態下)進行試運行,也可用于測試故障機臺其余軸是否還存在其他故障(應用于分體式驅動器Y02、Y03警報排查及第四軸的取消)。

案例

  某客戶因加工產品的切換,無需使用第四軸。拆除機械與接線后,開機出現【Y03 放大器未安裝 A XYZS1】警報。

  處理過程:
  ① 將#2018參數“A”欄位置由初始值“0”改為“1”,如下圖5所示:

  ② 關閉機臺總電源。拆卸第四軸機械裝置部分,做好電機動力線接頭及編碼器回授線接頭的密封和保護(需再使用第四軸時可快速對應);
  ③ 取出第四軸驅動器CNP1和CNP2供電線路插頭;
  ④ 將光纖連接方式恢復為NC至一體型驅動器,如圖6所示:

  ⑤ 重新啟動NC電源,A軸的關閉完成。
  注:Y02、Y03警報的排查與主軸軸取消操作方法雷同,只需修改參數并結合光纖逐一跳過驅動器測試即可。

方式二:變更接線及通道號

  對于偶然性發生的故障,無法快速確認驅動單元是否故障,可采用此方式對應,后續在使用時通過報警的軸號轉移與否判別:若報警軸號發生轉移,可判斷為驅動器本體故障;反之,需要檢查電機及線纜等外部因素。

注意:必須滿足交換軸的驅動器型號、馬達型號及外部回生適配才可作交換。

一、單軸分體式驅動單元

  MDS-D-SVJ3與MDS-EJ-V1系列交換方法一致,舉例X、Y軸交換如下:
  方法:
  ① 關閉機臺總電源及主斷路器;
  ② 把CN2編碼器回授上之接線交換;
  ③ 把CNP3馬達動力線接線交換(無需改變三相相序);
  ④ 把驅動單元旋紐上之設定號碼對換,如圖7所示:

  ⑤ 重新啟動NC電源,完成操作。

  方法:
  ① 把#1021參數之通道號互相對換,如下圖8所示:

  ② 關閉機臺總電源及斷路器;
  ③ 把CN2編碼器回授上之接線交換;
  ④ 把CNP3馬達動力線接線交換(接線變更參考方法?圖);
  ⑤ 無需改變旋鈕,重新啟動NC電源,完成操作。

二、多軸一體式驅動單元

  MDS-DM-SPV3與MDS-EM-SPV3系列交換方法一致,舉例X、Y軸交換如下:
  ① 把#1021參數之通道號互相對換,如下圖9所示:


  ② 關閉機臺總電源及斷路器;
  ③ 把CN31L/CM31M/CM31S馬達動力線相應接線交換(無需改變三相相序);
  ④ 把CN2L/CN2M/CN2S編碼器回授線相應接線作交換,如圖10所示:

  ⑤ 重新啟動NC電源,完成操作。

  總結:
  在維修的時候,可結合以上功能,不必局限于某一種方法作測試。靈活的運用于故障排查中,即可快速縮小故障范圍查找出故障源。

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