FANUCαi主轴放大器02#报警的诊断方法与应用实例

2015-11-30李丹

装备制造技术 2015年11期

关键词：电源模块主轴数控机床

李丹

（四川建筑职业技术学院，四川德阳618000）

FANUCαi主轴模块具有较高的输出功率和转矩，与FANUC 16/18/20配套使用，应用广泛。在FANUC数控系统中，称之为SPM（Spindle Amplifier Moduie）-主轴放大器模块。其接口图-如图1所示。

图1 αi主轴放大器模块接口图

当SPM上七段显示管出现“02”报警号时，表示实际检测到的主轴速度与M03或M04中给定的指令值相差过大。本文将详细分析该报警产生的原因、诊断方法和维修实例。

1 02报警号原理分析

在FANUCαi数字伺服系统中，由电源模块（PSM）、主轴放大器模块（SPM）、伺服放大器模块（SVM）三部分组成。FANUC电源模块（PSM）和主轴放大器模块（SPM）的连接如图2所示。

图2 电源模块（PSM）和主轴放大器模块（SPM）的连接

在图2（右下方）处，接口JY2接收主轴电机的速度反馈，经过速度检测，在CPU+LSI中与来自CNC的主轴指令信号进行比较，若相差过大则产生“02”报警。

引起“02”报警号的原因主要有：

（1）机械负载过重[1]；

（2）速度反馈信号不良；

（3）电动机局部短路或相序不正确；

（4）主轴放大模块（SPM）不良（如IGBT或IPM不良）；

（5）“02”报警如产生电机加减速过程中，则是参数PRM4082设定不当[2]。

参数PRM4082：不进行报警检测的时间。比如数控机床的负载惯量较大，追踪主轴指令速度达到稳定值的所需加减速的时间也较长。而该参数值过小时，在加减速的过程中，有可能出现“02”报警，但系统本身运行是正常的。

（6）错误设定了输出限制参数PRM4028、4029.

当PRM4028参数设定值为1~9时，可限制主轴电机的输出功率，造成负载过大的假象，使主轴的速度下降，出现“02”报警。PRM4029是参数PRM4028的百分比。

2 “02”报警号诊断方法和步骤

针对上述引起“02”号的原因，根据实际经验，给出了相应的诊断方法与步骤：

（1）报警在加减速过程出现“02”报警，修改参数PRM4082，设定值加大，接近数控机床达到稳定速度的加减速时间。

（2）机械负载过大，分两种情况：第一，检查参数PRM4028、4029的设置，将 PRM4028设定为 0，即不限制主轴电机的输出功率；第二，可通过“主轴监视画面”查看主轴的负载表，如果负载确实过大，可改变切削条件。具体操作：按SYSTEM，连续按，显示以下画面[SV.PARA SP.PARA（]操作），按软键[SP.PARA]，显示“主轴设定”画面，有[SP.SET SP.TUN SP.MON]（操作）软键，按[SP.MON]进入“主轴监视画面”（见图3），其中主轴是否过载可以从“负载表”得到确认[3]。

图3 主轴监视画面

（3）检查速度反馈信号是否正常：不启动主轴，用手盘电动机，使电动机以较快的速度转起来，比较主轴电机的转速与实际指令是否基本一致（见图3中的“电机速度”）。如果相差很大，说明主轴速度传感器或速度反馈回路有问题。

（4）检查电动机的动力线是否正常，动力线可用万用表或兆欧表测量出。

（5）检查电动机的相序是否接错。可在启动时，主轴来回转几下，如果出现“02”报警，说明相序有错。

（6）检查IGBT或IPM模块，如果有相同的主轴模块，可互换控制版或整套单元，以快速判断故障点；若无条件，则拆下IGBT或IPM模块，测是否有短路，有短路，则更换模块；无短短，再检查PN结导通压降是否正常。

3 维修实例

机床规格为Φ160卧式镗铣床，FANUC16i M控制系统，使用FANUCα系列串行主轴，加工过程中主轴声音异常，翻到主轴监控画面发现主轴过载（参见图4），之后显示器出现401#报警，同时主轴模块出现“02”号报警，关电再开电后401#报警自行消除，主轴模块“02”报警消除，但是重新启动主轴仍出现上述报警。

图4 主轴过载

401#报警仅说明驱动用动力电源已经断开，电机驱动部分关电再开电后能够自行消除报警，说明在电气方面硬件没有太大问题。重点应该观察外围负载，用手转动主轴上的刀柄，丝毫不动，借助工具在正常力矩的范围下仍然不能转动刀柄，初步判断主轴机械部分卡死，通过进一步诊断，发现松拉刀用的气液转换缸不能松开到位，与主轴松拉刀顶杆“粘住”导致主轴力矩过大。解除机械故障后，机床运行正常。