伺服电机超温报警维修实例

                                                  刘清

    一、故障描述

    一台2001年北京第一机床厂生产的数控定梁龙门镗铣床，型号XHA2430×80，设备配备SINUMERIK 840D数据系统。从2012年7月开始，操作者向维修部门反应，机床在加工过程中，会不定期出现“300608轴Z驱动3速度控制输出受到限制”、“轴Z定位监控”报警。当机床处于静止工作状态超过一过时间时，会出现“300614轴Z驱动电机超温”，“25201轴Z驱动故障”报警。设备轴Z为垂直方向直线运动轴，轴Z配置的电机型号是1FT6105-8AC71-3AB0,与轴Y共用双轴功率模块，模块型号6SN1123-1AB00-0CA1，控制模块6SN1118-0DH23-0AA0。机械上，轴Z配备有一个平衡油缸，以平衡轴Z滑枕的重量，增加运行平稳度。

    现场可以利用SINUMERIK 840D数据系统的诊断监控页面，对轴Z的工作情况进行监测，轴Z在运动过程中，发现电机平滑电流达到50%～60%。当轴Z处于静止状态时，电流在0～90%波动，而电机温度则随着电流的增加逐渐升高，当温度升高到100℃，系统发出“300614轴Z驱动电机超温”提示。

    二、诊断维修

    1.电气方面诊断与维修

    电气上造成电机超温报警的原因比较多，如电机或电缆绝缘不良、电机内部线圈短路、电机制动器失灵、驱动器故障、过负荷等。

    （1）依次检查功率模块、电缆、电机的连接线、端子、插头是否接触良好，有无虚扫情况，排除缺相的可能性。

    （2）检查轴Z电机电枢和电缆的绝缘情况。利用ZC25B-3型500V兆欧表，对电机电枢绕组与机壳之间的绝缘电阻，及电缆导线对地绝缘进行检查，绝缘性能良好。用数字万用表测量电枢相间电阻值，阻值平衡。

    （3）检查驱动器参数增益是否适当。备份现有NC、PLC数据，然后对轴Z系统参数MD32200位置环增益参数、MD32300轴的加速度参数、MD1000电流环时间常数、MD1001速度环时间常数进行重新设置，故障现象无明显好转，再利用840D系统的自带的系统优化软件，对轴Z驱动器参数进行优化。电机电流依然没有改善。

    （4）检查驱动器是否损坏。由于轴Z与轴Y共用双轴功率驱动模块，两轴电机配置参数相近，于是将两轴的线路（包括电源电缆和反馈电缆）互换，通电以后，发现故障出现在轴Y上，从而可近一步判断，故障范围应该在轴Z电机及电机后侧所带的负荷上。电机电流大，应该是存在过负荷的情况。

    （5）检查电机制动器。检查电机制动器电源及控制部分，一切正常。由于制动器位于电机内部，无法检查其工作状况。

    （6）将数控系统轴Z由全闭环切换到半闭环工作状态。电机与机械部分脱离后运行平稳，电流正常。排除电机及制动器故障，因此认定电机超温报警是由于机械部分负荷过重所致。

    2.机械方面诊断与维修

    造成轴Z机械负荷过重的原因主要包括：电机减速箱内部齿轮损坏、滚珠丝杠螺母副磨损、丝杠轴承磨损、轴润滑不到位、平衡油缸工作不正常及导轨副磨损等。

    （1）检查轴Z润滑。润滑油箱油位及润滑泵出油压力均正常，导轨及滚珠丝杠螺母副供油点正常。

    （2）检查轴Z导轨副。导轨面无磨损，压板、镶条预紧正常，对导轨间隙进行调整。

    （3）检查滚珠丝杠螺母副。丝杠无明显磨损，滚珠丝杠螺母副预紧正常，调整轴向间隙。

    （4）检查平衡油缸。检测平衡油缸上升、下降以及静止状态时压力表表压，证明滑枕平衡油缸工作正常。

    （5）检查轴Z电机减速箱。变速箱齿轮无损坏，减速箱底部丝杠支撑轴承副磨损严重。

    （6）更换损坏的支撑轴承副，连接电机，通电运行，轴Z电机运行平稳，电机平滑电流10%。观察使用一段时间以后，操作者反应使用效果良好。

    三、检修中的注意事项

    （1）检查电机的绝缘情况时，一定要将电缆与电机从驱动模块上拆除，防止在检查过程中，兆欧表的高压损坏模块，检查完毕以后需要对电缆与电机进行放电。

    （2）熟练掌握系统的全闭环与半闭环的转换方法，在检测过程中会多次用到。

    （3）在拆除轴Z的电机与检查减速箱时，必须将轴Z下降到最低位置，并在滑枕下铺设枕木支撑，防止轴Z制动器拆除后，突然下坠，损坏设备。

    （4）导轨镶条压板间隙及丝杠螺母副的预紧，必须严格按照要求调整。

    （5）调整系统参数前，必须做好相应数据备份，以便维修工作完成以后进行数据恢复。

    （6）在进行轴Z与轴Y的驱动器互换时，必须选取规格和工作条件相近的模块互换，参数不可相差过大。互换时，必须将电源线与反馈线同时互换。

    四、结论

    由于机床轴Z丝杠支撑轴承副磨损严重，造成机械部分过负荷，使电机负载增加，电流增大，电机温度升高，系统电机超温报警。维修过程中不难看出，对数控机床的电气报警，绝不能只查找电气系统，必须全盘考虑，熟练掌握数控系统操作的同时，还必须了解机床的机械结构。维修过程中细心观察设备的故障现象，耐心查找故障原因，认真总结以往的维修经验，才能又快又好地维修好设备。