FANUC電源模塊故障維修10例

1、FANUC 電源模塊故障維修 10 例例 31浪涌吸收器引起的故障維修故障現(xiàn)象： 某配套 FANUC 6M 的立式加工中心，在工件加工過(guò)程中，系統(tǒng)突然斷電，機(jī)床 關(guān)機(jī)后，無(wú)法重新起動(dòng)機(jī)床。分析及處理過(guò)程： 經(jīng)檢查，該機(jī)床電源輸入單元的電源指示 (PIL) 與報(bào)警 (ALM) 燈同時(shí)亮。 根據(jù)本章 4.1.1 節(jié)分析可知，電源指示 (PIL) 與報(bào)警 (ALM) 燈同時(shí)亮的原因是系統(tǒng)電源模塊存 在報(bào)警。測(cè)量系統(tǒng)電源模塊 (A14B-0061-B002) ，發(fā)現(xiàn)輸出 +5V 、 +15V 、 -15V 、 24V 全部為 0V，且電 源模塊的輸入熔斷器 F11、F12 熔斷，換上熔斷器后，測(cè)量發(fā)現(xiàn)

2、電源輸入存在短路現(xiàn)象。因 此，初步判斷開關(guān)電源的一次側(cè)存在短路故障，必須根據(jù)原理圖， 找出短路原因， 排除故障 后才能起動(dòng)機(jī)床。FANUC 6 電源模塊 A14B-0061-B002 的原理框圖如圖 4-10 所示，圖中各主要元器件的作用如下：F11、F12：輸入熔斷器，主回路短路保護(hù)元件。VSll ：浪涌吸收器，用于吸收交流輸入側(cè)的瞬間高壓。NFll ：輸入濾波器，對(duì)輸入交流電源進(jìn)行濾波。DSll ：?jiǎn)蜗嗳ㄕ鳂?，整流產(chǎn)生直流母線電壓。當(dāng)輸入電壓為 AC200V 時(shí)，通過(guò) DSll 整 流以及 C12、C13 的濾波穩(wěn)壓，可以在直流母線上獲得DC210230V 左右的直流電壓。C12、 C

3、13(220 F/400V：) 直流母線濾波電容。R11(2 /20W)：與 RYll 常開觸點(diǎn)并聯(lián)，作為起動(dòng)電流限流電阻，開機(jī)瞬間由于RYll 觸點(diǎn)斷開， R11串聯(lián)接入直流母線主電路，限制開關(guān)主電路的沖擊電流； +24V 輸出正常后， RYll 吸合，通過(guò) RYll 常開觸點(diǎn)短接限流電阻。SHll ：調(diào)試、測(cè)量用短接設(shè)定端子，通過(guò)斷開SHll 可以使 Q14、 D24、 Q15、 D25 與整流電路分離。Q14、 Q15：開關(guān)電源功率驅(qū)動(dòng)管，作為開關(guān)電源主變壓器輸出驅(qū)動(dòng)。D24、D25：續(xù)流二極管，在驅(qū)動(dòng)管 Q14、Q15 關(guān)斷時(shí)，對(duì)電源變壓器進(jìn)行續(xù)流。M11 、 T11 、D11 、 C

4、17(330 F/25V：) 電源模塊輔助電源控制及驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)。主要由集成電路 PS01，以及輔助開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)部分的輸出驅(qū)動(dòng)、放大環(huán)節(jié)的Q24、Q25 、C14、C15、C16等元器件 (圖中未畫出 )組成，用于產(chǎn)生電源模塊用的 DCl0V 基準(zhǔn)電壓與 DCl5V 輔助控制電壓。M12、 T12：開關(guān)電源主回路 PWM 前級(jí)驅(qū)動(dòng)。主要由集成電路 PS04，以及用于前級(jí)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)、放大的 Q11、Q12 、Q13、D12、D13 等器件 (圖中未畫出 )組成，作為開關(guān)電源主變壓器輸出驅(qū)動(dòng)管 Q14 、Q15 的開關(guān)控制信號(hào)輸入。T13、 D27 、 R23 (91 ：)開關(guān)電源一次側(cè)電流檢測(cè)環(huán)節(jié)

5、 (實(shí)際線路中，還包括 C63 、 ZDl9 等元器件，圖中未畫出 )。DSl2 、CHll ：+24V 電源整流、控制回路， CHll 為整流輸出平波電感。實(shí)際線路中，還包括 R24、R25(200 /2W、) C26(1000pF/1200V) 等元件，圖中未畫出。Q19：用于 +24VPWM 輸出電壓的調(diào)節(jié)與控制。 實(shí)際線路中， 還包括 Q20、D30、D31 、D32、 D44、 ZDl5 、C32、R38R43 等元器件，圖中未畫出。CRl3、Q16、C26C30(1000 F/35V：) DC24V 輸出電壓調(diào)節(jié)、濾波環(huán)節(jié)。實(shí)際線路中，還包 括 Q17、Q18、D28、D29、ZD

6、l3 、ZDl4、C31、C27、R28R37 等，圖中未畫出。R27(200m /5W)等元件，R26(75mQ/5W) ： DC24V 輸出過(guò)電流檢測(cè)。實(shí)際線路中，還包括 圖中未畫出。RGll 、CRll ：由 HAl7815 集成穩(wěn)壓器等組成的 DCl5V 穩(wěn)壓環(huán)節(jié)。 實(shí)際線路中， 還包括。 D33、 D34、D35、ZDl6、C33、C34、C61、R44、R51/R52(13 /3W等) 元器件，圖中未畫出。DSl3/14/15 ：+5V 電源整流回路。 實(shí)際線路中， 還包括 C40、C41、R46/R47(10 /lW等) 元件， 圖中未畫出。CRl4 、C43C47(2200 F

7、/10V：) DC5V 輸出電壓調(diào)節(jié)、 濾波環(huán)節(jié)。 實(shí)際線路中， 還包括 ZDl8、 C42、 R49 等元器件，圖中未畫出。R48(4m /20W)：DC5V 輸出過(guò)電流檢測(cè)。實(shí)際線路中，還包括R48(20m 20W) ，圖中未畫出。R50(1 /20W)、 Q21：+5V 虛擬負(fù)載。實(shí)際線路中，還包括 R87、R88，圖中未畫出。CHl2 、D36、 C36(470 F/50V：) 15V 電源整流回路。實(shí)際線路中，還包括C37，圖中未畫出。CRl2、RGl2 ：DC-15V 由 HAl7815 集成穩(wěn)壓器等組成的 DC-15V 穩(wěn)壓環(huán)節(jié)。實(shí)際線路中，還包括 D37、D38、ZDl7、C3

8、8、C39、C62、R45 等元器件，圖中未畫出。M13：基準(zhǔn)電壓調(diào)整、開關(guān)主電源 PWM 控制、 DC5V 、DC24V 電壓調(diào)整與電源單元監(jiān)控環(huán) 節(jié)。主要由集成電路 HAl6630G 、R68/C97 組成的 PWM 基準(zhǔn) 160kHz 三角波生成環(huán)節(jié)等元 器件組成。VRll ： DCl0V 基準(zhǔn)電壓調(diào)整。，VRl2 、R72、R73、R75、R76 DC5V 電壓調(diào)整環(huán)節(jié)。M14 、S1S8、D41 ：電壓監(jiān)控環(huán)節(jié)。 主要由集成電路 VC02 、“電壓檢測(cè)撤消 ”設(shè)定端子 S1S7 組成。當(dāng) S1S7 全部插入 (通常情況 )時(shí)，全部電壓監(jiān)控功能生效；取下相應(yīng)的設(shè)定端子，該 電壓監(jiān)控功能

9、取消。Q22電源單元準(zhǔn)備好信號(hào) (EN) 輸出驅(qū)動(dòng)， 在電源單元全部輸出電壓、 輔助電壓正常時(shí)， EN 輸出為 “1”(TTL高電平 )：當(dāng)電源單元任何一路輸出電壓出現(xiàn)故障或外部報(bào)警信號(hào)(ALA 、ALB觸點(diǎn)閉合 )輸入時(shí)， EN 輸出為 “0”(TTL低電平 )。實(shí)際線路中，還包括 D43、 R79R82 等元器件，圖中未畫出。Q23：電源單元 OFF 信號(hào)(*PF)輸出驅(qū)動(dòng)，當(dāng)電源單元正常工作時(shí)，*PF 輸出為 “1” (TT高L電平 )。實(shí)際線路中，還包括 R83R86 等元件，圖中未畫出。RYl2 ：電源單元報(bào)警輸出繼電器，當(dāng)任何一路輸出電壓出現(xiàn)故障或外部報(bào)警信號(hào)時(shí)，繼電器接通，它一般

10、作為輸入單元的 “互鎖”信號(hào)。它與電源單元的進(jìn)線熔斷器F11、F12 的輔助觸點(diǎn)并聯(lián)后，在插頭 CP34-5/6 腳輸出電源故障信號(hào)(觸點(diǎn) )；在系統(tǒng)中，一般都作為輸入單元的報(bào)警輸入信號(hào)。ALA 、 ALB ：外部報(bào)警觸點(diǎn)輸入，在外部出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，通過(guò)觸點(diǎn)閉合ALA 、ALB 。電源模塊主要元器件的型號(hào)見表 4-2。表 4-2 電源模塊主要元器件一覽表圖上代號(hào)名稱型號(hào)M11集成電路PS01M12集成電路PS04M13集成電路HAl6630GM14集成電路VC02備注RGll 、RGl2集成穩(wěn)壓電路HAl7815PB 或： PC14315HAVSll浪涌吸收器ENB4010-14ZDSll單相全波

11、整流橋ESAC06-06 S5VB60DSl2整流橋ESAD33-02CVDSl3、 14、 15整流橋ESAD01 004 S30SC4D3943、27、29、二極管IS953圖中未全畫出D11、 D32二極管V09C圖中未畫出D30、D31二極管V19G圖中未畫出D2025二極管U19E圖中未全畫出D28、34、35、37、38二極管V06C圖中未畫出D36二極管ERD33-02圖中未畫出D1219二極管ER061-004圖中未全畫出D33、45二極管U05C圖中未畫出D44二極管1SSl22H圖中未畫出ZDl4穩(wěn)壓管2.7EB圖中未畫出ZDl5穩(wěn)壓管3.9EB圖中未畫出ZDl8 、19穩(wěn)

12、壓管6.2EBl圖中未畫出ZDl6 、17穩(wěn)壓管16EB3圖中未畫出ZDl3穩(wěn)壓管30EB2圖中未畫出ZDll穩(wěn)壓管75EB圖中未畫出Q18、22、23晶體管2SAll52圖中未全畫出Q11、16、25晶體管2SCl983圖中未全畫出Q13晶體管2SCl983-O圖中未畫出Q12晶體管2SCl983-R圖中未畫出Q14、15晶體管2SC3046Q19晶體管2SC2333Q24晶體管2SCl247AF-B圖中未畫出Q17、20晶體管2SC639S圖中未畫出Q21晶體管2SDl027CRll-CRl4晶閘管CSM5B2VRll 、 VRl2電位器5kRYll繼電器NC2D-P-DC24VRYl2繼

13、電器LADl-DCl2根據(jù)以上原理圖可以判定： F11、F12 間存在短路的原因可能是由于 VSll 或 NFll 、DSll 損壞而發(fā)生短路。經(jīng)檢查，本例中為 VSll 短路，更換后，機(jī)床恢復(fù)正常 (當(dāng)維修過(guò)程中，若無(wú)備件，以先取消 VSll ，臨時(shí)使用 )。例 32整流橋不良引起的故障維修故障現(xiàn)象： 某配套 FANUC 6M 的立式加工中心，由工廠自發(fā)電供電，工件加工過(guò)程中，系統(tǒng)突然斷電，顯示消失，機(jī)床停機(jī)后無(wú)法重新起動(dòng)機(jī)床。分析及處理過(guò)程： 經(jīng)檢查，該機(jī)床電源輸入單元的電源指示 (PIL) 與報(bào)警 (ALM) 燈同時(shí)亮， 表明電源模塊存在故障。檢查輸入熔斷器 F11 熔斷，換上熔斷器后測(cè)

14、量，發(fā)現(xiàn)電源輸入存 在短路現(xiàn)象。故障分析過(guò)程同上例，對(duì)照原理圖檢查發(fā)現(xiàn) VSll 短路， DSll 整流橋損壞，更換后機(jī)床恢復(fù) 正常。例 33功率管不良引起的故障維修故障現(xiàn)象： 某配套 FANUC 6M 的立式加工中心，在加工過(guò)程中，車間突然斷電，恢復(fù)供電 后，無(wú)法重新起動(dòng)機(jī)床。分析及處理過(guò)程： 經(jīng)檢查，該機(jī)床電源輸入單元的電源指示 (PIL) 與報(bào)警 (ALM) 燈同時(shí)亮， 表明電源模塊存在故障。 檢查電源模塊輸入熔斷器 F11、F12 熔斷， 測(cè)量電源輸入存在短路。 故障分析過(guò)程同例 31，對(duì)照原理圖檢查各元器件，確認(rèn)VSll 、NFll 、DSll 均正常，因此判定故障發(fā)生在開關(guān)電源的一

15、次側(cè)驅(qū)動(dòng)部分。斷開 SHll 后，測(cè)量驅(qū)動(dòng)輸出 Q14 、Q15、D24 、D25 ，發(fā)現(xiàn) Q14的 CE極短路，更換 Q14(2SC3046) 后，短路消失，開機(jī)后機(jī)床恢復(fù)正常。例 34續(xù)流二極管不良引起的故障維修故障現(xiàn)象： 某配套 FANUC 6M 的立式加工中心， 在加工過(guò)程中， 機(jī)床突然斷電， 再次開機(jī)， 無(wú)法重新起動(dòng)機(jī)床。分析及處理過(guò)程： 經(jīng)檢查，該機(jī)床電源輸入單元的電源指示 (PIL) 與報(bào)警 (ALM) 燈同時(shí)亮， 表明電源模塊存在故障。 檢查電源模塊輸入熔斷器 F11、F12 熔斷， 測(cè)量電源輸入存在短路。 故障分析過(guò)程同例 31，對(duì)照原理圖檢查，發(fā)現(xiàn) VSll 、NFll、D

16、Sll 均正常，因此判定故障發(fā) 生在開關(guān)電源的一次側(cè)驅(qū)動(dòng)部分。斷開 SHll 后，測(cè)量驅(qū)動(dòng)輸出 Q14、Q15、D24、D25 ，發(fā) 現(xiàn) Q15 的 CE 極短路。取下 Q15 測(cè)量，發(fā)現(xiàn) Q15 正常，線路中的短路仍然存在， 由此確認(rèn)短路是由續(xù)流二極管 D25 故障引起的，更換 D25(U19E) 后，短路消失，開機(jī)后機(jī)床恢復(fù)正常。例 35過(guò)電流檢測(cè)電阻不良引起的故障維修故障現(xiàn)象： 某配套 FANUC 6M 的立式加工中心， 在加工過(guò)程中， 機(jī)床突然斷電， 再次開機(jī)， 無(wú)法重新起動(dòng)機(jī)床。分析及處理過(guò)程： 經(jīng)檢查，該機(jī)床電源輸入單元的電源指示 (PIL) 與報(bào)警 (ALM) 燈同時(shí)亮， 表明電

17、源模塊存在故障。檢查電源模塊輸入熔斷器F11、F12 正常。對(duì)照原理圖檢查各元器件，發(fā)現(xiàn) VSll、NFll、DSll、Q14、Q15、D24、D25 均正常，電源模塊一次側(cè)無(wú)短路，判定故障發(fā)生在開關(guān)電源的二次側(cè)。為了迅速判斷故障部位，維修時(shí)依次取下短接設(shè)定端S1、S2、S4、S5，當(dāng)取下 S5 后，故障消失，由此判定故障發(fā)生在 DC24V 電源回路。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)， 線路中的 DC24V 電流檢測(cè)電阻 R26 不良， 引起了 24V 過(guò)電流保護(hù)回路動(dòng)作。更換 R26 后，機(jī)床恢復(fù)正常。維修體會(huì)與維修要點(diǎn)：1) 根據(jù)個(gè)人的維修經(jīng)驗(yàn)，在 FANUC 系統(tǒng)中，電源單元故障的原因多發(fā)生在電網(wǎng)供電不良

18、的 地區(qū)。由于加工過(guò)程中的外部突然斷電或在工廠自發(fā)電供電的情況下工作， 是引起電源單元 故障的主要原因。2) 在一般情況下，電源單元的故障以進(jìn)線的浪涌吸收器(VSll)的故障居多。當(dāng) VSll 故障，但維修現(xiàn)場(chǎng)無(wú)器件時(shí)，為了保證機(jī)床的正常生產(chǎn)，通常的做法是暫時(shí)取消 VSll ，確保機(jī)床的使用，待備件到位后，再予以更換。3) 在電網(wǎng)電壓波動(dòng)太大 (特別是自發(fā)電的場(chǎng)合 )，偶然也有整流橋、開關(guān)管、續(xù)流管損壞的情 況。對(duì)于以上器件，在無(wú)備件時(shí)，一般可以直接利用其他同規(guī)格的整流橋、開關(guān)管、續(xù)流管 進(jìn)行替代。在安裝尺寸不同時(shí)，有時(shí)也可以將整流橋安裝到電源單元的外部。4) FANUC 不同的系統(tǒng)中，電源模

19、塊的型號(hào)有所不同，常見的電源單元有如下規(guī)格：FANUC l0 系統(tǒng)用電源單元： A16B-1210-0510 ；FANUC ll 系統(tǒng)用電源單元： A16B-1210-0560 ；FANUC l2 系統(tǒng)用電源單元： A20B-1000-0770 ；FANUC 0 系統(tǒng)用電源單元 A：A16B-1211-0850FANUC 0 系統(tǒng)用電源單元 B： A16B-1212-0110 ：FANUC 0 系統(tǒng)用電源單元 AI ：A16B-1212-0100( 常用)。以上電源單元的基本組成與工作原理與 FANUC 6 系統(tǒng)相似，不再贅述，發(fā)生故障的情況亦 基本類似，為了便于維修人員參考，附錄B 中提供了

20、以上常用電源單元的原理框圖，可以供維修時(shí)參考。例 36例 38 外部 24V 短路的故障維修例 36故障現(xiàn)象： 某配套 FANUC 0TD 的數(shù)控車床，開機(jī)時(shí)系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警 ALM950 ：FUSEBREAK(+24E ， F14)。分析及處理過(guò)程： 該機(jī)床配套的電源單元是 FANUC AI 型電源單元，報(bào)警提示非常明確， 指示了機(jī)床故障的原因是由于系統(tǒng)電源單元的熔斷器 F14 熔斷。根據(jù)系統(tǒng)提示，直接檢查 F14，確認(rèn)已熔斷。進(jìn)一步檢查，確認(rèn)系統(tǒng)24E 與 0V 以及地之間未發(fā)現(xiàn)短路，直接更換 F14(5A) 后，機(jī)床恢復(fù)正常。例 37故障現(xiàn)象： 某配套 FANUC 0TD 的數(shù)控車床，開機(jī)時(shí)

21、系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警 ALM950 ： FUSEBREAK(+24E ， F14)。分析及處理過(guò)程： 同上分析，根據(jù)系統(tǒng)提示檢查系統(tǒng)電源單元的熔斷器 F14 已經(jīng)熔斷。進(jìn) 一步檢查發(fā)現(xiàn)， +24E 與 0V 及地之間存在短路。由于 +24E 是系統(tǒng)提供給外部的 24V 電源， 因此，可以初步判定故障在機(jī)床側(cè)。在該機(jī)床上， +24E 被用于操作面板上的按鈕、指示燈，機(jī)床上的開關(guān)輸入，以及電柜的觸 點(diǎn)輸入等多種場(chǎng)合。 為了確定短路的大致圍， 維修時(shí)逐一取下了系統(tǒng) I/O 信號(hào)連接插頭 M1 、 M2、M18 、M19、 M20 進(jìn)行檢查。檢查發(fā)現(xiàn)當(dāng)取下 M1 或 M18 后，短路消失，從而確認(rèn)短 路發(fā)生在

22、 M1 或 M18 上。由系統(tǒng)的連接手冊(cè)可知， M1 為系統(tǒng) +24E 的總輸出端 (M1 的 29-32 腳 )，在 M1 連接、 M18 取下時(shí)短路消失，可以判定短路發(fā)生在M18 的輸入信號(hào)上。取下 M18 后，對(duì)其輸入信號(hào)進(jìn)行逐一測(cè)量，最后找到短路原因是由于車床尾架壓力繼電器 對(duì)地短路引起的，更換壓力繼電器后，機(jī)床恢復(fù)正常。例 38故障現(xiàn)象：某配套 FANUC 0TE 的數(shù)控車床，在工件裝卸過(guò)程中，機(jī)床突然斷電，再次開機(jī)，無(wú)法重新 起動(dòng)機(jī)床。分析及處理過(guò)程： 經(jīng)檢查， 該機(jī)床配套的電源單元為 FANUC AI ，檢查電源輸入單元的電源 指示(PIL)與報(bào)警(ALM) 燈同時(shí)亮，表明電源單

23、元存在故障， 檢查系統(tǒng)電源單元的熔斷器 F14 已經(jīng)熔斷。對(duì)照 AI 電源單元原理圖檢查，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)提供給外部的 +24E 與地之間存在短路。由于 +24E 是系統(tǒng)提供給 PMC 外部輸入 /輸出信號(hào)的 24V 電源，可以初步判定故障在機(jī)床側(cè)。通過(guò)上例同樣的分析檢查， 對(duì)其輸入信號(hào)進(jìn)行逐一測(cè)量， 最后找到短路原因是由于車床腳踏 開關(guān)對(duì)地短路引起的，重新連接后，機(jī)床恢復(fù)正常。本例故障的實(shí)質(zhì)與上例相同，但由于早期的 FANUC 系統(tǒng)無(wú) ALM950 報(bào)警顯示，因此必須 通過(guò)檢查指示燈狀態(tài)以確定故障部位。例 39保護(hù)二極管接反引起的故障維修故障現(xiàn)象： 某配套 FANUC 0T 的數(shù)控車床，由于 PMC 輸出中間繼電器損壞， 使得機(jī)床的尾 架向前動(dòng)作無(wú)法進(jìn)行，經(jīng)電工更換后，重新起動(dòng)機(jī)床，工作正常。但在操作尾架向前后，機(jī) 床突然斷電，系統(tǒng)無(wú)常啟動(dòng)。電工檢查后發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)電源單元的熔斷器 F14已經(jīng)熔斷，經(jīng)測(cè)量，外部的+24E與 0V之, 間未 短路，電工重新?lián)Q上其他機(jī)床的熔斷器F14 后，再次操作尾架向前后，機(jī)床又?jǐn)嚯姡娫磫卧娜蹟嗥?F14 再次熔斷。分析及處理過(guò)程： 現(xiàn)場(chǎng)檢查，測(cè)量外部的 +24E 與 0V 之間確實(shí)未短路，經(jīng)了解該機(jī)床在更 換中間繼電器前， F14 未熔斷，故障發(fā)生是由于更換了中間繼電器后引起的，因此，首先檢