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象：某配套FANUC 6M的立式加工中心，在工件加工過程中，系統突然斷電，機床關機后，無法重新起動機床。分析及處理過程：經檢查，該機床電源輸入單元的電源指示(PIL)與報警(ALM)燈同時亮。根據本章節分析可知，電源指示(PIL)與報警(ALM)燈同時亮的原因是系統電源模塊存在報警。測量系統電源模塊(A14B-0061-B002)，發現輸出+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，測量發現電源輸入存在短路現象。因此，初步判斷開關電源的一次側存在短路故障，必

2、須根據原理圖，找出短路原因，排除故障后才能起動機床。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，主回路短路保護元件。VSll：浪涌吸收器，用于吸收交流輸入側的瞬間高壓。NFll：輸入濾波器，對輸入交流電源進行濾波。DSll：單相全波整流橋，整流產生直流母線電壓。當輸入電壓為AC200V時，通過DSll整流以及C12、C13的濾波穩壓，可以在直流母線上獲得DC210230V左右的直流電壓。C12、C13(220F/400V)：直流母線濾波電容。R11(2/20W)：與RYll常開觸點并聯，作為起動電流限流電

3、阻，開機瞬間由于RYll觸點斷開，R11串聯接入直流母線主電路，限制開關主電路的沖擊電流；+24V輸出正常后，RYll吸合，通過RYll常開觸點短接限流電阻。SHll：調試、測量用短接設定端子，通過斷開SHll可以使Q14、D24、Q15、D25與整流電路分離。Q14、Q15：開關電源功率驅動管，作為開關電源主變壓器輸出驅動。D24、D25：續流二極管，在驅動管Q14、Q15關斷時，對電源變壓器進行續流。M11、T11、D11、C17(330F/25V)：電源模塊輔助電源控制及驅動環節。主要由集成電路PS01，以及輔助開關電源驅動部分的輸出驅動、放大環節的Q24、Q25、C14、C15、C16

4、等元器件(圖中未畫出)組成，用于產生電源模塊用的DCl0V基準電壓與DCl5V輔助控制電壓。M12、T12：開關電源主回路PWM前級驅動。主要由集成電路PS04，以及用于前級驅動進行驅動、放大的Q11、Q12、Q13、D12、D13等器件(圖中未畫出)組成，作為開關電源主變壓器輸出驅動管Q14、Q15的開關控制信號輸入。T13、D27、R23 (91)：開關電源一次側電流檢測環節(實際線路中，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。實際線路中，還包括R24、R25(200/2W)、C26(1000pF/1200V

5、)等元件，圖中未畫出。Q19：用于+24VPWM輸出電壓的調節與控制。實際線路中，還包括Q20、D30、D31、D32、D44、ZDl5、C32、R38R43等元器件，圖中未畫出。CRl3、Q16、C26C30(1000F/35V)：DC24V輸出電壓調節、濾波環節。實際線路中，還包括Q17、Q18、D28、D29、ZDl3、ZDl4、C31、C27、R28R37等，圖中未畫出。R26(75mQ/5W)：DC24V輸出過電流檢測。實際線路中，還包括R27(200m/5W)等元件，圖中未畫出。 RGll、CRll：由HAl7815集成穩壓器等組成的DCl5V穩壓環節。實際線路中，還包括

6、。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。實際線路中，還包括C40、C41、R46/R47(10/lW)等元件，圖中未畫出。CRl4、C43C47(2200F/10V)：DC5V輸出電壓調節、濾波環節。實際線路中，還包括ZDl8、C42、R49等元器件，圖中未畫出。R48(4m/20W)：DC5V輸出過電流檢測。實際線路中，還包括R48(20m20W)，圖中未畫出。R50(1/20W)、Q21：+5V虛擬負載。實際線路中，還包括R87、R88，圖中未畫出。CHl2、D36、C3

7、6(470F/50V)：15V電源整流回路。實際線路中，還包括C37，圖中未畫出。CRl2、RGl2：DC-15V由HAl7815集成穩壓器等組成的DC-15V穩壓環節。實際線路中，還包括D37、D38、ZDl7、C38、C39、C62、R45等元器件，圖中未畫出。M13：基準電壓調整、開關主電源PWM控制、DC5V、DC24V電壓調整與電源單元監控環節。主要由集成電路HAl6630G、R68/C97組成的PWM基準160kHz三角波生成環節等元器件組成。VRll：DCl0V基準電壓調整。    ，VRl2、R72、R73、R75、R76DC5V電壓調整環節。M1

8、4、S1S8、D41：電壓監控環節。主要由集成電路VC02、“電壓檢測撤消”設定端子S1S7組成。當S1S7全部插入(通常情況)時，全部電壓監控功能生效；取下相應的設定端子，該電壓監控功能取消。Q22電源單元準備好信號(EN)輸出驅動，在電源單元全部輸出電壓、輔助電壓正常時，EN輸出為“1”(TTL高電平)：當電源單元任何一路輸出電壓出現故障或外部報警信號(ALA、ALB觸點閉合)輸入時，EN輸出為“0”(TTL低電平)。實際線路中，還包括D43、R79R82等元器件，圖中未畫出。Q23：電源單元OFF信號(*PF)輸出驅動，當電源單元正常工作時，*PF輸出為“1” (TTL高電平)。實際線路

9、中，還包括R83R86等元件，圖中未畫出。 RYl2：電源單元報警輸出繼電器，當任何一路輸出電壓出現故障或外部報警信號時，繼電器接通，它一般作為輸入單元的“互鎖”信號。它與電源單元的進線熔斷器F11、F12的輔助觸點并聯后，在插頭CP34-5/6腳輸出電源故障信號 (觸點)；在系統中，一般都作為輸入單元的報警輸入信號。ALA、ALB：外部報警觸點輸入，在外部出現報警時，通過觸點閉合ALA、ALB。電源模塊主要元器件的型號見表4-2。 表4-2  電源模塊主要元器件一覽表    圖上代號    名 

10、0;  稱    型    號    備    注    M11    集成電路    PS01     M12    集成電路    PS04     M13    集成電路   

11、; HAl6630G     M14    集成電路    VC02     RGll、RGl2    集成穩壓電路    HAl7815PB或：PC14315HA     VSll    浪涌吸收器    ENB4010-14Z     DSll 

12、   單相全波整流橋    ESAC06-06 S5VB60     DSl2    整流橋    ESAD33-02CV     DSl3、14、15    整流橋    ESAD01004 S30SC4     D3943、27、29、    二極管  &

13、#160; 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 

14、;   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 &#

15、160;  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    穩壓管    2.7EB    圖中未畫出&#

16、160;   ZDl5    穩壓管    3.9EB    圖中未畫出    ZDl8、19    穩壓管    6.2EBl    圖中未畫出    ZDl6、17    穩壓管    16EB3    圖中未畫出  

17、0; ZDl3    穩壓管    30EB2    圖中未畫出    ZDll    穩壓管    75EB    圖中未畫出    Q18、22、23    晶體管    2SAll52    圖中未全畫出    Q11、16、25&#

18、160;   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  

19、  晶體管    2SC3046     Q19    晶體管    2SC2333     Q24    晶體管    2SCl247AF-B    圖中未畫出    Q17、20    晶體管       2SC63

20、9S    圖中未畫出    Q21    晶體管    2SDl027     CRll-CRl4    晶閘管    CSM5B2     VRll、VRl2    電位器    5k     RYll   

21、; 繼電器    NC2D-P-DC24V     RYl2    繼電器    LADl-DCl2 根據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損壞而發生短路。經檢查，本例中為VSll短路，更換后，機床恢復正常(當維修過程中，若無備件，以先取消VSll，臨時使用)。 例32整流橋不良引起的故障維修 故障現象：某配套FANUC 6M的立式加工中心，由工廠自發電供電，工件加工過程中，系統突然

22、斷電，顯示消失，機床停機后無法重新起動機床。分析及處理過程：經檢查，該機床電源輸入單元的電源指示(PIL)與報警(ALM)燈同時亮，表明電源模塊存在故障。檢查輸入熔斷器F11熔斷，換上熔斷器后測量，發現電源輸入存在短路現象。故障分析過程同上例，對照原理圖檢查發現VSll短路，DSll整流橋損壞，更換后機床恢復正常。 例33功率管不良引起的故障維修 故障現象：某配套FANUC 6M的立式加工中心，在加工過程中，車間突然斷電，恢復供電后，無法重新起動機床。分析及處理過程：經檢查，該機床電源輸入單元的電源指示(PIL)與報警(ALM)燈同時亮，表明電源模塊存在故障。檢查電源模塊輸

23、入熔斷器F11、F12熔斷，測量電源輸入存在短路。故障分析過程同例31，對照原理圖檢查各元器件，確認VSll、NFll、DSll均正常，因此判定故障發生在開關電源的一次側驅動部分。斷開SHll后，測量驅動輸出Q14、Q15、D24、D25，發現Q14的CE極短路，更換Q14(2SC3046)后，短路消失，開機后機床恢復正常。 例34續流二極管不良引起的故障維修 故障現象：某配套FANUC 6M的立式加工中心，在加工過程中，機床突然斷電，再次開機，無法重新起動機床。分析及處理過程：經檢查，該機床電源輸入單元的電源指示(PIL)與報警(ALM)燈同時亮，表明電源模塊存在故障。檢

24、查電源模塊輸入熔斷器F11、F12熔斷，測量電源輸入存在短路。故障分析過程同例31，對照原理圖檢查，發現VSll、NFll、DSll均正常，因此判定故障發生在開關電源的一次側驅動部分。斷開SHll后，測量驅動輸出Q14、Q15、D24、D25，發現Q15的CE極短路。取下Q15測量，發現Q15正常，線路中的短路仍然存在，由此確認短路是由續流二極管D25故障引起的，更換D25(U19E)后，短路消失，開機后機床恢復正常。 例35過電流檢測電阻不良引起的故障維修 故障現象：某配套FANUC 6M的立式加工中心，在加工過程中，機床突然斷電，再次開機，無法重新起動機床。分析及處理過

25、程：經檢查，該機床電源輸入單元的電源指示(PIL)與報警(ALM)燈同時亮，表明電源模塊存在故障。檢查電源模塊輸入熔斷器F11、F12正常。對照原理圖檢查各元器件，發現VSll、NFll、DSll、Q14、Q15、D24、D25均正常，電源模塊一次側無短路，判定故障發生在開關電源的二次側。為了迅速判斷故障部位，維修時依次取下短接設定端S1、S2、S4、S5，當取下S5后，故障消失，由此判定故障發生在DC24V電源回路。進一步檢查發現，線路中的DC24V電流檢測電阻R26不良，引起了24V過電流保護回路動作。更換R26后，機床恢復正常。 維修體會與維修要點： 1)根據個人的維

26、修經驗，在FANUC系統中，電源單元故障的原因多發生在電網供電不良的地區。由于加工過程中的外部突然斷電或在工廠自發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線的浪涌吸收器(VSll)的故障居多。當VSll故障，但維修現場無器件時，為了保證機床的正常生產，通常的做法是暫時取消VSll，確保機床的使用，待備件到位后，再予以更換。3)在電網電壓波動太大(特別是自發電的場合)，偶然也有整流橋、開關管、續流管損壞的情況。對于以上器件，在無備件時，一般可以直接利用其他同規格的整流橋、開關管、續流管進行替代。在安裝尺寸不同時，有時也可以將整流橋安裝到電源單元的外部

27、。4)FANUC不同的系統中，電源模塊的型號有所不同，常見的電源單元有如下規格：FANUC l0系統用電源單元：A16B-1210-0510；FANUC ll系統用電源單元：A16B-1210-0560；FANUC l2系統用電源單元：A20B-1000-0770；FANUC 0系統用電源單元A：A16B-1211-0850FANUC 0系統用電源單元B：A16B-1212-0110：FANUC 0系統用電源單元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系統相似，不再贅述，發生故障的

28、情況亦基本類似，為了便于維修人員參考，附錄B中提供了以上常用電源單元的原理框圖，可以供維修時參考。 例36例38外部24V短路的故障維修 例36故障現象：某配套FANUC 0TD的數控車床，開機時系統出現報警ALM950：FUSEBREAK(+24E，F14)。分析及處理過程：該機床配套的電源單元是FANUC AI型電源單元，報警提示非常明確，指示了機床故障的原因是由于系統電源單元的熔斷器F14熔斷。根據系統提示，直接檢查F14，確認已熔斷。進一步檢查，確認系統24E與0V以及地之間未發現短路，直接更換F14(5A)后，機床恢復正常。 例37故障現象：某配套FAN

29、UC 0TD的數控車床，開機時系統出現報警ALM950：FUSEBREAK(+24E，F14)。       分析及處理過程：同上分析，根據系統提示檢查系統電源單元的熔斷器F14已經熔斷。進一步檢查發現，+24E與0V及地之間存在短路。由于+24E是系統提供給外部的24V電源，因此，可以初步判定故障在機床側。在該機床上，+24E被用于操作面板上的按鈕、指示燈，機床上的開關輸入，以及電柜內的觸點輸入等多種場合。為了確定短路的大致范圍，維修時逐一取下了系統I/O信號連接插頭M1、M2、M18、M19、M20進行檢查。檢查發現當取下M1或M

30、18后，短路消失，從而確認短路發生在M1或M18上。由系統的連接手冊可知，M1為系統+24E的總輸出端(M1的29-32腳)，在M1連接、M18取下時短路消失，可以判定短路發生在M18的輸入信號上。取下M18后，對其輸入信號進行逐一測量，最后找到短路原因是由于車床尾架壓力繼電器對地短路引起的，更換壓力繼電器后，機床恢復正常。 例38故障現象： 某配套FANUC 0TE的數控車床，在工件裝卸過程中，機床突然斷電，再次開機，無法重新起動機床。分析及處理過程：經檢查，該機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)與報警(ALM)燈同時亮，表明電源單元存在故障，檢查系統電源單元的熔斷器F14已經熔斷。對照AI電源單元原理圖檢查，發現系統提供給外部的+24E與地之間存在短路。由于+24E是系統提供給PMC外部輸入/輸出信號的24V電源，可以初步判定故障在機床側。通過上例同樣的分析檢查，對其輸入信號進行逐一測量，最后找到短路原因是由于車床腳踏開關對地短路引起的，重新連接后，機床恢復正常。本例故障的實質與上例相同，但由于早期的FANUC系統無ALM950報警顯示，因此必須通過檢查指示燈狀態以確定故障部位。 例39保護二極管接反引起的故障維修 故障現象：