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，在工件加工過程中，系統(tǒng)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 4.1.1 節(jié)分析可知，電源指示 (PIL) 與報警 (ALM) 燈同時亮的原因是系統(tǒng)電源模塊存 在報警。測量系統(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，測量發(fā)現(xiàn)電源輸入存在短路現(xiàn)象。因

2、 此，初步判斷開關電源的一次側存在短路故障，必須根據原理圖， 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(wěn)壓，可以在直流母線上獲得 DC210230V 左右的直流電壓。C12、C13(220卩F/400V

3、)直流母線濾波電容。R11(2 Q /20W)與RYII常開觸點并聯(lián)，作為起動電流限流電阻，開機瞬間由于 RYII觸點斷 開， R11 串聯(lián)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 RYII 常開觸點短接限流電阻。SHII :調試、測量用短接設定端子，通過斷開SHII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(xù)流二極管，在驅動管Q14、Q15關斷時，對電源變壓器進行續(xù)流。M11、T11、D11、C17(330卩F/25V)電源模塊輔助電源控制及驅動環(huán)

4、節(jié)。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(huán)節(jié)的Q24、Q25、C14、C15、C16等元器件 (圖中未畫出 )組成，用于產生電源模塊用的 DCI0V 基準電壓與 DCI5V 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 Q:)開關電源一次側電流檢測環(huán)節(jié)(實際線路中，還包括 C63、ZDI9等元器件，圖中未畫出 )。DSI2、CHII

5、 : +24V電源整流、控制回路，CHII為整流輸出平波電感。實際線路中，還包括R24、 R25(200 Q /2W、) C26(1000pF/1200V) 等元件，圖中未畫出。Q19:用于+24VPWM 輸出電壓的調節(jié)與控制。實際線路中，還包括Q20、D30、D31、D32、D44、ZDI5、C32、R38R43等元器件，圖中未畫出。CRI3、Q16、C26C30(1000卩F/35V) DC24V輸出電壓調節(jié)、濾波環(huán)節(jié)。實際線路中，還包 括 Q17、Q18、D28、D29、ZDI3、ZDI4、C31、C27、R28R37 等，圖中未畫出。R27(200m Q /5W)等元件,R26(75m

6、Q/5W) : DC24V輸出過電流檢測。實際線路中，還包括 圖中未畫出。£a=1»善鼻v*盤一«|>舉>応|r *1 7"-:=1工1-*nS思禺適£垃潘| _W®H#«'C8譽事 bl24HJRGII、CRII :由HAI7815集成穩(wěn)壓器等組成的 DCI5V穩(wěn)壓環(huán)節(jié)。實際線路中，還包括。D33、D34、D35、ZDI6、C33、C34、C61、R44、R51/R52(13 Q /3W等元器件，圖中未畫出。DSI3/14/15 : +5V電源整流回路。 實際線路中，還包括C40、C41、R46/R47

7、(10 Q /IW等元件，圖中未畫出。CRI4、C43C47(2200卩F/10V) DC5V輸出電壓調節(jié)、 濾波環(huán)節(jié)。實際線路中，還包括ZDI8、C42、 R49 等元器件，圖中未畫出。R48(4m Q /20W): DC5V輸出過電流檢測。實際線路中，還包括R48(20m Q/20W)，圖中未畫出。R50(1 Q /20W) Q21: +5V虛擬負載。實際線路中，還包括R87、R88，圖中未畫出。CHI2、D36、C36(470卩F/50V:) 15V電源整流回路。實際線路中，還包括C37，圖中未畫出。CRI2、 RGI2: DC-15V 由 HAI7815 集成穩(wěn)壓器等組成的 DC-15

8、V 穩(wěn)壓環(huán)節(jié)。實際線路中，還包括 D37、D38、ZDI7、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(jiān)控環(huán)節(jié)。主要由集成電路 HAI6630G、R68/C97組成的PWM基準160kHz三角波生成環(huán)節(jié)等元器件組成。VRII : DCI0V 基準電壓調整。 ，VRI2 、 R72、 R73、 R75、 R76DC5V 電壓調整環(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(jiān)控功能

9、生效；取下相應的設定端子，該 電壓監(jiān)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”(TT高電平)：當電源單元任何一路輸出電壓出現(xiàn)故障或外部報警信號(ALA、ALB觸點閉合)輸入時，EN輸出為“0” (TT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” (TT高電平)。實際線路中，還包括 R83R86 等元件，圖中未畫出。RYI2 :電源單元報警輸出繼電器，當任何一路輸出電壓出現(xiàn)故障或外部報警信號時，繼電器接通，

10、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(lián)后，在插頭 CP34-5/6 腳輸出電源故障信號(觸點 )；在系統(tǒng)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(xiàn)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稱型號M11集成電路PS01M12集成電路PS04M13集成電路HAI6630GM14集成電路VC02備注RGll 、RGl2集成穩(wěn)壓電路HAI7815PB 或：卩 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1SSI22H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6.2EBI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2SAII52圖中未全畫出Q11、16、25晶體管2SCI983圖中未全畫出Q13晶體管2SCI983-O圖中未畫出Q12晶體管2SCI983-R圖中未畫出Q14、15晶體管2SC3046Q19晶體管2SC2333Q24晶體管2SCI247AF-B圖中未畫出Q17、20晶體管2SC639S圖中未畫出Q21晶體管2SDI027CRII-CRI4晶閘管CSM5B2VRII 、 VRI2電位器5k QRYII繼電器NC2D-P-DC24VRYI

13、2繼電器LADI-DCI2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(fā)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(xiàn)象： 某配套 FANUC 6M 的立式加工中心，由工廠自發(fā)電供電，工件加工過程中，系統(tǒng)突然斷電，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

14、量，發(fā)現(xiàn)電源輸入存 在短路現(xiàn)象。故障分析過程同上例，對照原理圖檢查發(fā)現(xiàn) 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(xiàn)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(fā)生在開關電源的一次

15、側驅動部分。斷開SHII后，測量驅動輸出 Q14、Q15、D24、D25，發(fā)現(xiàn)Q14的CE極短路，更換Q14(2SC3046) 后，短路消失，開機后機床恢復正常。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(fā)現(xiàn)VSll 、NFll、DSll 均正常，因此判定故障發(fā)生在

16、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(fā)現(xiàn) Q15 的 CE 極短路。取下 Q15 測量，發(fā)現(xiàn) Q15 正常，線路中的短路仍然存在， 由此確認短路是由續(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(xiàn)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。檢查電源模塊輸入熔斷器

17、F11、F12 正常。對照原理圖檢查各元器件，發(fā)現(xiàn) VSll、NFll、DSll、Q14、Q15、D24、D25 均正常，電源模塊一次側無短路，判定 故障發(fā)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(fā)生在 DC24V 電源回路。進一步檢查發(fā)現(xiàn)， 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）根據個人的維修經驗，在 FANUC 系統(tǒng)中，電源單元故障的原因多發(fā)生在電網供電不良的地區(qū)。由于加工過程中的外部突然斷電或在

18、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線的浪涌吸收器（VSII）的故障居多。當 VSII故障，但維修現(xiàn)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VSII，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(fā)電的場合 ），偶然也有整流橋、開關管、續(xù)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(guī)格的整流橋、開關管、續(xù)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。4）FANUC 不同的系統(tǒng)中，電源模塊的型號有所不同，常見的電源單元有如下規(guī)格： FANUC I

19、0系統(tǒng)用電源單元：A16B-1210-0510 ； FANUC II系統(tǒng)用電源單元： A16B-1210-0560 ； FANUC I2系統(tǒng)用電源單元：A20B-1000-0770 ； FANUC 0系統(tǒng)用電源單元 A : A16B-1211-0850 FANUC 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 中提供了以上常用電源單元的原理框圖，可以 供維修時參考。例 36

20、例 38 外部 24V 短路的故障維修例 36故障現(xiàn)象： 某配套 FANUC 0TD 的數控車床，開機時系統(tǒng)出現(xiàn)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(tǒng)電源單元的熔斷器 F14 熔斷。根據系統(tǒng)提示，直接檢查 F14,確認已熔斷。進一步檢查，確認系統(tǒng)24E與0V以及地之間未發(fā)現(xiàn)短路，直接更換 F14(5A)后，機床恢復正常。例 37故障現(xiàn)象： 某配套 FANUC 0TD 的數控車床，開機時系統(tǒng)出現(xiàn)報警 ALM950 ：FUSEBREAK(+24E ，

21、F14)。分析及處理過程：同上分析，根據系統(tǒng)提示檢查系統(tǒng)電源單元的熔斷器F14已經熔斷。進一步檢查發(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，以及電柜的觸點輸入等多種場合。為了確定短路的大致圍，維修時逐一取下了系統(tǒng)I/O信號連接插頭 M1、M2、M18、M19、M20進行檢查。檢查發(fā)現(xiàn)當取下M1或M18后，短路消失，從而確認短路發(fā)生在 M1 或 M18 上。由系統(tǒng)的連接手冊可知， M1 為系統(tǒng) +24E 的總輸出端 (M1 的 29-3

22、2 腳)，在 M1 連接、 M18 取下時短路消失，可以判定短路發(fā)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(xiàn)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(tǒng)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(fā)現(xiàn)系統(tǒng)提供給外部的

23、+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(tǒng)無 ALM950 報警顯示，因此必須 通過檢查指示燈狀態(tài)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(xiàn)象： 某配套 FANUC 0T 的數控車床，由于 PMC 輸出中間繼電器損壞， 使得機床的尾 架向前動作無法進行，經電工更換后，重新起動機床，工作正常。但在操作尾架向前后，機 床突然斷電，系統(tǒng)無常啟動。電工檢查后發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)電源單元的熔斷器F14已經熔斷，經測量，外部的+24E與0V之，間未短路，電工重新?lián)Q上其他機床的熔斷器F 1 4后，再次操作尾架向前后，機床又斷電，電源單元的熔斷器F14再次熔斷。分析及處理過程： 現(xiàn)場檢查，測量外部的 +24E 與 0V 之間確實未短路，經了解該機床在更 換中間繼電器前，F(xiàn)14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