例32．FANUC電源模塊故障之浪涌吸收器引起的故障維修

發(fā)布日期：2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽：4906

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)電源輸入存在短路現(xiàn)象。因此，初步判斷開(kāi)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DC210~230V左右的直流電壓。

    C12、C13(220μF/400V)：直流母線濾波電容。

    R11(2Ω/20W)：與RYll常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)，作為起動(dòng)電流限流電阻，開(kāi)機(jī)瞬間由于RYll觸點(diǎn)斷開(kāi)，R11串聯(lián)接入直流母線主電路，限制開(kāi)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(kāi)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(kāi)SHll可以使Q14、D24、Q15、D25與整流電路分離。

    Q14、Q15：開(kāi)關(guān)電源功率驅(qū)動(dòng)管，作為開(kāi)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、C17(330μF/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(kāi)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(huà)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(kāi)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(huà)出)組成，作為開(kāi)關(guān)電源主變壓器輸出驅(qū)動(dòng)管Q14、Q15的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)輸入。

    T13、D27、R23 (91Ω)：開(kāi)關(guān)電源一次側(cè)電流檢測(cè)環(huán)節(jié)(實(shí)際線路中，還包括C63、ZDl9等元器件，圖中未畫(huà)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(200Ω/2W)、C26(1000pF/1200V)等元件，圖中未畫(huà)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、R38~R43等元器件，圖中未畫(huà)出。

    CRl3、Q16、C26~C30(1000μF/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、ZDl3、ZDl4、C31、C27、R28~R37等，圖中未畫(huà)出。

    R26(75mQ/5W)：DC24V輸出過(guò)電流檢測(cè)。實(shí)際線路中，還包括R27(200mΩ/5W)等元件，圖中未畫(huà)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(13Ω/3W)等元器件，圖中未畫(huà)出。

DSl3/14/15：+5V電源整流回路。實(shí)際線路中，還包括C40、C41、R46/R47(10Ω/lW)等元件，圖中未畫(huà)出。

    CRl4、C43~C47(2200μF/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(huà)出。

    R48(4mΩ/20W)：DC5V輸出過(guò)電流檢測(cè)。實(shí)際線路中，還包括R48(20mΩ／20W)，圖中未畫(huà)出。

    R50(1Ω/20W)、Q21：+5V虛擬負(fù)載。實(shí)際線路中，還包括R87、R88，圖中未畫(huà)出。

    CHl2、D36、C36(470μF/50V)：－15V電源整流回路。實(shí)際線路中，還包括C37，圖中未畫(huà)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、C38、C39、C62、R45等元器件，圖中未畫(huà)出。

    M13：基準(zhǔn)電壓調(diào)整、開(kāi)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、S1~S8、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S1~S7組成。當(dāng)S1~S7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、R79~R82等元器件，圖中未畫(huà)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” (TTL高電平)。實(shí)際線路中，還包括R83~R86等元件，圖中未畫(huà)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(jiàn)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)
備    注

M11
集成電路
PS01
 

M12
集成電路
PS04
 

M13
集成電路
HAl6630G
 

M14
集成電路
VC02
 

RGll、RGl2
集成穩(wěn)壓電路
HAl7815PB或：μPC14315HA
 

VSll
浪涌吸收器
ENB4010-14Z
 

DSll
單相全波整流橋
ESAC06-06 S5VB60
 

DSl2
整流橋
ESAD33-02CV
 

DSl3、14、15
整流橋
ESAD01—004 S30SC4
 

D39~43、27、29
二極管
IS953
圖中未全畫(huà)出

D11、D32
二極管
V09C
圖中未畫(huà)出

D30、D31
二極管
V19G
圖中未畫(huà)出

D20~25
二極管
U19E
圖中未全畫(huà)出

D28、34、35、37、38
二極管
V06C
圖中未畫(huà)出

D36
二極管
ERD33-02
圖中未畫(huà)出

D12~19
二極管
ER061-004
圖中未全畫(huà)出

D33、45
二極管
U05C
圖中未畫(huà)出

D44
二極管
1SSl22H
圖中未畫(huà)出

ZDl4
穩(wěn)壓管
2.7EB
圖中未畫(huà)出

ZDl5
穩(wěn)壓管
3.9EB
圖中未畫(huà)出

ZDl8、19
穩(wěn)壓管
6.2EBl
圖中未畫(huà)出

ZDl6、17
穩(wěn)壓管
16EB3
圖中未畫(huà)出

ZDl3
穩(wěn)壓管
30EB2
圖中未畫(huà)出

ZDll
穩(wěn)壓管
75EB
圖中未畫(huà)出

Q18、22、23
晶體管
2SAll52
圖中未全畫(huà)出

Q11、16、25
晶體管
2SCl983
圖中未全畫(huà)出

Q13
晶體管
2SCl983-O
圖中未畫(huà)出

Q1
晶體管
2SCl983-R
圖中未畫(huà)出

Q14、15
晶體管
2SC3046
 

Q19
晶體管
2SC2333
 

Q24
晶體管
2SCl247AF-B
圖中未畫(huà)出

Q17、20
晶體管
2SC639S
圖中未畫(huà)出

Q21
晶體管
2SDl027
 

CRll-CRl4
晶閘管
CSM5B2
 

VRll、VRl2
電位器
5kΩ
 

RYll
繼電器
NC2D-P-DC24V
 

RYl2
繼電器
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)。 

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