数控机床多年的维修经验证明，电源引起的故障在故障总数中占有相当大的比例。 数控机床的电源故障很多属于机床用户有能力自行排除的设备损坏故障，其领域已经属于芯片级修复。 数控机床的电源将数控机床使用的电源分为三个等级，从一级电源到三级电源，依次派生，由它们引起的故障频率和难度也依次增加。 分类如下:(1)一次电源 一次电源为车间电网提供的三相380 V电源，是数控机床的总能源供应。 要求电源稳定，一般电压波动范围控制在5% ~ 10%，不能有高频干扰。 (2)二次电源 从一次电源通过变压器从三相电源获得。 其主要用途如下:1)派生单相交流220 V和交流1l0 V用于给CNC单元和显示单元供电，作为热交换器、机床控制电路和开关电源的电源。 2)DC 24v整流桥电源采用部分数控机床引出的三相低压。 有些数控机床利用三相变压器产生三相交流220 V，供给伺服放大器电源组件作为其工作电源。 (3)三级电源 三级电源是数控机床使用的各种DC电源，由二级电源转换而来。 主要有以下几种:1)伺服放大器电源组件提供的DC电压和频率、电压幅值可变的三相交流电由伺服放大器组件逆变，控制交流伺服电机的转速。 2)整流桥块提供的交流24 V作为液压系统电磁阀、电机制动器电磁铁电源和伺服放大器单元的“就绪”和“控制器使能”信号源。 3)开关电源或DC/DC电源模块提供的低压DC电压，包括+5 V、12 V和15 V，分别作为测量光栅、数控单元和伺服单元电板的电源。 数控机床电源电路中使用的器件数控机床从一级电源到三级电源使用的器件如下:(1)车间配电装置，一般包括:三相交流稳压器和接入车间电网的断路器(也叫空气开关或闸刀开关)。 (2)机床部件，包括滤波器、电抗器、三相交流变压器、断路器、整流器、保险丝、伺服电源部件、DC/DC模块和开关电源。 停电实例分析(1)电网波动过大导致plc不工作 显示PLC没有输出。 首先检查输入信号(电源信号、干扰信号、命令信号和反馈信号)。 比如使用SINUMERIK 3G-4B系统的数控车床内置PLC无法工作。 采用观察法。先用示波器检查电网电压波形，发现电网波动过大，欠压噪声跳变持续时间>:1s(外因) 由于机床处于调试阶段，应排除电源系统中的部件故障。从内部的抗电网干扰措施(滤波、隔离、稳压)可以看出，常规供电系统已经无法切断或过滤长期存在的电网欠压噪声，这是由于抗电网措施(内因)不够，导致PLC无法得到正常的电源输入和工作。 在系统电源的输入端加一个交流稳压器，PLC正常工作。 (2)电源故障 在一台双工位数控车床中，每个工位由一个独立的数控系统控制，该系统采用西门子的SINUMERIK810/T系统。 右工位的数控系统在零件自动加工中经常关机，重启后数控系统仍能自动工作。 检查24 V电源负载，没有短路问题。 对模式进行分析。两个数控系统共用一个24 V整流器电源。 该故障可能有两个原因:1)供电质量不高，电源波动，出现故障的数控系统对电源要求敏感。 2)2)数控系统本身不稳定。 据此判断，首先对24V电源电压进行监测，发现其电压幅值较低，只有21V左右。 观察到在故障时刻，该电压向下浮动，并且在NC系统被切断之后，该电压立即上升到大约22V。 通常，故障发生在主轴启动时。原因可能是24V整流变压器有问题，容量不足，或者匝间短路，使整流电压低，电网电压波动，影响数控系统正常工作。 为了确定该故障的原因，通过交流稳压电源将380V的交流电压提高到400 V，该故障没有再次发生。 于是更换了24V整流变压器，彻底解决了问题。 (VDF生产的PNE480L数控车床一台。勃林格公司(德国)。当打开主开关启动CNC系统时，除了就绪灯以外，显示面板上的所有指示灯都亮。 这台机器的数控系统是西门子的SYSTEM5T系统。 因为故障发生在启动瞬间，所以需要检查启动复位信号是否异常。 因为主板上DP6的灯是亮的，DP6监控DC电源，所以需要检查驱动DP6和DC电源的相关电路。 步骤如下:因为DP6的灯是报警显示，所以先检查DP6的相关电路。 经检查，确认驱动DP6的触发器LA10逻辑状态错误并损坏。 更换新的后，虽然DP6指示灯不亮，但故障依然存在，数控箱依然无法启动。 检查*RESET信号和数控箱内接插件连接是否良好，但*RESET信号异常，发现LA01和与之相关的A38位与非门电路的逻辑关系不正确。 然后检查每个DC电流。 检查15 V、5 V、12 V和+24V，发现电压为-5 V ~ 4.0 V，误差超过5% 进一步的检查表明，印刷电路板的铜箔在电路的整流桥后面的滤波电容器C19的焊脚处断裂。 焊接后电压正常，LA01电路逻辑关系和*RESET信号正确，故障排除，数控箱可以正常启动。 (4)异常回报参考点 这是因为在返回参考点时，不满足“必须在返回参考点的方向上且不能太靠近参考点(128个脉冲以上)且返回参考点的进度不能太低”的条件。 这种故障的处理步骤是[2，3]: 1)离参考点的距离>:28个脉冲，在返回参考点的过程中 ①电机转了不到一圈(即没有收到一圈的信号)。这时，先改变返回时的起始位置。当位置偏差>时:在28个脉冲的情况下，向返回参考点的方向进行一圈以上的快速进给，检查是否输入了一圈的信号。 ②电机转动超过1圈，使用单独的脉冲编码器。 此时，检查位置返回时脉冲编码器的1转信号是否输入到轴夹中，如果是，则是轴夹不良；如果不是，先检查编码器使用的电源电压是否较低(允许的电压波动在0.2V以内)，否则脉冲编码器有缺陷。 2)从参考点位置 ①检查进给速度指令值、快速进给速度信号、返回参考点减速信号和外部减速信号是否正常。 ②改变返回时的起始位置，使其位置偏差超过128个脉冲。 ③返回参考点的速度太慢。 位置偏差速度必须超过128个脉冲。如果速度太低，电机1转的信号就会分散，无法进行正确的位置检测。 (5)某加工中心配备F-0M系统，自动运行时刀库和工作台突然同时旋转。 刀库和工作台复位调整后，工作正常。 但是，当机床断电后重新启动时，CRT上出现410号伺服报警。 检查l/m轴伺服PRDY和VRDY指示灯是否亮起；进给轴伺服电源AC100V、AC18V正常；x、y、z伺服单元上的PRDY指示灯不亮，三个MCC未啮合；24V、15V异常通过测量其电压发现；伺服单元上电源保险丝的电阻过大。更换后，DC电压恢复正常，机床重新运行，401号报警消失。 (6)故障现象:某公司生产的VF2立式铣削中心。 机器运行一年零七个月，过程中出现x轴过流或驱动故障，机器停止运行。 使用“复位”键清除报警，机器可以恢复运行。 这种故障现象偶有发生。机床带病运行两年后，故障频率增加，出现故障转移现象:即当用复位键清除161号报警时，报警信息会转发到162号(Y轴过流或驱动故障)。如果再次清除，将再次转发到Z轴，以此类推。 机床不能继续运转了。 故障分析与检查:根据故障报警信息在几个伺服轴之间传递的现象，不难看出故障发生在与每个伺服轴相关的公共环节，即数控单元的“位置控制板”或伺服单元的电源部件出现了故障。 位置控制板是数控装置的组成部分之一。根据经验分析，数控单元的电气板发生故障的概率很低，因此对伺服电源元件进行分析和检查是一个可行的切入点。 发现该机床的伺服电源分为两部分，其中开关电源输出低压DC 12 V 测量结果分别为+11.73 V和-11.98 V。 作为分析的结果，正电压输出降低了0.27 V，电压降低了2.3%。 由于缺乏定量的概念，在暂时找不到其他故障源的情况下，假设这个开关电源有故障。 故障排除:为了验证输出电压的偏差是机床故障的根本原因，用一个WYJ型双通道晶体管DC稳压器代替原电源，将两个输出电压对称调整，幅度调整为12V。启动后，机床报警消失。 在接下来的20个工作日的试运行中，故障不再发生。 完全确认故障是由这个伺服电源部件损坏引起的。 理论分析:有些运算放大器和比较器采用单电源供电，有些则采用双电源供电。双电源运算放大器要求正负电源对称，两者之差一般不应大于0.2 V(带调节功能的运算放大器除外)，否则不能正常工作。 但在这个故障电源中，两个输出电压之差为0.25 V，超出了允许的误差范围，这就是故障的根本原因。 通过总结以上故障实例，不难看出，数控机床电源的异常有时并不明显，有时只是偏差不到0.3 V，却造成机床故障。 所以在维修中，要总结这方面的维修经验，提高机床故障维修的效率。

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