图6.22 纱锭卷绕电机驱动器
万用表测试了上下桥的各驱动管,正常,测试了所有电阻都正常,更换了所有IC,故障依旧,至此维修陷入困境,无奈向用户讨要另一块好板遂将两块相同的电路板(一块坏板,一块好板)通上24VDC电压,电流都是70mA左右。测试各点直流静态对地电压,发现坏板某节点同好板电压不一样,好板有10V,坏板只有2.1V,此节点有一个340kΩ的上拉电阻,电阻上端接24V,下端连接0.1μF的小电容到地,坏板此节点电压如此之低,怀疑小电容漏电,拆下小电容,检查并无明显漏电,遂将其更换,节点电压恢复10V。交用户试机,驱动器力矩恢复正常。
西门子伺服驱动板报Intermediate Circuit Voltage Error故障故障 :用户一台西门子伺服驱动器报Intermediate Circuit Voltage Error(中间电路电压错误),经调换试机,确定故障在驱动板,驱动板如图6.23所示。
图6.23 西门子伺服驱动器板
检修 :万用表粗略检测整流桥、电阻、二极管、大电容基本正常;使用在线测试仪检测控制部分各小电解电容, VI 曲线正常。控制板上有四个棕色高频变压器,这是西门子典型的驱动光耦开关电源供电变压器,原理是这样的:前级由15VDC输入电压经振荡开关电路产生高频方波脉冲加至各高频变压器的初级线圈,在各变压器次级线圈感应出的高频电压经整流、滤波后得到各驱动光耦所需的电源。将维修DC可调电源调整至15V,加入电路板相应端子,测变压器次级线圈输出端的滤波电容两端电压, 20V及-12V正常,示波器测量直流无纹波,滤波良好。
在用万用表电阻挡测量连接主控板排线端子旁边的电容时,发现有一个47μF的电解电容C4两端电阻只有60Ω,如图6.24所示。根据经验,一般的控制电路电源电容两端电阻至少有100Ω以上,连接的芯片很多时(几十个,而且总有密脚的大规模集成电路)才可能电源两端的电阻很小,如电脑主板3.3V两端通常在10Ω以下,但此板并无很多芯片,说明某处存在短路。观察此电容的连线走向,发现有一个运算放大器082C的正电源是由C4上的电压串联47Ω电阻R102后加到第8脚,R102明显有烧黑的痕迹,说明此电阻曾经通过的电流比较大。万用表在线测量其旁边的小贴片电容C10,只有10多欧姆,焊下C10再量其两端阻值为12Ω,已经短路,此时再量电解电容C4两端电阻为2.2kΩ。至此可以定位故障原因:C10短路把运算放大器082C的正电源电压拉低,从而使得电压检测电路出现错误,导致报警。取1个100nF 1206封装的贴片电容替换短路电容,并将R102(47Ω)更换,电路板修复成功。
图6.24 西门子伺服驱动器板故障点
SANYO驱动器报逻辑错误故障 :用户反映,一台CNC数控加工中心使用的sanyo驱动器与主机通信相连,主机指示该驱动器有逻辑错误。
检修 :电路板逻辑错误报警,一般是指检测到的数据超出规定范围的其中某一种错误,总之是属于数字电路范畴的故障。此类故障报警,视乎电路板故障的具体部位,指出的报警名称会有所不同,如编码器检测数据有问题就报“编码器错误”,通信问题会报“通信错误”或“通信超时”,如果CPU判断不了错误来源,就会笼统地报“逻辑错误”。
通过调换驱动器的可拆卸部件,故障定位在一块驱动板上,如图6.25所示。此板除了6个驱动光耦芯片PC923之外,还有几个高速光耦,标记为611,其型号为HCPL-0611,另有两个SANYO定制的芯片SD1008,网上也查不到资料,不知是做什么用途,此外板上再无其他数字芯片。如果是驱动光耦PC923坏了,驱动器应该报过流过载之类的故障,而不会报逻辑错误,因此排除驱动光耦损坏的可能性。故障可能性集中在芯片SD1008和两个HCPL-0611相连接的系统里,板上包含两组完全对称的系统。我们循着板上线路检查,分析发现SD1008是用于UVW三相其中两相的电流测量的,电流通过串联在回路中的MΩ级大功率电阻,产生一个跟电流成正比的电压降,此电压送往芯片SD1008处理,当程序需要检测电流时,CPU板会发送串行数据指令经光耦PC14和PC16隔离传送给SD1008,SD1008将检测到的电压数据以串行的方式经光耦PC13和PC15返回CPU板,因而CPU就知道电流的大小了。
图6.25 SANYO驱动器驱动板
为了验证故障在哪一个元件,我们可以通电让此系统模拟工作起来。将电源板与此板连接,电源板通电后检测板上各芯片所需工作电压正常,取信号发生器,将信号调至5V 500Hz方波输出,将方波信号串联电阻加至光耦PC14及PC16的输入端,用示波器检测另两个光耦PC13及PC15的输出端,发现PC13没有信号波形输出,然后检测PC13也没有输入信号,然后检测PC14没有输出信号,PC14有输入而没有输出,说明光耦功能已经损坏。更换该光耦,复测各路信号正常。驱动器装配复原,交给用户试机,再无“逻辑错误”报警出现。
PARKER步进电机驱动板故障故障 :一台生产线使用的PARKER步进电机驱动器,用户反映该驱动器能使用一段时间,但不知什么时候就出现一次错误报警而停机。
检修 :时好时坏故障一般怀疑电解电容的问题,但检查机器电源部分的电容,发现并无异常,因为机器也能工作一段时间,基本上大功率驱动部分也不必过分纠结。重点检查控制部分,发现此机先前有被维修过,所有IC都有人为加装IC座,机器一段时间能够正常工作,则IC也应该都是好的,时好时坏故障由IC引起还未见过,所以也不考虑IC损坏的问题。那是不是IC和IC座有时接触不好引起?将IC拔出并重新插入,主观感觉一下接触是否可靠,同时拔下IC时观察IC的引脚,看看是否有锈蚀氧化情况。发现一个CD4025BE引脚氧化严重,把IC重新插入座子后,万用表测量IC脚和座子引脚的接触电阻约10几欧姆,将IC引脚氧化层用刻刀刮干净,IC插入重新测试接触电阻0.1Ω,为防接插不紧IC振松,使用热熔胶将所有IC和IC座点一下。处理后交用户试机,反映再无故障出现。步进电机驱动板如图6.26所示。