1. 首页
  2. 技术文章
  3. FANUC

FANUC | 电主轴SP9012报警案例

 

1
故障现象

 

  FANUC国内某客户生产的一台立式加工中心使用了FANUC电主轴,在跑机运行4~5小时后,出现SP9012:DC link过电流报警。低速到高速绕组切换时主轴电机负载约为180%~200% ,高速到低速绕组切换时负载约为120%~150%。电机正常运转时电流平稳。现场还有另外两台机床,均未出现此情况。

2
机床配置
  电主轴:A06B-1673-B100#S31S (BiI 112M/15000)

主轴放大器:A06B-6220-H026#H600(αiSP 26-B)

主轴编码器:A860-2150-T401(αiBZ 256λ)

 

3
处理过程
3.1
外部因素排查
  1)确认电机、放大器组合关系
  经确认现场配置正确。
  2)测量电主轴、接触器的绝缘电阻、相间电阻、相地电阻,检查动力线
  使用电表测量电机、接触器的绝缘电阻,符合要求,不存在短路;重新拧紧动力线,并确保连接正确,无短路。使用毫欧表测量电主轴的绕组阻值,各相绕组阻值均衡。虽低于FANUC推荐值,但与现场正常机床一致,排除电主轴绕组问题。
电主轴SP9012报警案例

  3)校对反馈线缆,测量编码器信号
  检查各管脚接线,并重新焊接屏蔽层,将反馈线从电柜单独走线。测量反馈信号,整体情况较好,在绕组切换时有轻微波动。
电主轴SP9012报警案例

  4)主轴参数初始化
  排查完外部接线后,对主轴参数进行初始化,设置NO.4019#7=1,重新上电,然后手动输入电机参数,确保参数正确。
  5)排除绕组切换的短路
  绕组切换时,梯图中有切换延时计时器,更改延时时间,保证无短路。
  6)更换接触器
  绕组切换时,FANUC要求接触器的额定电流至少是电机的短时额定电流(S2曲线),现场使用的是65A接触器,但改用100A接触器后仍不能解决问题。
电主轴SP9012报警案例

电主轴SP9012报警案例

电主轴SP9012报警案例

电主轴SP9012报警案例

  经过以上1)至6)步骤的排查,无法解除报警。
3.2
绕组切换测试
  在排除硬件、参数问题后,根据以往的经验,绕组切换时由于电流冲击较大,且对时序有严格要求,故对绕组切换进行排查。
  1)高低速绕组换挡电流监测
  由于高低速绕组的INORM系数不同,所以分两次监测,图1是速度变化时,按高速绕组测量的电流值。图2是速度变化时,高低速绕组测量的电流值对比。红色为低速绕组。
电主轴SP9012报警案例

图1 高速绕组电流
电主轴SP9012报警案例

图2 高低速绕组电流对比
  可以看到从0 rpm升速到2000 rpm的过程中,低速绕组的电流为400A,在2000 rpm转速稳定后,低速绕组电流为25A。从2000 rpm升速到5000 rpm左右进行绕组切换,在350ms内电流从200A下降到140A,绕组切换完成后,有一个短暂的冲击,约为200A。
  从5000 rpm到7000 rpm,电机以125A的电流加速到7000 rpm。在7000 rpm转速稳定后,高速绕组电流约为10A。
  从7000 rpm下降到5000 rpm时,高速绕组切换为低速绕组,电流约为75A。切换完成后,在300ms的时间内电流从200A上升到400A。

  从以上电流监测看到,在绕组切换时,电流变化非常大,很有可能是导致该报警的主要原因。

 

  2)绕组切换时序分析

 

原梯图仅使用低速绕组确认信号G71.7来确认绕组切换状态,根据主轴参数说明书,应满足以下时序:

电主轴SP9012报警案例

电主轴SP9012报警案例

  监测信号时发现,从低速向高速绕组切换时,高速绕组接触器Y1.2指令晚于F46.3,故可能造成绕组切换未完成,而系统参数已经选择为高速绕组的情况。而从高速到低速绕组切换时,低速接触器Y1.3先于F46.3变化,故可以保证参数与绕组状态一致。

电主轴SP9012报警案例

图3 低速到高速绕组时序
电主轴SP9012报警案例

图4 高速到低速绕组时序
  修改参数NO.4014#3=1,使用G72.7作为高速绕组切换确认信号,根据主轴参数说明书,应该满足以下时序:
电主轴SP9012报警案例

电主轴SP9012报警案例

  再次测量Y1.2和F46.3的关系,此时高速绕组接触器先与F46.3吸合,时序正常。而从低速到高速切换时的时序不受影响。

电主轴SP9012报警案例

图5 使用G72.7后低速到高速绕组时序
电主轴SP9012报警案例

图6 使用G72.7后高速到低速绕组时序
  3)梯形图改变后对绕组切换电流的影响

 

按照FANUC说明书中推荐的方式,使用“根据速度指令切换的方法”,并设置NO.4014#3=1,使用G72.7后,测得的电流数据。可以看到,升速之前,先进行了绕组切换。

电主轴SP9012报警案例

图6 使用“根据速度指令切换”和G72.7的电流波形
电主轴SP9012报警案例

图7 高低速绕组电流对比

  为了更具体地观察切换电流,测试了从0 rpm到4000 rpm再到7000 rpm的升降速过程。

电主轴SP9012报警案例

图8 0-4000-7000 rpm升降速过程

  改用原始梯图,使用“根据实际电机速度的切换方法”,并使用G72.7后,测得的电流数据。可以看到,从4000 rpm升速到7000 rpm的过程中,在5000 rpm左右进行绕组切换。

电主轴SP9012报警案例

图9 使用“根据电机速度切换”和G72.7,原梯图0-4000-7000 rpm升降速过程

  使用原梯形图,将NO.4014#3设为0,再次测试绕组切换时的电流,电流基本一致,只是在5000 rpm到7000 rpm绕组切换后期,电机电流有一个大幅度的冲击。

电主轴SP9012报警案例

图10 不使用G72.7,原梯形图绕组切换出现电流冲击

 

4
结论
  根据以上分析,此次偶发SP9012报警的原因是绕组切换时,有微小电流冲击,机床长时间运行后,放大器检测到异常电流,故发出SP9012报警。

  解决办法是设置NO.4014#3=1,修改梯图,使用G72.7作为高速绕组确认信号,可以抑制电流冲击。

电主轴SP9012报警案例

图11 不使用G72.7,绕组切换后有冲击

电主轴SP9012报警案例

图12 使用G72.7,绕组切换后无冲击

 
问答社区  发起问答  报警查询  技术文章  维修服务  资料下载  网址导航  申请 VIP   交流群

本文转载来自【北京发那科】,仅供大家学习交流,如侵权请联系站长删文。

发表评论

登录后才能评论

联系我们

【数控驿站】

在线咨询:点击这里给我发消息

联系微信:QQ594673193

联系邮箱:594673193@qq.com

工作时间:07:00~23:00

QR code