FANUC电源模块故障维修10例

1、FANUC电源模块故障维修10例例31 浪涌吸收器引起的故障维修故障现象：某配套FANUC 6M的立式加工中心，在工件加工过程中，系统突然断电，机床关机后， 无法重新起动机床。分析及处理过程：经检查，该机床电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮。根据本 章4.1.1节分析可知，电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮的原因是系统电源模块存在报警。测量系统电源模块(A14B-0061-B002)，发现输出+5V、+15V、15V、24V全部为0Y，且电 源模块的 输入熔断器F11、F12熔断，换上熔断器后，测量发现电源输入存在短路现象。因此，初步判断开关 电源的一次侧存在短路

2、故障，必须根据原理图，找出短路原因，排除故障后才能起动机床。FANUC 6电源模块A14B0061B002的原理框图如图4-10所示，图中各主要元器件的作用如下：F11 > F12 ：输入熔断器，主回路短路保护元件。VSII :浪涌吸收器，用于吸收交流输入侧的瞬间高压。NFII ：输入滤波器，对输入交流电源进行滤波。DSII ：单相全波整流桥，整流产生直流母线电压。当输入电压为AC200V时，通过DSII整流以及C12、C13的滤波稳压，可以在直流母线上获得DC210-230V左右的直流电压。C12、013(220 P F/400V)直流母线滤波电容。R11(2Q /20W)与RYII常

3、开触点并联，作为起动电流限流电阻，开机瞬间由于RYII触点断开，R11 串联接入直流母线主电路，限制开关主电路的冲击电流；+24V输出正常后，RYII吸合，通过RYII 常开触点短接限流电阻。SHII :调试、测量用短接设定端子，通过断开SHH可以使Q14、D24、Q15、D25与整流电路分离。Q14、Q15：开关电源功率驱动管，作为开关电源主变压器输出驱动。D24、D25 :续流二极管，在驱动管 Q14、Q15关断时，对电源变压器进行续流。M11、T11、D11、017(330 P F/25V)电源模块辅助电源控制及驱动环节。主要由集成电路PS01，以及辅助开关电源驱动部分的输出驱动、放大环

4、节的Q24、Q25、C14、C15、C16等元器件(图中未画出)组成，用于产生电源模块用的DCI0V基准电压与DCI5V辅助控制电压。M12、T12 :开关电源主回路PWM前级驱动。主要由集成电路PS04，以及用于前级驱劫进行驱动、放大的Q11、Q12、Q13、D12、D13等器件(图中未画出)组成，作为开关电源主变压器输出驱动管Q14、Q15的开关控制信号输入。T13、D27、R23 (91 Q：)开关电源一次侧电流检测环节(实际线路中，还包括C63、ZDI9等元器件，图中未画出)。DSI2、CHII : +24V电源整流、控制回路，CHII为整流输出平波电感。实际线路中，还包括 R24、R

5、25(200 Q /2W > ) C26(1000pF/1200V)等元件，图中未画出。Q19：用于+24VPWM输出电压的调节与控制。实际线路中，还包括Q20、D30、D31、D32、D44 > ZDI5、C32、R38R43等元器件，图中未画出。CRI3、Q16、C26-C30(1000 3 F/35V) DC24V输出电压调节、滤波环节。实际线路中，还包括 Q17、Q18、D28、D29、ZDI3、ZDI4、C31、C27、R28-R37 等，图中未画出。R26(75mQ/5W) ： DC24V输出过电流检测。实际线路中，还包括图中R27(200m Q/5W)等元件, 未画出

6、。RGII、CRII :由HAI7815集成稳压器等组成的DCI5V稳压环节。实际线路中，还包括。D33、D34、D35、ZDI6、C33、C34、C61、R44、R51/R52(13Q /3W 等元器件，图中未画出。DSI3/14/15 : +5V电源整流回路。实际线路中，还包括C40、C41、R46/R47(10Q /IW等元件，图中未画出。CRI4、C43C47（2200 P F/1OV） DC5V输出电压调节、滤波环节。实际线路中，还包括ZDI8、 C42、R49等元器件，图中未画出。R48（4m Q /20W） ： DC5V输出过电流检测。实际线路中，还包括 R48（20m Q/20

7、W），图中未 画出。R50（1 Q /20W） Q21： +5V虚拟负载。实际线路中，还包括 R87、R88，图中未画出。CHI2、D36、C36（470 P F/50V:） - 15V电源整流回路。实际线路中，还包括 C37，图中未画出。CRI2 > RGI2： DC-15V由HAI7815集成稳压器等组成的DC-15V稳压环节。实际线路中，还包括D37、D38、ZDI7、C38、C39、C62、R45等元器件，图中未画出。M13 :基准电压调整、开关主电源PWM控制、DC5V、DC24V电压调整与电源单元监控环节。主要由集成电路HAI6630G、R68/C97组成的PWM基准160k

8、Hz三角波生成环节等元器件组成。VRII : DCIOV基准电压调整。，VRI2、R72、R73、R75、R76 DC5V 电压调整环节。M14、S1S8、D41 ：电压监控环节。主要由集成电路VC02、 "电压检测撤消”设定端子 S1-S7组成。当S1S7全部插入（通常情况）时，全部电压监控功能生效；取下相应的设定端子，该 电压监控功能取消。Q22 .电源单元准备好信号（EN）输出驱动，在电源单元全部输出电压、辅助电压正常时，EN输出为“ 1”（TT高电平）：当电源单元任何一路输出电压出现故障或外部报警信号（ALA、ALB触点闭合）输入时，EN输出为“0” （TT低电平）。实际线路

9、中，还包括D43、R79R82等元器 件，图中未画出。Q23：电源单元OFF信号。PF）输出驱动，当电源单元正常工作时，*PF输出为“1” （TT高电平）。实际线路中，还包括R83R86等元件，图中未画出。RYI2 :电源单元报警输出继电器，当任何一路输出电压出现故障或外部报警信号时，继电 器接通，它一般作为输入单元的互锁”信号。它与电源单元的进线熔断器 F11、F12的辅助触点并联后，在插头CP34-5/6脚输出电源故障信号（触点）；在系统中，一般都作为输入单元的报警输入信号。ALA、ALB :外部报警触点输入，在外部出现报警时，通过触点闭合ALA、ALB。电源模块主要元器件的型号见表4-2

10、。表4-2电源模块主要元器件一览表图上代号名称型号M11集成电路PS01M12集成电路PS04M13集成电路HAI6630GM14集成电路VC02备注RGII、RGI2集成稳压电路HAI7815PB 或：p PC14315HAVS1I浪涌吸收器ENB4010-14ZDSII单相全波整流桥ESAC06-06 S5VB60DSI2整流桥ESAD33-02CVDSI3、14、15整流桥ESAD01 - 004 S30SC4D3943、27、29、二极管IS953图中未全画出D11 、 D32二极管V09C图中未画出D30、D31二极管V19G图中未画出二极管U19E图中未全画出D2025D28、34

11、、35、37、38二极管V06C图中未画出D36二极管ERD33-02图中未画出二极管ER061-004图中未全画出D1219D33、45二极管U05C图中未画出D44二极管1SSI22H图中未画出ZDI4稳压管2.7EB图中未画出ZDI5稳压管3.9EB图中未画出ZDI8、19稳压管6.2EBI图中未画出ZDI6、17稳压管16EB3图中未画出ZDI3稳压管30EB2图中未画出ZDII稳压管75EB图中未画出Q18、22、23晶体管2SAII52图中未全画出晶体管2SCI983图中未全画出Q11、16、25Q13晶体管2SCI983-O图中未画出Q12晶体管2SCI983-R图中未画出Q14

12、、15晶体管2SC3046Q19晶体管2SC2333Q24晶体管2SCI247AF-B图中未画出Q17、20晶体管2SC639S图中未画出Q21晶体管2SDI027-CRI4晶闸管CSM5B2VRII、VRI2电位器5k QRYII继电器NC2D-P-DC24VRYI2继电器LADI-DCI2根据以上原理图可以判定：F11 > F12间存在短路的原因可能是由于VSII或NFII > DSII损坏而发生短路。经检查，本例中为VSII短路，更换后，机床恢复正常(当维修过程中，若无备件，以先取消 VSII，临时使用)。例32 整流桥不良引起的故障维修故障现象：某配套FANUC 6M的立式

13、加工中心，由工厂自发电供电，工件加工过程中，系 统突然断电，显示消失，机床停机后无法重新起动机床。分析及处理过程：经检查，该机床电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮，表明电 源模块存在故障。检查输入熔断器F11熔断，换上熔断器后测量，发现电源输入存在短路现象。故障分析过程同上例，对照原理图检查发现VSII短路，DSII整流桥损坏，更换后机床恢复 正常。例33 功率管不良引起的故障维修故障现象：某配套FANUC 6M的立式加工中心，在加工过程中，车间突然断电，恢复供电后，无法 重新起动机床。分析及处理过程：经检查，该机床电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮

14、，表明电 源模块存在故障。检查电源模块输入熔断器F11、F12熔断，测量电源输入存在短路。故障分析过 程同例31，对照原理图检查各元器件，确认VSII、NFII、DSII均正常，因此判定故障发生在开关电源的一次侧驱动部分。断开SHII后，测量驱动输出Q14、Q15、D24、D25，发现Q14的CE极短路，更换Q14(2SC3046) 后，短路消失，开机后机床恢复正常。例34 续流二极管不良引起的故障维修故障现象：某配套FANUC 6M的立式加工中心，在加工过程中，机床突然断电，再次开机，无法重新起动机床。分析及处理过程：经检查，该机床电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮，表

15、明电源 模块存在故障。检查电源模块输入熔断器F11、F12熔断，测量电源输入存在短路。故障分析过程同例31，对照原理图检查，发现 VSII、NFII、DSII均正常，因此判定故障发 生在开关电源的一次侧驱动部分。断开SHII后，测量驱动输出Q14、Q15、D24、D25，发现Q15的CE极短路。取下Q15测量，发现Q15正常，线路中的短路仍然存在，由此确认短路是由续流二极管D25故障 弓I起的，更换D25 （U19E）后，短路消失，开机后机床恢复正常。例35 过电流检测电阻不良引起的故障维修故障现象：某配套FANUC 6M的立式加工中心，在加工过程中，机床突然断电，再次开机，无 法重新起动机床

16、。分析及处理过程：经检查，该机床电源输入单元的电源指示（PIL）与报警（ALM）灯同时亮，表明电源模块存在故障。检查电源模块输入熔断器F11、F12正常。对照原理图检查各元器件，发现VSII、NFII、DSII、Q14、Q15、D24、D25均正常，电源模块一次侧无短路，判定故障发 生在开关电源的二次侧。为了迅速判断故障部位，维修时依次取下短接设定端S1、S2、S4、S5,当取下S5后，故障消失，由此判定故障发生在DC24V电源回路。进一步检查发现，线路中的DC24V电流检测电阻R26不良，引起了 24V过电流保护回路动作。 更换R26后，机床恢复正常。维修体会与维修要点：1） 根据个人的维修

17、经验，在FANUC系统中，电源单元故障的原因多发生在电网供电不良的地区。由于加工过程中的外部突然断电或在工厂自发电供电的情况下工作，是引起电源单元故障的主要原因。2） 在一般情况下，电源单元的故障以进线的浪涌吸收器（VSII）的故障居多。当VSII故障，但维修现场无器件时，为了保证机床的正常生产，通常的做法是暂时取消VSII，确保机床的使用，待备件到位后，再予以更换。3） 在电网电压波动太大（特别是自发电的场合），偶然也有整流桥、开关管、续流管损坏的情况。对于以上器件，在无备件时，一般可以直接利用其他同规格的整流桥、开关管、续流管进行替代。在安装尺寸不同时，有时也可以将整流桥安装到电源单元的外

18、部。4） FANUC不同的系统中，电源模块的型号有所不同，常见的电源单元有如下规格：FANUC I0系统用电源单元：A16B-1210-0510 ；FANUC II系统用电源单元：A16B-1210-0560 ；FANUC I2系统用电源单元：A20B-1000-0770 ；FANUC0系统用电源单元A ： A16B-1211-0850FANUC 0系统用电源单元B : A16B-1212-0110 : FANUC 0系统用电源单元Al ： A16B-1212-0100 （常用）。以上电源单元的基本组成与工作原理与FANUC 6系统相似，不再赘述，发生故障的情况亦基本类 似，为了便于维修人员参

19、考，附录B中提供了以上常用电源单元的原理框图，可以供维修时参考。例36例38 外部24V短路的故障维修例36 故障现象：某配套FANUC OTD的数控车床，开机时系统出现报警ALM950 :FUSEBREAK(+24E，F14)。分析及处理过程：该机床配套的电源单元是FANUC Al型电源单元，报警提示非常明确，指示了机床故障的原因是由于系统电源单元的熔断器F14熔断。根据系统提示，直接检查F14,确认已熔断。进一步检查，确认系统24E与0V以及地之间未发现短路，直接更换F14(5A)后，机床恢复正常。例37 故障现象：某配套FANUC OTD的数控车床，开机时系统出现报警ALM950 ： F

20、USEBREAK(+24E，F14)。分析及处理过程：同上分析，根据系统提示检查系统电源单元的熔断器F14已经熔断。进一步检查发现，+24E与0V及地之间存在短路。由于+24E是系统提供给外部的24V电源，因此，可以初步判定故障在机床侧。在该机床上，+24E被用于操作面板上的按钮、指示灯，机床上的开关输入，以及电柜的触点输入等多种场合。为了确定短路的大致围，维修时逐一取下了系统I/O信号连接插头M1、M2、M18、M19、M20进行检查。检查发现当取下M1或M18后，短路消失，从而确认短路发生在M1或M18上。由系统的连接手册可知，M1为系统+24E的总输出端(M1的29-32脚)，在M1连接

21、、M18取下时短路消失，可以判定短路发生在M18的输入信号上。取下M18后，对其输入信号进行逐一测量，最后找到短路原因是由于车床尾架压力继电器对地短路 引起的，更换压力继电器后，机床恢复正常。例38 故障现象：某配套FANUC OTE的数控车床，在工件装卸过程中，机床突然断电，再次开机，无法重新起动机 床。分析及处理过程：经检查，该机床配套的电源单元为FANUC AI，检查电源输入单元的电源指示(PIL)与报警(ALM)灯同时亮，表明电源单元存在故障，检查系统电源单元的熔断器F14已经熔断。对照AI电源单元原理图检查，发现系统提供给外部的+24E与地之间存在短路。由于+24E是系统 提供给PM

22、C外部输入/输出信号的24V电源，可以初步判定故障在机床侧。通过上例同样的分析检 查，对其输入信号进行逐一测量，最后找到短路原因是由于车床脚踏开关对地短路引起的，重新连 接后，机床恢复正常。本例故障的实质与上例相同，但由于早期的FANUC系统无ALM950报警显示，因此必须通过检查 指示灯状态以确定故障部位。例39 保护二极管接反引起的故障维修 故障现象：某配套FANUC 0T的数控车床，由于PMC输出中间继电器损坏，使得机床的尾架向 前动作无法进行，经电工更换后，重新起动机床，工作正常。但在操作尾架向前后，机床突然断电， 系统无常启动。电工检查后发现系统电源单元的熔断器F14已经熔断，经测量，外部的+24E与0V之，间未短路，电工重新换上其他机床的熔断器F14后，再次操作尾架向前后，机床又断电，电源单元的熔断器F14再次熔断。分析及处理过程：现场检查，测量外部的+24E与0V之间确实未短路，经了解该机床在更换中间 继电器前，F14未熔断，故障发生是由于更换了中间继电器后引起的，因此，首先检查