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文檔簡介
1、FANUC交流伺服系統(tǒng)的常見故障與維修 FANUC交流速度控制單元有多種規(guī)格,早期的交流伺服為模擬式,目前一般都使用數(shù)字式伺服,在數(shù)控機(jī)床中,常用的規(guī)格型號有以下幾種:1)與FANUC交流伺服電動機(jī)AC0、5、10、20M、20、30、30R等配套的模擬式交流速度控制單元。它是FANUC最早的AC伺服產(chǎn)品,速度控制單元采用正弦波PWM控制,大功率晶體管驅(qū)動。在結(jié)構(gòu)形式上,可以分單軸獨(dú)立型、雙軸一體型、三軸一體型三種基本結(jié)構(gòu)。單軸獨(dú)立型速度控制單元,常用的型號有A06B-6050-H102/H103/H104/H113等;雙軸一體型速度控制單元,常用的型號有A06B-6050-H201/H202
2、/H203等;三軸一體型速度控制單元,常用的型號有A06B-6050-H401/H402/H403/H404等,多與FANUC 11、0A、0B等系統(tǒng)配套使用。 2)與FANUC交流S (L、T)系列伺服電動機(jī)配套的S (L、C)系列數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器,它是FANUC中期的AC伺服產(chǎn)品,驅(qū)動器采用全數(shù)字正弦波PWM控制,IGBT驅(qū)動。其中,S系列用量最廣,規(guī)格最全;L系列只有單軸型結(jié)構(gòu),常用的型號有A06B-6058-H001-H007/H102/H103等;C系列有單軸型、雙軸型兩種結(jié)構(gòu),常用的單軸型有A06B-6066-H002-H006等規(guī)格,常用的雙軸型有A06B-6066-H222
3、H224/H233、H234、H244等規(guī)格。作為常用規(guī)格,S系列有單軸型、雙軸型、三軸型三種結(jié)構(gòu),常用的單軸型有A06B-6058-H001H007/H023/H025等;常用的雙軸型有A06B-6058-H221H231/H251-H253等規(guī)格;常用的三軸型有A06B-6058-H331-H334等規(guī)格;多與FANUC 0C、11、15系統(tǒng)配套使用。3)與FANUC /C/M/L系列伺服電動機(jī)配套的FANUC 系列數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器,它是FANUC當(dāng)前常用的AC伺服產(chǎn)品,驅(qū)動器帶有IPM智能電源模塊,采用全數(shù)字正弦波PWM控制,IGBT驅(qū)動。FANUC 系列數(shù)字式交流速度控制單元有如下
4、兩種基本結(jié)構(gòu)形式:各驅(qū)動公用電源模塊(PSM)、伺服驅(qū)動單元(SVM)為模塊化安裝的結(jié)構(gòu)形式,驅(qū)動器可以是單軸型、雙軸型與三軸型三種結(jié)構(gòu)。常用的單軸型有A06B-6079-H101H106等,常用的雙軸型有A06B-6079-H201H208等規(guī)格,常用的三軸型有A06B-6079/6080-H301H307等規(guī)格,多與FANUC 0C、15A/B、16A/B、18A、20、21系統(tǒng)配套使用。電源與驅(qū)動器一體化(SVU型)的結(jié)構(gòu)形式,各驅(qū)動器單元可以獨(dú)立安裝,有單軸型、雙軸型兩種結(jié)構(gòu),常用的單軸型有A06B-6089-H10lH106等規(guī)格,常用的雙軸型有A06B-6089-H201H210等
5、規(guī)格,多與FANUC 0C、0D、15A/B、16A/B、18A、20、21系統(tǒng)配套使用。4)與FANUC 系列伺服電動機(jī)配套的FANUC 系列數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器,它亦是FANUC當(dāng)前常用的AC伺服產(chǎn)品,采用電源與驅(qū)動器一體化(SVU型)的結(jié)構(gòu),驅(qū)動器帶有IPM智能電源模塊,采用全數(shù)字正弦波PWM控制,IGBT驅(qū)動。可以使用PWM接口、I/OLink接口,亦可以采用光纜接口。型號為A06B-6093-H101H104/H151H154/H111-H114,多與FANUC 0TD、PM01等經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)配套使用。5)與FANUC i系列伺服電動機(jī)配套的FANUC i系列伺服驅(qū)動器是FANUC
6、公司的最新產(chǎn)品,它在FANUC 系列的基礎(chǔ)上作了性能改進(jìn)。產(chǎn)品通過特殊的磁路設(shè)計與精密的電流控制以及精密的編碼器速度反饋,使轉(zhuǎn)矩波動極小,加速性能優(yōu)異,可靠性極高。電動機(jī)內(nèi)裝有脈沖/轉(zhuǎn)極高精度的編碼器,作為速度、位置檢測器件,使系統(tǒng)的速度、位置控制達(dá)到了極高的精度。 i系列驅(qū)動器由電源模塊(PSM)、伺服驅(qū)動器(SVM)、主軸驅(qū)動器(SPM)等組成,伺服驅(qū)動與主軸驅(qū)動共用電源模塊,組成伺服/主軸一體化的結(jié)構(gòu)。伺服驅(qū)動模塊有單軸型、雙軸型、三軸型三種基本規(guī)格。標(biāo)準(zhǔn)型(FANUC i系列)為200VAC輸入,常用的單軸型有A06B-6114-H103H109等,雙軸型有A06B-6114-H201
7、-H211等,三軸型有A06B-6114-H301H304等。高電壓輸入型(FANUC i(HV)系列)為400VAC輸入,常用的單軸型有A06B-6124-H102H109等,雙軸型有A06B-6124-H201-H211等,目前尚無三軸型結(jié)構(gòu)。FANUC i系列交流數(shù)字伺服配套的數(shù)控系統(tǒng)主要有FANUC 0i、FANUC 15i/150i、FANUC16i/18i/l60i/180i/20i/21i等。1模擬式交流速度控制單元的故障檢測與維修FANUC模擬式交流速度控制單元的故障診斷與維修方法與直流速度控制單元類似。對于“CRT無報警顯示的故障維修”的分析、處理方法與直流PWM速度控制單元
8、一致,參見前述。(1)速度控制單元上的指示燈報警與直流PWM速度控制單元一樣,F(xiàn)ANUC模擬式交流速度控制單元亦設(shè)有報警指示燈,這些狀態(tài)指示燈的含義見表5-7。表5-7速度控制單元狀態(tài)指示燈一覽表代 號 含義 備注 代 號 含義 備注 PRDY 位置控制準(zhǔn)備好 綠色 OVC 驅(qū)動器過載報警 紅色 VRDY 速度控制單元準(zhǔn)備好 綠色 TG 電動機(jī)轉(zhuǎn)速太高 紅色 HC 驅(qū)動器過電流報警 紅色 DC 直流母線過電壓報警 紅色 HV 驅(qū)動器過電壓報警 紅色 LV 驅(qū)動器欠電壓報警 紅色 在正常的情況下,一旦電源接通,首先PRDY燈亮,然后是VRDY燈亮,如果不是這種情況,則說明速度控制單元存在故障。出
9、現(xiàn)故障時,根據(jù)指示燈的提示,可按以下方法進(jìn)行故障診斷。1)VRDY燈不亮。速度控制單元的VRDY燈不亮,表明速度控制單元未準(zhǔn)備好,速度控制單元的主回路斷路器(參見圖5-13、圖5-14、圖5-15)NFBl、NFB2跳閘,故障原因主要有以下幾種:主回路受到瞬時電壓沖擊或干擾。這時,可以通過重新合上斷路器NFBl、NFB2,再進(jìn)行開機(jī)試驗,若故障不再出現(xiàn),則可以繼續(xù)工作;否則,根據(jù)下面的步驟,進(jìn)行檢查。速度控制單元主回路的三相整流橋DS的整流二極管有損壞(可以參照圖5-13、圖5-14、圖5-15主回路原理圖,通過萬用表檢測)。速度控制單元交流主回路的浪涌吸收器ZNR有短路現(xiàn)象(可以參照圖5-1
10、3、圖5-14、圖5-15主回路原理圖,通過萬用表檢測)。速度控制單元直流母線上的濾波電容器C1C4有短路現(xiàn)象(可以參照圖5-13、圖5-14、圖5-15主回路原理圖,通過萬用表檢測)。速度控制單元逆變晶體管模塊TMlTM3有短路現(xiàn)象(可以參照圖5-13、圖5-14、圖5-15主回路原理圖,通過萬用表檢測)。速度控制單元不良。斷路器NBFl、NBF2不良。 圖5-13、圖5-14、圖5-15分別為常用的單軸、雙軸、三軸型交流速度控制單元主回路原理圖,其余型號的原理與此相似。2)HV報警。HV為速度控制單元過電壓報警,當(dāng)指示燈亮?xí)r代表輸入交流電壓過高或直流母線過電壓。故障可能的原因如下:輸入交流
11、電壓過高。應(yīng)檢查伺服變壓器的輸入、輸出電壓,必要時調(diào)節(jié)變壓器變比。直流母線的直流電壓過高。應(yīng)檢查直流母線上的斬波管Q1、制動電阻RM2、二極管D2以及外部制動電阻是否損壞。 加減速時間設(shè)定不合理。故障在加減速時發(fā)生,應(yīng)檢查系統(tǒng)機(jī)床參數(shù)中的加減速時間設(shè)定是否合理。機(jī)械傳動系統(tǒng)負(fù)載過重。檢查機(jī)械傳動系統(tǒng)的負(fù)載、慣量是否太高;機(jī)械摩擦阻力是否正常。3)HC報警。HC為速度控制單元過電流報警,指示燈亮表示速度控制單元過電流??赡艿脑蛉缦拢褐骰芈纺孀兙w管TMlTM3模塊不良。電動機(jī)不良,電樞線間短路或電樞對地短路。逆變晶體管的直流輸出端短路或?qū)Φ囟搪贰K俣瓤刂茊卧涣?。為了判別過電流原因,維修時可以
12、先取下伺服電動機(jī)的電源線,將速度控制單元的設(shè)定端子S23短接,取消TG報警,然后開機(jī)試驗。若故障消失,則證明過電流是由于外部原因(電動機(jī)或電動機(jī)電源線的連接)引起的,應(yīng)重點(diǎn)檢查電動機(jī)與電動機(jī)電源線,若故障保持,則證明過電流故障在速度控制單元內(nèi)部,應(yīng)重點(diǎn)檢查逆變晶體管TMITM3模塊。4)OVC報警。OVC為速度控制單元過載報警,指示燈亮表示速度控制單元發(fā)生了過載,其可能的原因是電動機(jī)過流或編碼器連接不良。5)LV報警LV為速度控制單元電壓過低報警,指示燈亮表示速度控制單元的各種控制電壓過低,其可能的原因如下:速度控制單元的輔助控制電壓輸入ACl8V過低或無輸入。速度控制單元的輔助電源控制回路故
13、障。速度控制單元的+5V熔斷器熔斷。瞬間電壓下降或電路干擾引起的偶然故障。速度控制單元不良。6)TG報警。TG為速度控制單元斷線報警,指示燈亮表示伺服電動機(jī)或脈沖編碼器斷線、連接不良:或速度控制單元設(shè)定錯誤。7)DC報警。DC為直流母線過電壓報警,與其相關(guān)的原因主要是直流母線的斬波管Q1、制動電阻RM2、二極管以及外部制動電阻不良。維修時應(yīng)注意:如果在電源接通的瞬間就發(fā)生DC報警,這時不可以頻繁進(jìn)行電源的通、斷,否則易引起制動電阻的損壞。(2)系統(tǒng)CRT上有報警的故障FANUC模擬式交流伺服通常與FANUC0A/B、FANUCl0/11/12等系統(tǒng)配套使用,當(dāng)伺服發(fā)生報警時,在CNC上一般亦有
14、相應(yīng)的報警顯示。在不同的系統(tǒng)中,報警號及意義如下。1)FANUC-0系統(tǒng)的報警4N0報警:報警號中的N代表軸號(如:1代表X軸:2代表Y 軸等,下同),報警的含義是表示n軸在停止時的位置誤差超過了設(shè)定值。4N1報警:表示n軸在運(yùn)動時,位置跟隨誤差超過了允許的范圍。4N3報警:表示n軸誤差寄存器超過了最大允許值(32767);或D/A轉(zhuǎn)換器達(dá)到了輸出極限。4N4報警:表示n軸速度給定太大。4N6報警:表示n軸位置測量系統(tǒng)不良。940報警:它表示系統(tǒng)主板或速度控制單元線路板故障2)FANUCl0/11/12系統(tǒng)的報警SV00報警:測速發(fā)電動機(jī)斷線報警。SV01報警:表示伺服內(nèi)部發(fā)生過電流(過負(fù)載)
15、報警,原因同OVC報警。SV02報警:速度控制單元主回路斷路器跳閘。SV03報警:表示伺服內(nèi)部發(fā)生異常電流報警,原因同HC報警。SV04報警:表示驅(qū)動器發(fā)生過電壓報警,原因同HV報警。SV05報警:表示來自電動機(jī)釋放的能量過高,發(fā)生再生放電回路報警,原因同DC報警。SV06報警:電源電壓過低報警,原因同LV報警SV08報警:停止時位置偏差過大。SV09報警:移動過程中,位置跟隨誤差過大。SVl0報警:漂移量補(bǔ)償值(PRMl834)過大。SVll報警:位置偏差寄存器超過了最大允許值(32767);或D/A轉(zhuǎn)換器達(dá)到了輸出極限。SVl2報警:指令速度超過了512KP/s。SVl3報警:驅(qū)動器未準(zhǔn)備
16、好報警,原因同“VRDY燈不亮”故障。14)SVl4報警:在PRDY斷開時,VRDY信號已接通。15)SVl5報警:表示發(fā)生脈沖編碼器斷線報警,原因同TG報警。16)SV23報警:表示發(fā)生伺服過載報警,原因同OH報警。其余SV報警,詳見附錄中的FANUC ll報警一覽表。此外,通過CNC的診斷參數(shù),還可以進(jìn)一步確認(rèn)故障的原因與伺服驅(qū)動器的各種狀態(tài)信息,有關(guān)內(nèi)容可參見本章第5.2.3節(jié)。2數(shù)字式交流伺服驅(qū)動單元的故障檢測與維修(1)驅(qū)動器上的狀態(tài)指示燈報警FANUC S系列數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器,設(shè)有11個狀態(tài)及報警指示燈,指示燈的狀態(tài)以及含義見表5-8。以上狀態(tài)指示燈中,HC、HV、OVC、TG
17、、DC、LV的含義與模擬式交流速度控制單元相同,主回路結(jié)構(gòu)與原理亦與模擬式速度控制單元相同,不再贅述。表5-8中,OH、OFAL、FBL為S系列伺服增添的報警指示燈,其含義如下。表5-8FANUCS系列驅(qū)動器狀態(tài)指示燈一覽表代 號 含 義 備 注 代 號 含 義 備注 PRDY位置控制準(zhǔn)備好 綠色 DC 直流母線過電壓報警 紅色 VRDY速度控制單元準(zhǔn)備好 綠色 LV 驅(qū)動器欠電壓報警 紅色 HC驅(qū)動器過電流報警 紅色 OH 速度控制單元過熱 HV驅(qū)動器過電壓報警 紅色 OFAL 數(shù)字伺服存儲器溢出 OVC驅(qū)動器過載報警 紅色 FBAL 脈沖編碼器連接出錯 TG電動機(jī)轉(zhuǎn)速太高 紅色 1)OH報
18、警。OH為速度控制單元過熱報警,發(fā)生這個報警的可能原因有:印制電路板上S1設(shè)定不正確。伺服單元過熱。散熱片上熱動開關(guān)動作,在驅(qū)動器無硬件損壞或不良時,可通過改變切削條件或負(fù)載,排除報警。再生放電單元過熱。可能是Q1不良,當(dāng)驅(qū)動器無硬件不良時,可通過改變加減速頻率,減輕負(fù)荷,排除報警。電源變壓器過熱。當(dāng)變壓器及溫度檢測開關(guān)正常時,可通過改變切削條件,減輕負(fù)荷,排除報警,或更換變壓器。電柜散熱器的過熱開關(guān)動作,原因是電柜過熱。若在室溫下開關(guān)仍動作,則需要更換溫度檢測開關(guān)。2)OFAL報警。數(shù)字伺服參數(shù)設(shè)定錯誤,這時需改變數(shù)字伺服的有關(guān)參數(shù)的設(shè)定。對于FANUC 0系統(tǒng),相關(guān)參數(shù)是8100,8101
19、,8121,8122,8123以及81538157等;對于10/11/12/15系統(tǒng),相關(guān)參數(shù)為1804,1806,1875,1876,1879,1891以及18651869等。3)FBAL報警。FBAL是脈沖編碼器連接出錯報警,出現(xiàn)報警的原因通常有以下幾種:編碼器電纜連接不良或脈沖編碼器本身不良。外部位置檢測器信號出錯。速度控制單元的檢測回路不良。電動機(jī)與機(jī)械間的間隙太大。(2)伺服驅(qū)動器上的7段數(shù)碼管報警FANUC C系列、/i系列數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器通常無狀態(tài)指示燈顯示,驅(qū)動器的報警是通過驅(qū)動器上的7段數(shù)碼管進(jìn)行顯示的。根據(jù)7段數(shù)碼管的不同狀態(tài)顯示,可以指示驅(qū)動器報警的原因。FANUC
20、C系列、電源與驅(qū)動器一體化結(jié)構(gòu)型式(SVU型)的/i系列交流伺服驅(qū)動器的數(shù)碼管狀態(tài)以及含義見表5-9。表5-9FANUC C/i系列(SVU型)7段數(shù)碼管狀態(tài)一覽表數(shù)碼管顯示 含 義 備 注 速度控制單元未準(zhǔn)備好 開機(jī)時顯示 0 速度控制單元準(zhǔn)備好 1 速度控制單元過電壓報警 同HV報警 2 速度控制單元欠電壓報警 同LV報警 3 直流母線欠電壓報警 主回路斷路器跳閘 4 再生制動回路報警 瞬間放電能量超過,或再生制動單元不良或不合適 5 直流母線過電壓報警 平均放電能量超過,或伺服變壓器過熱、過熱檢測元器件損壞 6 動力制動回路報警 動力制動繼電器觸點(diǎn)短路 8 L軸電動機(jī)過電流 第一軸速度控
21、制單元用 9 M軸電動機(jī)過電流 第二軸速度控制單元用 b L/M軸電動機(jī)過電流 8 L軸的IPM模塊過熱、過流、控制電壓低 第一軸速度控制單元用 9 M軸的IPM模塊過熱、過流、控制電壓低 第二軸速度控制單元用 b L/M軸的IPM模塊過熱、過流、控制電壓低 采用公用電源模塊結(jié)構(gòu)型式(SVM型)的FANUC/i系列數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器,數(shù)碼管狀態(tài)以及含義見表5-10;有關(guān)電源模塊的狀態(tài)顯示及故障診斷詳見本書第7章第7.2.4表5-10FANUC/i系列(SVM型)7段數(shù)碼管狀態(tài)一覽表數(shù)碼管顯示 含 義 備 注 速度控制單元未準(zhǔn)備好 0 速度控制單元準(zhǔn)備好 1 風(fēng)機(jī)單元報警 2 速度控制單元+5
22、V欠電壓報警 5 直流母線欠電壓報警主回路斷路器跳閘 8 1軸電動機(jī)過電流一軸或二、三軸單元的第一軸 9 M軸電動機(jī)過電流二、三軸單元的第二軸 A N軸電動機(jī)過電流二、三軸單元的第三軸 b L/M軸電動機(jī)同時過電流 C M/N軸電動機(jī)同時過電流 d L/N軸電動機(jī)同時過電流 E L/M/N軸電動機(jī)同時過電流 8 L軸的IPM模塊過熱、過流、控制電壓低 一軸或二、三軸單元的第一軸 9 M軸的IPM模塊過熱、過流、控制電壓低二、三軸單元的第二軸 A N軸的IPM模塊過熱、過流、控制電壓低二、三軸單元的第三軸 b L/M軸的IPM模塊同時過熱、過流、控制電壓低 C M/N軸的IPM模塊同時過熱、過流
23、、控制電壓低 d L/N軸的IPM模塊同時過熱、過流、控制電壓低 E L/M/N軸的IPM模塊同時過熱、過流、控制電壓低 FANUC 系列數(shù)字式交流速度控制單元,帶有POWER、READY、ALM 3個狀態(tài)指示燈與7段數(shù)碼管狀態(tài)顯示,指示燈與數(shù)碼管的含義見表5-11。(3)系統(tǒng)CRT上有報警的故障1)FANUC-0系統(tǒng)的報警。FANUC數(shù)字伺服出現(xiàn)故障時,通常情況下系統(tǒng)CRT上可以顯示相應(yīng)的報警號,對于大部分報警,其含義與模擬伺服相同;少數(shù)報警有所區(qū)別,這些報警主要有:4N4報警:報警號中的N代表軸號(如:1代表X軸:2代表Y軸等,下同),報警的含義是表示數(shù)字伺服系統(tǒng)出現(xiàn)異常,詳細(xì)內(nèi)容可以通過
24、檢查診斷參數(shù);診斷參數(shù)的意義見本書第5.2.3節(jié)。表5-11FANUC系列7段數(shù)碼管狀態(tài)一覽表POWER燈 READY燈 ALM燈 數(shù)碼管顯示 含 義 備 注 O 速度控制單元未準(zhǔn)備好開機(jī)時顯示 O O 速度控制單元準(zhǔn)備好 O Y 速度控制單元過電壓報警同HV報警 O P 直流母線欠電壓報警主回路熔斷器跳閘 O J 再生制動回路過熱報警 瞬間放電能量超過,或再生制動單元不良或不合適 O o 過熱報警速度控制單元過熱 O C 風(fēng)扇故障報警 O c 過電流報警主回路過流 4N6報警:表示位置檢測連接故障,可以通過診斷參數(shù)作進(jìn)一步檢查、判斷,參見本章第5.2.3節(jié)。4N7報警:表示伺服參數(shù)設(shè)定不正確
25、,可能的原因有:a)電動機(jī)型號參數(shù)(FANUC 0為8N20、FANUCll/15為1874)設(shè)定錯誤。b)電動機(jī)的轉(zhuǎn)向參數(shù)(FANUC 0為8N22、FANUCll/15為1879)設(shè)定錯誤。c)速度反饋脈沖參數(shù)(FANUC 0為8N23、FANUCll/15為1876)設(shè)定錯誤。d)位置反饋脈沖參數(shù)(FANUC 0為8N24、FANUCll/15為1891)設(shè)定錯誤。e)位置反饋脈沖分辨率(FANUC 0為037bit7、FANUCll/15為1804)設(shè)定錯誤。940報警:它表示系統(tǒng)主板或驅(qū)動器控制板故障。2)FANUCl0/11/12/15系統(tǒng)的報警。當(dāng)使用數(shù)字伺服時,在FANUC l
26、0/11/12及FANUC15上可以顯示相應(yīng)的報警。這些報警中,SV000SVl00號報警的含義與前述的模擬伺服基本相同,不再贅述。對于數(shù)字伺服的特殊報警主要有以下幾個。SVl01報警:絕對編碼器數(shù)據(jù)出錯報警??赡艿脑蚴墙^對編碼器不良或機(jī)床位置不正確。SVll0報警:串行編碼器報警(串行A)??赡艿脑蚴谴芯幋a器不良或連接電纜不良,具體內(nèi)容可以參見/系列伺服驅(qū)動器報警說明。SVlll報警:串行編碼器報警(串行C),原因同上。SVll4報警:串行編碼器數(shù)據(jù)出錯。SVll5報警:串行編碼器通信出錯。SVll6報警:驅(qū)動器主接觸器(MCC)不良。SVll7報警:數(shù)字伺服電流轉(zhuǎn)換錯誤。SVll8報
27、警:數(shù)字伺服檢測到異常負(fù)載。3)FANUCl6/18系統(tǒng)的報警。在FANUCl6/18系統(tǒng)中,當(dāng)伺服驅(qū)動器出現(xiàn)報警時,CNC亦可顯示相應(yīng)的報警信息,這些信息包括:ALM400報警:伺服驅(qū)動器過載,可以通過診斷參數(shù)DGN201進(jìn)一步分析,有關(guān)DGN201的說明見后述。ALM401報警:伺服驅(qū)動器未準(zhǔn)備好,DRDY信號為“0”。ALM404報警:伺服驅(qū)動器準(zhǔn)備好信號DRDY出錯,原因是驅(qū)動器主接觸器接通(MCON)未發(fā)出,但驅(qū)動器DRDY信號已為“1”。ALM405報警:回參考點(diǎn)報警。ALM407報警:位置誤差超過設(shè)定值。ALM409報警:驅(qū)動器檢測到異常負(fù)載。ALM410報警:坐標(biāo)軸停止時,位置
28、跟隨誤差超過設(shè)定值。ALM411報警:坐標(biāo)軸運(yùn)動時,位置跟隨誤差超過設(shè)定值。ALM413報警:數(shù)字伺服計數(shù)器溢出。ALM414報警:數(shù)字伺服報警,詳細(xì)內(nèi)容可以參見診斷參數(shù)DGN200204的說明。ALM415報警:數(shù)字伺服的速度指令超過了極限值(P/s),可能的原因是機(jī)床參數(shù)CMR設(shè)定錯誤。ALM416報警:編碼器連接出錯報警,詳細(xì)內(nèi)容可參見診斷參數(shù)DGN201的說明。ALM417報警:數(shù)字伺服參數(shù)設(shè)定錯誤報警,相關(guān)的參數(shù)有:PRM2020/2022/2023/2024/2084/2085/1023等。ALM420報警:同步控制出錯。ALM421報警:采用雙位置環(huán)控制時,位置誤差超過。在系統(tǒng)使
29、用絕對編碼器時,報警還包括以下內(nèi)容:ALM300報警:坐標(biāo)軸需要手動回參考點(diǎn)操作。ALM301報警:絕對編碼器通信出錯。ALM302報警:絕對編碼器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換出現(xiàn)超時報警。ALM303報警:絕對編碼器數(shù)據(jù)格式出錯。ALM304報警:絕對編碼器數(shù)據(jù)奇偶校驗出錯。ALM305報警:絕對編碼器輸入脈沖錯誤。ALM306報警:絕對編碼器電池電壓不足,引起數(shù)據(jù)丟失。ALM307報警:絕對編碼器電池電壓到達(dá)更換值。ALM308報警:絕對編碼器電池報警。ALM308報警:絕對編碼器回參考點(diǎn)不能進(jìn)行。在系統(tǒng)使用串行編碼器時,串行編碼器報警內(nèi)容如下:ALM350報警:串行編碼器故障,具體內(nèi)容可以通過診斷參數(shù)DGN
30、202/204檢查。ALM351報警:串行編碼器通信出錯,具體內(nèi)容可以通過診斷參數(shù)DGN203檢查。3交流伺服電動機(jī)的維修(1)交流伺服電動機(jī)的基本檢查原則上說,交流伺服電動機(jī)可以不需要維修,因為它沒有易損件。但由于交流伺服電動機(jī)內(nèi)含有精密檢測器,因此,當(dāng)發(fā)生碰撞、沖擊時可能會引起故障,維修時應(yīng)對電動機(jī)作如下檢查:1)是否受到任何機(jī)械損傷?2)旋轉(zhuǎn)部分是否可用手正常轉(zhuǎn)動?3)帶制動器的電動機(jī),制動器是否正常?4)是否有任何松動螺釘或間隙? 5)是否安裝在潮濕、溫度變化劇烈和有灰塵的地方?等等。(2)交流伺服電動機(jī)的安裝注意點(diǎn)維修完成后,安裝伺服電動機(jī)要注意以下幾點(diǎn):1)由于伺服電動機(jī)防水結(jié)構(gòu)不
31、是很嚴(yán)密,如果切削液、潤滑油等滲入內(nèi)部,會引起絕緣性能降低或繞組短路,因此,應(yīng)注意電動機(jī)盡可能避免切削液的飛濺。2)當(dāng)伺服電動機(jī)安裝在齒輪箱上時,加注潤滑油時應(yīng)注意齒輪箱的潤滑油油面高度必須低于伺服的輸出軸,防止?jié)櫥蜐B入電動機(jī)內(nèi)部。3)固定伺服電動機(jī)聯(lián)軸器、齒輪、同步帶等連接件時,在任何情況下,作用在電動機(jī)上的力不能超過電動機(jī)容許的徑向、軸向負(fù)載(見表5-12)。表5-12交流伺服電動機(jī)容許的徑向、軸向負(fù)載電機(jī)形式 容許的徑向負(fù)載 電機(jī)形式 容許的徑向負(fù)載 10,20 25kg 10,20,30,30R 450kg 0,5 75kg 4)按說明書規(guī)定,對伺服電動機(jī)和控制電路之間進(jìn)行正確的連接
32、(見機(jī)床連接圖)。連接中的錯誤,可能引起電動機(jī)的失控或振蕩,也可能使電動機(jī)或機(jī)械件損壞。當(dāng)完成接線后,在通電之前,必須進(jìn)行電源線和電動機(jī)殼體之間的絕緣測量,測量用500兆歐表進(jìn)行:然后,再用萬能表檢查信號線和電動機(jī)殼體之間的絕緣。注意:不能用兆毆表測量脈沖編碼器輸入信號的絕緣。(3)脈沖編碼器的更換如交流伺服電動機(jī)的脈沖編碼器不良,就應(yīng)更換脈沖編碼器。更換編碼器應(yīng)按規(guī)定步驟進(jìn)行,以FANUC S系列伺服電動機(jī)為例,編碼器在交流伺服電動機(jī)中的安裝如圖5-16所示,更換步驟如下:1電樞線插座2連接軸3轉(zhuǎn)子4外殼5繞組6后蓋聯(lián)接螺釘7安裝座8安裝座聯(lián)接螺釘9編碼器固定螺釘 10編碼器聯(lián)接螺釘 11后
33、蓋12橡膠蓋13編碼器軸14編碼器電纜15編碼器插座圖5-16伺服電動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1)松開后蓋聯(lián)接螺釘6,取下后蓋11。2)取出橡膠蓋12。3)取出編碼器聯(lián)接螺釘10,脫開編碼器和電動機(jī)軸之間的聯(lián)接。4)松開編碼器固定螺釘9,取下編碼器。注意:由于實際編碼器和電動機(jī)軸之間是錐度嚙合,聯(lián)接較緊,取編碼器時應(yīng)使用專門的工具,小心取下。5)松開安裝座的聯(lián)接螺釘8,取下安裝座7。編碼器維修完成后,再根據(jù)圖5-16重新安裝上安裝座7, 并固定編碼器聯(lián)接螺釘10,使編碼器和電動機(jī)軸嚙合。為了保證編碼器的安裝位置的正確,在編碼器安裝完成后,應(yīng)對轉(zhuǎn)子的位置進(jìn)行調(diào)整,方法如下:1)將電動機(jī)電樞線的V、W相(電樞
34、插頭的B、C腳)相連。2)將U相(電樞插頭的A腳)和直流調(diào)壓器的“+”端相聯(lián),V、W和直流調(diào)壓器的“”端相聯(lián)(見圖5-17a),編碼器加X+5V電源(編碼器插頭的J、N腳間)。3)通過調(diào)壓器對電動機(jī)電樞加入勵磁電流。這時,因為Iu=IV+IW。,且Iv=Iw,事實上相當(dāng)于使電動機(jī)工作在圖5-17b所示的90位置,因此伺服電動機(jī)(永磁式)將自動轉(zhuǎn)到U相的位置進(jìn)行定位。注意:加入的勵磁電流不可以太大,只要保證電動機(jī)能進(jìn)行定位即可(實際維修時調(diào)整在35A)。4)在電動機(jī)完成U相定位后,旋轉(zhuǎn)編碼器,使編碼器的轉(zhuǎn)子位置檢測信號C1、C2、C4、C8(編碼器插頭的C、P、L、M腳)同時為“1”,使轉(zhuǎn)子位置
35、檢測信號和電動機(jī)實際位置一致。5)安裝編碼器固定螺釘,裝上后蓋,完成電動機(jī)維修。 FANUC交流速度控制單元有多種規(guī)格,早期的交流伺服為模擬式,目前一般都使用數(shù)字式伺服,在數(shù)控機(jī)床中,常用的規(guī)格型號有以下幾種:1)與FANUC交流伺服電動機(jī)AC0、5、10、20M、20、30、30R等配套的模擬式交流速度控制單元。它是FANUC最早的AC伺服產(chǎn)品,速度控制單元采用正弦波PWM控制,大功率晶體管驅(qū)動。在結(jié)構(gòu)形式上,可以分單軸獨(dú)立型、雙軸一體型、三軸一體型三種基本結(jié)構(gòu)。單軸獨(dú)立型速度控制單元,常用的型號有A06B-6050-H102/H103/H104/H113等;雙軸一體型速度控制單元,常用的型
36、號有A06B-6050-H201/H202/H203等;三軸一體型速度控制單元,常用的型號有A06B-6050-H401/H402/H403/H404等,多與FANUC 11、0A、0B等系統(tǒng)配套使用。 2)與FANUC交流S (L、T)系列伺服電動機(jī)配套的S (L、C)系列數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器,它是FANUC中期的AC伺服產(chǎn)品,驅(qū)動器采用全數(shù)字正弦波PWM控制,IGBT驅(qū)動。其中,S系列用量最廣,規(guī)格最全;L系列只有單軸型結(jié)構(gòu),常用的型號有A06B-6058-H001-H007/H102/H103等;C系列有單軸型、雙軸型兩種結(jié)構(gòu),常用的單軸型有A06B-6066-H002-H006等規(guī)格,
37、常用的雙軸型有A06B-6066-H222H224/H233、H234、H244等規(guī)格。作為常用規(guī)格,S系列有單軸型、雙軸型、三軸型三種結(jié)構(gòu),常用的單軸型有A06B-6058-H001H007/H023/H025等;常用的雙軸型有A06B-6058-H221H231/H251-H253等規(guī)格;常用的三軸型有A06B-6058-H331-H334等規(guī)格;多與FANUC 0C、11、15系統(tǒng)配套使用。3)與FANUC /C/M/L系列伺服電動機(jī)配套的FANUC 系列數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器,它是FANUC當(dāng)前常用的AC伺服產(chǎn)品,驅(qū)動器帶有IPM智能電源模塊,采用全數(shù)字正弦波PWM控制,IGBT驅(qū)動。F
38、ANUC 系列數(shù)字式交流速度控制單元有如下兩種基本結(jié)構(gòu)形式:各驅(qū)動公用電源模塊(PSM)、伺服驅(qū)動單元(SVM)為模塊化安裝的結(jié)構(gòu)形式,驅(qū)動器可以是單軸型、雙軸型與三軸型三種結(jié)構(gòu)。常用的單軸型有A06B-6079-H101H106等,常用的雙軸型有A06B-6079-H201H208等規(guī)格,常用的三軸型有A06B-6079/6080-H301H307等規(guī)格,多與FANUC 0C、15A/B、16A/B、18A、20、21系統(tǒng)配套使用。電源與驅(qū)動器一體化(SVU型)的結(jié)構(gòu)形式,各驅(qū)動器單元可以獨(dú)立安裝,有單軸型、雙軸型兩種結(jié)構(gòu),常用的單軸型有A06B-6089-H10lH106等規(guī)格,常用的雙軸
39、型有A06B-6089-H201H210等規(guī)格,多與FANUC 0C、0D、15A/B、16A/B、18A、20、21系統(tǒng)配套使用。4)與FANUC 系列伺服電動機(jī)配套的FANUC 系列數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器,它亦是FANUC當(dāng)前常用的AC伺服產(chǎn)品,采用電源與驅(qū)動器一體化(SVU型)的結(jié)構(gòu),驅(qū)動器帶有IPM智能電源模塊,采用全數(shù)字正弦波PWM控制,IGBT驅(qū)動??梢允褂肞WM接口、I/OLink接口,亦可以采用光纜接口。型號為A06B-6093-H101H104/H151H154/H111-H114,多與FANUC 0TD、PM01等經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)配套使用。5)與FANUC i系列伺服電動機(jī)配套
40、的FANUC i系列伺服驅(qū)動器是FANUC公司的最新產(chǎn)品,它在FANUC 系列的基礎(chǔ)上作了性能改進(jìn)。產(chǎn)品通過特殊的磁路設(shè)計與精密的電流控制以及精密的編碼器速度反饋,使轉(zhuǎn)矩波動極小,加速性能優(yōu)異,可靠性極高。電動機(jī)內(nèi)裝有脈沖/轉(zhuǎn)極高精度的編碼器,作為速度、位置檢測器件,使系統(tǒng)的速度、位置控制達(dá)到了極高的精度。 i系列驅(qū)動器由電源模塊(PSM)、伺服驅(qū)動器(SVM)、主軸驅(qū)動器(SPM)等組成,伺服驅(qū)動與主軸驅(qū)動共用電源模塊,組成伺服/主軸一體化的結(jié)構(gòu)。伺服驅(qū)動模塊有單軸型、雙軸型、三軸型三種基本規(guī)格。標(biāo)準(zhǔn)型(FANUC i系列)為200VAC輸入,常用的單軸型有A06B-6114-H103H10
41、9等,雙軸型有A06B-6114-H201-H211等,三軸型有A06B-6114-H301H304等。高電壓輸入型(FANUC i(HV)系列)為400VAC輸入,常用的單軸型有A06B-6124-H102H109等,雙軸型有A06B-6124-H201-H211等,目前尚無三軸型結(jié)構(gòu)。FANUC i系列交流數(shù)字伺服配套的數(shù)控系統(tǒng)主要有FANUC 0i、FANUC 15i/150i、FANUC16i/18i/l60i/180i/20i/21i等。1模擬式交流速度控制單元的故障檢測與維修FANUC模擬式交流速度控制單元的故障診斷與維修方法與直流速度控制單元類似。對于“CRT無報警顯示的故障維修
42、”的分析、處理方法與直流PWM速度控制單元一致,參見前述。(1)速度控制單元上的指示燈報警與直流PWM速度控制單元一樣,F(xiàn)ANUC模擬式交流速度控制單元亦設(shè)有報警指示燈,這些狀態(tài)指示燈的含義見表5-7。表5-7速度控制單元狀態(tài)指示燈一覽表代 號含義備注代 號含義備注PRDY位置控制準(zhǔn)備好 綠色OVC驅(qū)動器過載報警紅色VRDY速度控制單元準(zhǔn)備好 綠色TG電動機(jī)轉(zhuǎn)速太高紅色HC驅(qū)動器過電流報警 紅色DC直流母線過電壓報警紅色HV驅(qū)動器過電壓報警 紅色LV驅(qū)動器欠電壓報警紅色在正常的情況下,一旦電源接通,首先PRDY燈亮,然后是VRDY燈亮,如果不是這種情況,則說明速度控制單元存在故障。出現(xiàn)故障時,
43、根據(jù)指示燈的提示,可按以下方法進(jìn)行故障診斷。1)VRDY燈不亮。速度控制單元的VRDY燈不亮,表明速度控制單元未準(zhǔn)備好,速度控制單元的主回路斷路器(參見圖5-13、圖5-14、圖5-15)NFBl、NFB2跳閘,故障原因主要有以下幾種:主回路受到瞬時電壓沖擊或干擾。這時,可以通過重新合上斷路器NFBl、NFB2,再進(jìn)行開機(jī)試驗,若故障不再出現(xiàn),則可以繼續(xù)工作;否則,根據(jù)下面的步驟,進(jìn)行檢查。速度控制單元主回路的三相整流橋DS的整流二極管有損壞(可以參照圖5-13、圖5-14、圖5-15主回路原理圖,通過萬用表檢測)。速度控制單元交流主回路的浪涌吸收器ZNR有短路現(xiàn)象(可以參照圖5-13、圖5-
44、14、圖5-15主回路原理圖,通過萬用表檢測)。速度控制單元直流母線上的濾波電容器C1C4有短路現(xiàn)象(可以參照圖5-13、圖5-14、圖5-15主回路原理圖,通過萬用表檢測)。速度控制單元逆變晶體管模塊TMlTM3有短路現(xiàn)象(可以參照圖5-13、圖5-14、圖5-15主回路原理圖,通過萬用表檢測)。速度控制單元不良。斷路器NBFl、NBF2不良。 圖5-13、圖5-14、圖5-15分別為常用的單軸、雙軸、三軸型交流速度控制單元主回路原理圖,其余型號的原理與此相似。2)HV報警。HV為速度控制單元過電壓報警,當(dāng)指示燈亮?xí)r代表輸入交流電壓過高或直流母線過電壓。故障可能的原因如下:輸入交流電壓過高。
45、應(yīng)檢查伺服變壓器的輸入、輸出電壓,必要時調(diào)節(jié)變壓器變比。直流母線的直流電壓過高。應(yīng)檢查直流母線上的斬波管Q1、制動電阻RM2、二極管D2以及外部制動電阻是否損壞。 加減速時間設(shè)定不合理。故障在加減速時發(fā)生,應(yīng)檢查系統(tǒng)機(jī)床參數(shù)中的加減速時間設(shè)定是否合理。機(jī)械傳動系統(tǒng)負(fù)載過重。檢查機(jī)械傳動系統(tǒng)的負(fù)載、慣量是否太高;機(jī)械摩擦阻力是否正常。3)HC報警。HC為速度控制單元過電流報警,指示燈亮表示速度控制單元過電流。可能的原因如下:主回路逆變晶體管TMlTM3模塊不良。電動機(jī)不良,電樞線間短路或電樞對地短路。逆變晶體管的直流輸出端短路或?qū)Φ囟搪?。速度控制單元不良。為了判別過電流原因,維修時可以先取下伺服
46、電動機(jī)的電源線,將速度控制單元的設(shè)定端子S23短接,取消TG報警,然后開機(jī)試驗。若故障消失,則證明過電流是由于外部原因(電動機(jī)或電動機(jī)電源線的連接)引起的,應(yīng)重點(diǎn)檢查電動機(jī)與電動機(jī)電源線,若故障保持,則證明過電流故障在速度控制單元內(nèi)部,應(yīng)重點(diǎn)檢查逆變晶體管TMITM3模塊。4)OVC報警。OVC為速度控制單元過載報警,指示燈亮表示速度控制單元發(fā)生了過載,其可能的原因是電動機(jī)過流或編碼器連接不良。5)LV報警LV為速度控制單元電壓過低報警,指示燈亮表示速度控制單元的各種控制電壓過低,其可能的原因如下:速度控制單元的輔助控制電壓輸入ACl8V過低或無輸入。速度控制單元的輔助電源控制回路故障。速度控
47、制單元的+5V熔斷器熔斷。瞬間電壓下降或電路干擾引起的偶然故障。速度控制單元不良。6)TG報警。TG為速度控制單元斷線報警,指示燈亮表示伺服電動機(jī)或脈沖編碼器斷線、連接不良:或速度控制單元設(shè)定錯誤。7)DC報警。DC為直流母線過電壓報警,與其相關(guān)的原因主要是直流母線的斬波管Q1、制動電阻RM2、二極管以及外部制動電阻不良。維修時應(yīng)注意:如果在電源接通的瞬間就發(fā)生DC報警,這時不可以頻繁進(jìn)行電源的通、斷,否則易引起制動電阻的損壞。(2)系統(tǒng)CRT上有報警的故障FANUC模擬式交流伺服通常與FANUC0A/B、FANUCl0/11/12等系統(tǒng)配套使用,當(dāng)伺服發(fā)生報警時,在CNC上一般亦有相應(yīng)的報警
48、顯示。在不同的系統(tǒng)中,報警號及意義如下。1)FANUC-0系統(tǒng)的報警4N0報警:報警號中的N代表軸號(如:1代表X軸:2代表Y 軸等,下同),報警的含義是表示n軸在停止時的位置誤差超過了設(shè)定值。4N1報警:表示n軸在運(yùn)動時,位置跟隨誤差超過了允許的范圍。4N3報警:表示n軸誤差寄存器超過了最大允許值(32767);或D/A轉(zhuǎn)換器達(dá)到了輸出極限。4N4報警:表示n軸速度給定太大。4N6報警:表示n軸位置測量系統(tǒng)不良。940報警:它表示系統(tǒng)主板或速度控制單元線路板故障2)FANUCl0/11/12系統(tǒng)的報警SV00報警:測速發(fā)電動機(jī)斷線報警。SV01報警:表示伺服內(nèi)部發(fā)生過電流(過負(fù)載)報警,原因
49、同OVC報警。SV02報警:速度控制單元主回路斷路器跳閘。SV03報警:表示伺服內(nèi)部發(fā)生異常電流報警,原因同HC報警。SV04報警:表示驅(qū)動器發(fā)生過電壓報警,原因同HV報警。SV05報警:表示來自電動機(jī)釋放的能量過高,發(fā)生再生放電回路報警,原因同DC報警。SV06報警:電源電壓過低報警,原因同LV報警SV08報警:停止時位置偏差過大。SV09報警:移動過程中,位置跟隨誤差過大。SVl0報警:漂移量補(bǔ)償值(PRMl834)過大。SVll報警:位置偏差寄存器超過了最大允許值(32767);或D/A轉(zhuǎn)換器達(dá)到了輸出極限。SVl2報警:指令速度超過了512KP/s。SVl3報警:驅(qū)動器未準(zhǔn)備好報警,原
50、因同“VRDY燈不亮”故障。14)SVl4報警:在PRDY斷開時,VRDY信號已接通。15)SVl5報警:表示發(fā)生脈沖編碼器斷線報警,原因同TG報警。16)SV23報警:表示發(fā)生伺服過載報警,原因同OH報警。其余SV報警,詳見附錄中的FANUC ll報警一覽表。此外,通過CNC的診斷參數(shù),還可以進(jìn)一步確認(rèn)故障的原因與伺服驅(qū)動器的各種狀態(tài)信息,有關(guān)內(nèi)容可參見本章第5.2.3節(jié)。2數(shù)字式交流伺服驅(qū)動單元的故障檢測與維修(1)驅(qū)動器上的狀態(tài)指示燈報警FANUC S系列數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器,設(shè)有11個狀態(tài)及報警指示燈,指示燈的狀態(tài)以及含義見表5-8。以上狀態(tài)指示燈中,HC、HV、OVC、TG、DC、L
51、V的含義與模擬式交流速度控制單元相同,主回路結(jié)構(gòu)與原理亦與模擬式速度控制單元相同,不再贅述。表5-8中,OH、OFAL、FBL為S系列伺服增添的報警指示燈,其含義如下。表5-8FANUCS系列驅(qū)動器狀態(tài)指示燈一覽表代 號 含 義 備 注代 號 含 義備注PRDY位置控制準(zhǔn)備好 綠色DC直流母線過電壓報警紅色VRDY速度控制單元準(zhǔn)備好 綠色LV驅(qū)動器欠電壓報警紅色HC驅(qū)動器過電流報警 紅色OH速度控制單元過熱HV驅(qū)動器過電壓報警 紅色OFAL數(shù)字伺服存儲器溢出OVC驅(qū)動器過載報警 紅色FBAL脈沖編碼器連接出錯TG電動機(jī)轉(zhuǎn)速太高 紅色1)OH報警。OH為速度控制單元過熱報警,發(fā)生這個報警的可能原
52、因有:印制電路板上S1設(shè)定不正確。伺服單元過熱。散熱片上熱動開關(guān)動作,在驅(qū)動器無硬件損壞或不良時,可通過改變切削條件或負(fù)載,排除報警。再生放電單元過熱。可能是Q1不良,當(dāng)驅(qū)動器無硬件不良時,可通過改變加減速頻率,減輕負(fù)荷,排除報警。電源變壓器過熱。當(dāng)變壓器及溫度檢測開關(guān)正常時,可通過改變切削條件,減輕負(fù)荷,排除報警,或更換變壓器。電柜散熱器的過熱開關(guān)動作,原因是電柜過熱。若在室溫下開關(guān)仍動作,則需要更換溫度檢測開關(guān)。2)OFAL報警。數(shù)字伺服參數(shù)設(shè)定錯誤,這時需改變數(shù)字伺服的有關(guān)參數(shù)的設(shè)定。對于FANUC 0系統(tǒng),相關(guān)參數(shù)是8100,8101,8121,8122,8123以及81538157等;對于10/11/12/15系統(tǒng),相關(guān)參數(shù)為1804,1806,1875,1876,1879,1891以及18651869等。3)FBAL報警。FBAL是脈沖編碼器連接出錯報警,出現(xiàn)報警的原因通常有以下幾種:編碼器電纜連接不良或脈沖編碼器本身不良。外部位置檢測器信號出錯。速度控制單元的檢測回路不良。電動機(jī)與機(jī)械間的間隙太大。(2)伺服驅(qū)動器上的7段數(shù)碼管報警FANUC C系列、/i系列數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器通常無狀態(tài)指示燈顯示,驅(qū)動器的報警
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