BAUMULLER包米勒bum63f伺服控制器维修

• 作者: 王工
• 来源: 郡控公司
• 日期: 2018-01-11
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 这次来说说鲍米勒伺服器的维修。
 包米勒是德国一家隐形的家族企业，追溯历史可以从1930开始，到如今也有七八十年的发展历史了。关于包米勒的资料很少，介绍的也不多。这主要是包米勒的发展宗旨不同，始终致力于为高端客户OEM服务。在印刷，塑料、包装、纺织等行业，是可以看到鲍米勒产品的。包米勒的产品在工控设备中是高端产品，性能稳定，功能强大，价格不菲。
 在工控领域，协同合作，取长补短的公司，比比皆是。这些隐形公司配套的产品，在专业性，稳定性来说，甚至超过一些世界500强企业。并不是每个品牌都像西门子，abb，斯耐德一样的走在市场的前沿，产、供、销一把抓的，成名于天下，路人皆知。欧美的工业产业，比较成熟，一些顶级品牌选择适合自己的合作伙伴，共同打拼，成就了一些响当当的品牌，比如今天要说的包米勒就是，典型的合作伙伴就是海德堡，印刷设备中的带头大哥。
 话说多了，跟主题无关，对鲍米勒这个企业来说，我也是一知半解。只是修过该品牌的一些伺服，变频器，和直流调速器，从产品上认识了包米勒提供的配套设备。 这就是包米勒伺服控制器，外观朴实，功能强大，在配套设备中神一样存在的品牌。

 这台bum63f运动控制器是加拿大hasky（哈斯基）注塑机上配套的产品。hasky这个品牌，在全球注塑机中还是有点名气的，传说其热流道技术独步天下。有没有这么厉害不好说，但人家和可口可乐和百事可乐可是好基友，两个饮料大佬的注塑设备都是hasky提供的。这台baumullerbum63控制器功率达75kw，控制代码报工位61。我没有哈斯基的操作手册，无法得知工位61是什么故障，但既然确定是包米勒bum63f坏了，运动控制器坏了我还是有办法的。
 客户是一家上市公司，生意兴旺且不差钱的那种。设备处故障后曾经和不同的维修单位接触过。邮件中我答：可以维修，价格不超过2w，具体案例可以在我公司官网中浏览。个人觉得，干工业设备维修这行，算不上做生意。靠技术吃饭，诚实守信是立身之本，没必要先忽悠客户。需要修理的产品，在自己没有实际检测，是没办法给出准确的维修价格的。我的经验是根据设备价值，给出一个上限值和下限值，在这个范围内，可以接受，再谈把设备发过来。
 对方很有诚意，几天后设备如约而至。Baumueller包米勒伺服控制器型号有BUM60、BUM61、BUM62、BUM63、BUM64等等。这台包米勒型号bum63f-150/195-54-0-m-211，从型号分析可以看出：输出最大电流195安、水冷、母线电压540伏……这些参数。因为没有winbass软件，故无法查看故障数据。（值得注意的是，同是bum617、bum618、bum619系列却是插接式的小功率伺服器，在印刷机上较多，因为io控制和通讯接口复杂，要带马达测试几乎不可能，一般都是维修单元电路，再在维修台上测试。说起来复杂，其实维修成功率还是较高的。） baumuller bum63f铭牌，最大可加载90kw的伺服电机，水冷，380v工作电压

 这台设备，静态测试模块，正常！上电，显示正常！！故障显示，不知道也无法查看！！！
在找不到更多的故障记录的前提下，的确不好下手也不能乱下手。如行医的大夫，临床经验多了，都有一套自己的绝招。我的办法是先去浏览说明书，重点理解电源+辅助电源（很多高级设备都有辅助电源），i/o端口，和编码器，如果选配有通讯板卡，也要大致梳理一下用途。对不熟悉的机型，说明书是第一步，看一天的说明书是有报酬的，这比什么头绪都没有，一上来就拆电路板，动烙铁，有把握得多。第二步才是拆解硬件，要先拍照，复杂且相同插接口较多的，必须作标号。运动控制器虽然复杂，可万变不离其宗，也是由单元电路组成的，单元电路无非就是：1.整流母线单元。2.电源及电源管理单元。3.驱动控制和功率模块单元。4.控制器单元。 静态测试模块，正常！上电，显示正常！！故障显示，不知道也无法查看！！！

 既然加辅助电源显示正常，可以证明电源大致是好的。维修时，我的检测顺序是，先从故障高危单元开始，最后是最少出问题的控制单元。包米勒的产品，喜欢分立元件和贴片元件混用，易损易热的地方，直插元件；小信号低压的地方，贴片元件。从个人的维修经验看，包米勒辅助电源是24v供电，发热也控制得非常不错，所以电容失效的机会并不多。维修分以下几步进行：
一、整流母线控制板检测。为什么先从整流母线控制板开始呢？这张板集成了包米勒bum63f的电源故障输出和电源准备好输出的电路。测试这张板，处理要辅助电源外，还要加380v工作电压获得波形，才有驱动脉冲输出。母线控制板上攘括了脉冲相位比较，和复位电路。原理是：三相输入，三个弦波经整形驱动电路，分别控制全桥可控硅的触发脉冲！几秒钟后，如果母线电压没达到设定值，继电器和数字端口就跳电源故障，触发随即停止！通过外部复位电压强制复位，过程同上。 整流母线控制板，说白了就是控制整流母线，复杂的是加入了n多检测电路

二、驱动逻辑控制板。这张板卡是bum63f的重中之重：驱动小信号处理、母线检测、安全检测、辅助电源检测、温度检测、电流反馈。都在这张板上完成。这张板的核心芯片是一个可编程的逻辑处理器。检测的数字变量就由它完成。模拟信号直接去控制器的a/d转换电路。 驱动逻辑控制板，这张板是bum的关键板卡

三、功率驱动电路，包米勒bum63f的驱动单元是分立的，采用单元独立供电。顺便说一句，包米勒的电源变压器，是容易出问题的元件，需要重点检测。另外，关于大功率运动控制器，正负驱动波形，必须平整。（越是大功率的驱动器，触发和截止波形越讲究。小功率脉冲变形，大不了跳启动过流接地等故障，大功率的驱动脉冲，要是波形拖泥带水，就直接炸模块，从不犹豫！） 驱动板在模块上边，共六路，单独电源

四、反馈电路。运动控制器的反馈很多，对维修来说，讲究的是电流反馈和编码器反馈电路。这两部分有问题，过流、过载、电机抖动、都有可能发生！内置电流传感器是固定件，只做静态+动态检测，就可以确定好坏。编码器是配置件，是用编码器，还是解析器，那要根据匹配的马达来决定。编码器的推荐使用，可以在控制器的型号上看出来。 控制器，型号bus-vc-ac-xx,一般配合什么编码器使用，就查这个控制器能看出来

三天以后，经过以上的几个单元分析测试后，故障还真的给我找出来了！我给电流传感器做动态检测的时候，测绘了电路图，将传感器出来的三相波形，往后推了三级。测试时发现，霍尔出来的波形幅度相等，第二级幅度也相等，但到第三级（也就是直接去控制器）时，v相的波形，幅度明显变大且有失真！检查再三，发现是运放ic的反馈电阻变大，更换电阻，三相波形幅度相同。
由于这台运动控制器无马达测试，也带了通讯卡。通讯卡的目的是和hasky哈斯基注塑机控制电脑进行通信，为了确定故障，打电话和工厂技术员反复沟通。技术员确定，这台设备在出故障后也开起来过，但射胶时马达就抖动得很厉害，然后注塑机停机，操作界面报警工位61故障。工位61是什么鬼？！还是无法知道，我认为是电机抖动造成过载报警。于是决定去一下现场装机。结果更恼火的故障却在后头等着我。 控制器内板卡。通讯，反馈，i/o端口，软件连接口均在控制器上完成，bum只是功率通路而已

 去客户现场那天天高云淡，信心满满的。到现场已经11点，抓紧装机。上电显示正常，提示安全电压异常，关闭安全门故障消失。正准备启动，注塑机控制屏跳出工位61故障，幺蛾子终于出现了！赶快看伺服控制器跳出的故障代码，发现根本没有故障提示，倒是控制器电源莫名的出现打嗝，数码管一明一灭的。
难道外部有短路？ 现场打开了，但故障仍未解决

仔细的判断了一下现场接线，还是怀疑有外部短路。拔掉i/o插头，故障依旧，拔下安全插头，故障依旧，拔掉编码器插头，故障马上消失。同行的技术员说，糟糕，编码器坏了！根据控制器型号得知，包米勒bum63编码器用解析器（旋转变压器）！但经验告诉我，在实际维修中，旋转变压器损坏的几率很小，这也是为什么航空航天设备，至今还采用解析器作为反馈控制的一个原因，这东西性能太可靠了！现场测了一下，解析器的励磁线圈三十多欧，基本正常。
 找一颗五十欧电阻插上励磁输出插孔，故障依旧会出现！由此粗略判断不是旋变短路，除了旋变，最值得怀疑的就是电源了。先查看控制器中的解析器板卡，正常。现场也找不到电源并联，故障无法进行下去。客户的目光也是，先是欣喜，然后怀疑，最后是失望！现场失手是很难堪的，我真恨不得地上有两个洞，让自己钻下去算了！
沮丧归沮丧，设备还得拉回来维修！
 这次行程不是说也没有收获，至少弄明白了hasky哈斯基注塑机工位61的故障是什么原因了。现场工程师只判断出故障点，但将故障细致到运动控制器上，他就不知道了。
 回来忙得要死，但那个设备放在那里，便如鲠在喉，送走几台应急维修设备后，又静下心来研究它。最后确定是电源带载故障。包米勒的电源复杂是出了名的。除了母线控制板独立电源，信号板，驱动，控制器的电源都是由辅助电源控制，更恼火的是，几路供电存在时序信息，错了照样黑屏。我花了大半天的时间，干脆将原理图理了出来。 这是电源图纸的一部分，注释部分为故障点，开关变压器绕组图示有错，未更改

 经过分析，这个电源居然带过流过压控制，当插上解析器，解析器工作的时候，+8v电源有20ma的工作电流，就是这20ma的电流，造成电源间隙性的保护。分析图纸良久，目光锁定在初级一个零点几欧的过流电阻上，因过流电阻采用特殊材料，准确数值不得而知，采取并联0.1欧电阻后，故障消失。先不忙着装机，找一个多摩川的解析器，连接在x24的插口上，额外再人为的加载30ma假负载，试机一个小时，温升正常。电源未出现啸叫、打嗝现象。去除假负载，带解析器通电24小时，由于较忙，便沟通好打包发给客户，由客户工厂技术人员装机测试。
 三日后，喜讯传来：王工你好！设备已装机使用正常，谢谢！至此，2017年第二个难修的设备搞定！