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工程师维修日志
德国BAUMULLER包米勒bum63f伺服控制器维修
  • 作者: 王工
  • 来源: 郡控公司
  • 日期: 2018-02-01
  • 点击次数: 2346

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。
附件 1.jpg
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。)
附件 鲍米勒bum63伺服器铭牌.jpg
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。
附件 鲍米勒bum63伺服器维修开机图片.jpg
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。
附件 鲍米勒bum63伺服器维修图片-17.jpg
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。
附件 鲍米勒bum63伺服器维修图片-8.jpg
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!)
附件 鲍米勒bum63伺服器维修开机图片.jpg
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。
附件 鲍米勒bum63伺服器控制器.jpg
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。
附件 鲍米勒bum63伺服器维修图片-22.jpg
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?
附件 鲍米勒bum63伺服器维修图片-3.jpg
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。
附件 8.jpg
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!

 

付费咨询公告
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