Немецкая головоломка: Heidenhain UE 240D
По работе пришлось столкнуться с парой неисправностей сабжевого блока. В виду полного отсутствия схем, описания работы и вообще какой-либо информации по внутренностям устройства, ремонт превратился в длительное и мучительное действо. Но закончилось все хеппиэндом, потому ниже распишу проблемы и их решения.
Дискламер: пишется по памяти, любые совпадения с реальностью случайны, многих нужных иллюстраций нет.
Блок Heidenhain UE 240D состоит из блока питания (для самого UE 240D и нескольких потребителей, подключаемых по общей DC-шине), главного привода и трех приводов подач (см. рис. 2). Все это запихано в один корпус и помещается на трех платах. С правой стороны плата выпрямителя и IGBT-модуля главного привода (см. рис. 1). С левой стороны плата IGBT-модулей приводов подач. По центру на радиаторе закреплена плата питания низковольтной части. Формулировки не совсем корректные, но отсутствие толковой документации и времени на подробные ковыряние делает свое дело.
Рисунок 1. Плата выпрямителя и IGBT-модуля главного привода.
Теперь переходим к проблемам.
1. При оборотах шпинделя более 2000 в минуту, появляется ошибка power fail. То бишь питание на DC-шине просаживается ниже допустимого порога (та же самая ошибка и когда оно выше, но это не наш случай). При одновременном быстром перемещении нескольких осей происходит то же самое. В остальных режимах блок работает нормально.
Мытье, проверка силовых модулей, перестановка на др. станок - не помогло.
Подозрение пало на конденсаторы. Те самые, что включены параллельно DC-шине (см. рис. 2) и разбросаны по двум платам. Не подтвердились, на выпайку и проверку было убито куча времени, но увы.
Рисунок 2. Принципиальная схема силовой части.
Тогда решили докопаться до реле заряда конденсаторов. Их четыре штуки, 12 В на катушке и 80 А на контактах, марки ZETTLER (см. рис. 3). При включении блока контакты реле разомкнуты. Ток, заряжающий конденсаторы, проходит через мощные ограничивающие резисторы. После того, как напряжение на DC-шине стабилизируется, срабатывают реле и замкнутыми контактами шунтируют резисторы. Первая мысль: подгорели контакты. Прозвонка ничего не показала, но на всякий случай вскрыли и почистили (поставив декоративные прозрачные крышки (см. рис. 1)). Не помогло.
Рисунок 3. Схема силовой части выпрямителя.
Вторая мысль: короткозамкнутые витки в катушках реле. У некоторых реле были немного оплывшие корпуса, видно было, что это дело грелось хорошо. Пока соображали, как их включить, набросали схему цепи управления одной пары (см. рис. 4).
Рисунок 4. Схема цепи управления одной пары зарядных реле.
В процессе чего обнаружилась пара подозрительных резисторов. На схеме сразу после оптопары номиналом 33 Ом. Резисторы довольно мощные в SMD-корпусах. Но смонтированы крайне паршиво. Положены друг на друга бутербродом и в таком виде уже припаяны на плату (см. рис. 5). Пайка на обоих резисторных бутербродах разошлась, и одной стороной они висели в воздухе. Естественно, работа реле при этом было хорошо если нестабильной. А то и совсем ее не было.
Рисунок 5. Проблемные резисторы в цепи управления реле.
После пропайки резисторов, проблема исчезла. Через пару месяцев такая же беда приключилась с другим аналогичным блоком. Решилась так же.
2. Отсутствие сигналов на деблокировку (разжим тормозных муфт) двигателей. Появилось после короткого замыкания в станке, приведшего к выгоранию супрессора на плате IGBT-модулей приводов подач. Супрессор стоит на входе 24 В (разъем 3, рис. 6), который питает схему управления деблокировкой двигателей (разъем 4, рис. 6).
Рисунок 6. Разъемы платы IGBT-модулей приводов подач.
В схеме ничего интересного: стоит буферный инвертор, на который поступает сигнал с трех оптопар. На сами оптопары сигнал поступает с другого инвертора (см. рис. 7), который управляется внешним блоком, подключаемым к трем 20-пиновым разъемам 1 (см. рис. 6). В процессе рисования до кучи набросали и схему (см. нижнюю часть рис. 7), в которой прослеживается связь разъема 2 с 40-пиновым разъемом 1 (см. рис. 6).
Рисунок 7. Схема управления деблокировкой двигателей.
Проверка работоспособности производилась путем подключения 24 В, питания инвертора и подачи сигналов лог. "0" и "1" на соответствующие пины разъемов. Проблема оказалась в станке, в шлейфах разъемов 1 (см. рис. 6).