数控机床（急停）故障案例分析

     从图1可见，一般紧急停止回路是由“急停”开关和“各轴超程开关”串联的，在这些串联回路中还串联一个24V继电器线圈，继电器的一对触点接到CNC控制单元的急停输入上，继电器的另一对触点接到放大器PSM电源模块上（接CX4的2和3管脚）。若按下急停按钮或机床运行时超程（行程开关断开），则急停继电器线圈断电，其常开触点1、2断开，从而导致控制单元出现急停报警，主接触器线圈断电，主电路断开，进给电机和主轴电机停止运行。 
急停回路接到CNC控制单元的急停输入信号X地址是固定的，即X8.4。数控系统直接读取该信号，当X8.4信号为“0”，系统出现紧急停止报警。 
与急停报警紧密相关的信号还有G8.4信号，该信号是PMC送到CNC的紧急停止信号。若G8.4为“0”，系统则出现紧急停止报警。G8.4信号为PMC将X8.4和其他相关的信号进行综合处理的输出信号，如图2所示。

     图2 中，梯形图在X8.4后面串接了一个Xn.m信号，比如刀库门开关等（进口机床经常这样处理）。若Xn.m为“0”，即使紧急停止回路一切正常（X8.4为“1”），紧急停止G8.4仍为“0”，系统仍然出现紧急停止报警。 
可见，G8.4是“紧急停止”信号树的“根”， 而其他外围X信号和R信号是这一信号树上的“枝”。 当出现“紧急停止”不能解除的故障时，如果只查找图1所示的信号而不会从图2中的G8.4去“追根寻源”，则往往不能够排除该类故障。
二、典型急停故障及实例分析 
     机床出现急停故障时，通常围绕X8.4和G8.4信号进行分析诊断。急停故障主要有以下三种情况。 
1.紧急停止输入信号X8.4接线端的电压为0V，X8.4信号为“0”，G8.4为“0” 
     由于紧急停止输入信号X8.4接线端的电压为0V，则可能是急停回路断路或急停回路24V电源故障造成的。通常检查机床的急停开关、行程开关等急停回路上的元器件及接线是否正常，检查急停回路24V电源是否正常等。 
2.紧急停止输入信号X8.4接线端的电压为24V，但X8.4信号为“0”，导致G8.4为“0” 
     紧急停止输入信号X8.4接线端的电压为24V，说明机床外围的急停回路是正常的。在这种情况下X8.4信号为“0”，则可能的原因有以下几点：①I/O模块的输入信号插头接触**；②该输入信号的RV接收器（接收转换电路）**，如图3所示。如果是这种原因，由于X8.4地址是固定的，不能如其他信号一样更换地址，则考虑更换I/O模块上的接收器或整个更换I/O模块；③I/O模块的24V输入电源故障，导致X8.4信号在内的所有输入信号均为“0”。 
3.紧急停止输入信号X8.4接线端的电压为24V，X8.4信号为“1”，G8.4为“0” 
     这种情况如图2所示，尽管X8.4信号为“1”，但其他条件不满足（如与串联的其他信号断开），导致G8.4为“0”，引发急停报警。 
实例1：某配套FANUC 0i MC的加工中心，开机时显示急停报警，伺服电源无法接通。 
     分析及处理过程：经过初步检查，发现机床操作面板上的急停按钮并未按下，机床各轴的位置也没有达到撞上硬限位的程度，所有急停按钮都已经复位，可以断定机床急停的原因与机床的状态无关。进入机床PMC梯形图画面，检查发现PMC到CNC急停信号G8.4为“0”，证明系统的“急停”信号被输入。再进一步检查发现，系统I/O模块的“急停”输入信号X8.4为“0”，从而导致G8.4为“0”，引发急停报警。对照机床电气原理图，先测量“急停”输入信号X8.4的接线端子处，发现电压为0V（正常情况下为直流24V），可断定是急停回路断路或急停回路电源故障造成的。将急停回路接线端子逐个进行测量检查，发现机床操作面板上的急停按钮断线，重新连接后急停报警解除。 
     实例2：一系统为FANUC Power-Mate i的数控车床，开机时显示急停报警，按复位键，无法解除报警。 
     分析及处理过程：经过初步检查发现，机床操作面板上的急停按钮和机床各轴位置是正常的。进入机床PMC梯形图画面，检查发现PMC到CNC急停信号G8.4为“0”，证明系统的“急停”信号被输入。再进一步检查发现，系统I/O模块的“急停”输入信号X8.4为“0”，从而导致G8.4为“0”，引发急停报警。对照机床电气原理图，先测量“急停”输入信号X8.4的接线端子处，发现电压为24V，说明急停回路并未出现断路。怀疑是I/O模块的输入信号插头接触**。将机床断电重新插好，通电后故障仍旧。通过诊断页面检查发现，PMC的全部机床输入信号均为“0”状态，因此初步判断故障原因在I/O信号的输入信号的公共电源回路上。打开电气柜后检查发现，该机床I/O模块的电源指示灯未点亮，说明I/O模块无24V电源。进一步检查发现，该I/O模块上的保险已烧坏。更换保险后，机床工作恢复正常。