急停传感器(数控系统如何处理急停功能？)

紧急情况下，比如，工件松动、刀具与夹具碰撞等，您需要迅速按下机床控制面板上的急停（E-stop）按钮，此时机床轴立即停止移动，机床上的所有其他动作也都停止。数控系统是如何做到的呢？

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FANUC系统处理急停功能

大家知道，数控机床上有两个控制器，一个是CNC，另一个是PMC，前者主要处理连续量运动（如，轨迹插补），后者主要处理开关量动作（如，按钮、传感器等触发的启停）。

而急停的操作必须使所有的动作都停下来，因此，当机床控制面板上的急停按钮被按下时，其触点信号（通常连接常闭触点）被送至两个部件：一是伺服放大器，二是I/O单元。以FANUC 0i Mate-D系统为例，急停处理回路如图1所示。

图1 FANUC 0i Mate-D系统急停回路

（1）与伺服放大器的连接（端子CX4）

从图1中可以看出，急停信号（*ESP）决定着伺服放大器的主电源是否接通。点击“阅读原文”，看“伺服上电”。

以图2所示的βi SVSP伺服放大器为例，当CNC开机自检后，CNC轴卡通过FSSB总线发出MCON（Main Contactor ON）信号给伺服放大器，如果没有急停（由CX4端子输入）和其他报警，则放大器内部触点CX3闭合，电磁接触器MCC线圈得电，主触点吸合，放大器上的状态指示灯由两横杠（- -）变为00，同时伺服放大器返回应答信号DRDY（Drive ReaDY）给CNC，完成伺服上电过程。

图2 数控铣床实训台βi SVSP伺服放大器

如果急停按钮按下，即只要系统处于急停状态，则无法完成送电过程，表现为无法听到电柜内接触器吸合的声音，伺服放大器面板上相应故障指示灯为横杠“- -”。

（2）与I/O单元的连接（端子CB105）

急停输入连接的PMC信号地址固定为X8.4，由CB105端子接入，通常情况下通过急停按钮的常闭触点来指令该信号。

当X8.4输入为“0”时，由PMC梯形图处理将外部急停输入传至CNC，即急停信号G8.4（*ESP）输出为“0”，如图3所示。此时CNC即被复位，进入紧急停止状态，并使得“伺服准备就绪”信号F0.6（SA）为“0”。

图3 急停梯形图

SA信号（F0.6=“0”）使垂直轴伺服电机制动器抱闸（Y5.4输出为“0”导致抱闸线圈失电）。

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急停电路示例

由以上分析不难设计急停回路电气原理图，如图4所示为数控铣床实训台上急停相关回路示例。（戳蓝字看图纸）

图4 急停相关回路电气原理图

其中：

（a）为外部急停按钮电路，正常情况下，中间继电器KA10得电。KA10也称为急停继电器；

（b）为PMC I/O单元接入电路，用KA10的一组常开触点与端子CB105的A08脚和B01脚相连，正常时X8.4="1"；

（c）为伺服放大器急停输入电路，用KA10的另一组常开触点接到CX4端子的2脚和3脚；

（d）为伺服放大器内部触点CX3电路，正常（无急停）时，该触点去接通接触器KM1（即MCC）线圈110V，使放大器主电源接通。

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急停故障诊断

急停故障是指，根据机床急停生效条件无法正常使用急停功能。

故障现象：

屏幕下方出现红色闪烁“EMG”字，且无法解除，或伴有外部报警EX1000；观察到KA10不吸合；观察到KM1不吸合，也听不到接触器吸合的声音。

诊断方法：（对照图4）

（1）进入PMC诊断画面或梯形图查X8.4是否为“0”；

（2）查KA10回路。注意电压为DC24V；

（3）查X8.4回路；

（4）查CX4。将CX4插头拔下，用万用表测量两端应短路。如果为开路，则为急停回路有故障；

（5）查KM1回路，检查KM1两端电压。注意电压为AC110V；

（6）检查各个插头是否接触不良，包括CNC主板与主回路的连接。

这里需要指出的是，急停按钮≠急停信号，即急停生效条件不仅仅指急停按钮。

如图3、4所示的急停梯形图和急停电路都比较简单，实际机床上较此复杂多了。出于安全考虑，机床厂往往将一些重要的安全信号与急停按钮串联。

比如，把超程当急停处理，此时，各轴所有的超极限行程开关都串联入急停电路（a）；再比如，一台机床上可能不止一个急停按钮。

发生急停故障的原因不外乎两个方面：硬件和软件。机床使用过程中的急停故障一般为硬件引起。排故时，要对照机床急停生效条件，对回路中的每个点、每根线、每块电源加以检查。

至于学生们在实训（新机调试）时经常碰到的“一开机即急停报警”，则一般是软件引起，比如梯形图逻辑搞反、PMC停止、I/O模块地址未分配等。

（文/汤彩萍）