摘要：文章以沈阳华中数控CAK36S型数控车床为例，详细阐述了数控机床中急停电路的工作原理、发生故障的类型及原因，并结合具体实例，对故障维修的思路与方法进行了详尽的论述。
急停故障是数控机床中常见的故障之一，本文以沈阳华中CAK36S型数控车床为例，对急停电路的工作原理、故障发生的原因及处理方法予以剖析。
1．急停的概念及意义
“急停”即“紧急情况（Emergency），需要停止”，急停回路的设置是当机床处于紧急情况下，系统能够立即处于“急停”状态，以防事故进一步扩大。数控机床进入急停状态后，主轴、伺服驱动与刀架等动力电路立即断电，并进入锁死与抱闸状态。
引起CNC系统启动“急停”程序的可以是外部操作人员，也可以是内部系统监控程序。当操作人员发现机床在运行过程中出现重大程序或操作错误，如产品的报废带来重大损失，机床飞车、撞刀等严重机床故障，乃至造成人身伤害时，应迅速果断拍下操作面板上的紧急停止按钮，迫使系统立即启动急停程序，进入急停状态；而内部监控程序启动急停程序，则一般为机床在启动或机床运行过程中，通过监测电气、机械等外围情况是否能够满足运行条件，当不能满足运行条件时，即进入急停程序状态。出现此类情况大多为故障所致，本文讨论的急停故障正是属于此种情况。
2．急停的工作原理
华中CAK36S型沈阳数控车床急停控制电路如图1所示。图1中的SB7为“超程解除”按钮，Q3～Q6分别为X轴+X向、―X向，Z轴+Z向、―Z向超程限位开关，QF0为主轴电动机散热风扇的空气开关辅助触点，以确保在主电动机风扇通电的情况下，可正常启动系统。另ES1端子和手轮的“急停按钮”串接后，接入数控系统的专用信号检测点（即本电路的急停按钮是接在了手轮连接线处，为节省篇幅，图中并未画出）。
与急停相关部分的控制电路如图2所示。
当X、Z?轴的行程在规定的“有效区域”，即Q3～Q6任意一个行程开关没有被压下（致使其断开），操作面板的“急停按钮”未被按下（按下后断开），同时主电动机散热风扇通电（电动机可以很好地散热，不会被烧毁）→CNC的专用信号端子ES3输出低电平→KA28继电器线圈通电→主触点闭合，接通PLC输入端口的X2.4（见图2a），“外部允许”信号有效，KA28继电器另一路触点接入变频器的“外部故障”输入引脚（高电平为故障，见图2b），通知变频器外部电路正常；当CNC系统检测到伺服系统的准备好“READY”信号（PLC的X2.5）、主轴报警信号（PLC的X3.0），外部允许（PLC的X2.4），同时一切正常后→CNC系统向伺服驱动器通过PLCY0.2发送“使能信号”，同时PLCY0.0“允许运行”信号有效（见图2a）→KA20继电器线圈通电→KM0接触器通电并自锁→伺服系统三相220V交流电源（图中并未画出），刀架、冷却电路所需的110V交流电源接入（见图2c）→系统启动完毕，进入待机状态。
当Q3～Q6其中任意一个行程开关一旦被压下（即X、Z?轴任意一方向超程）或QF0断开→KA28继电器线圈断电→外接变频器第3脚的KA28继电器主触点断开→变频器工作在“故障”模式（禁止电动机运转），同时PLC的X2.4“外部允许”信号无效→PLCY0.0“允许运行”信号无效→KA20继电器线圈断电→伺服系统、刀架冷却等电路的动力电源被断开，系统处于“急停”状态。
由此可见，当X、Z?轴任意一方向超程时，系统将进入急停状态，为了“解除急停”状态，可以通过手动按下操作面板上的“超程解除”按钮，旁路Q3～Q6行程开关，强制使KA28通电，“外部允许”信号有效，机床处于“临时正常”状态，而此时按下对应超程轴的反方向运动手动按钮，可使超程轴移动至“有效区域”，行程开关被“松开”后，系统的“急停”状态被解除。
综上所述，数控系统中的硬件急停一般为系统厂家采用专用的PLC接入检测点，对其硬件进行检测，一旦发现运行条件不能满足事先约定的规定要求时，便启动急停程序，进入急停状态。
3．引起急停故障的类型及原因
发生急停故障的原因一般分为由软件引起与硬件引起，如果机床不是在调试阶段，又没有修改参数，则硬件故障较为常见。故障的类型及原因如附表所示。
4．维修实例
下面结合一个具体急停故障实例，说明其维修过程：
（1）故障现象。华中数控CAK36S型沈阳数控车床，机床开机回参考点的过程中，Z轴行程至全行程大约过半时机床出现急停。转入手动状态后，按下“超程解除”按钮，使Z轴负向移动，急停状态可以解除，再次返回到回参考点操作，当Z轴再次正向移动到大约同样坐标位置，又出现急停。
为了验证其他功能状态情况如何，转入手动状态后，当Z?轴运行至大约同样位置，系统同样发生急停，进入急停状