機床電氣故障檢修實訓裝置的實現

周全林 洪燁

摘要：在機床電氣維修過程中，機床電氣故障檢修是十分重要的一個內容，是電工維修人員學習的重要環節。在機床電氣故障檢修方面，實訓裝置是十分重要的設備，是機床電氣故障檢修的基礎保障。本文就機床電氣故障檢修實訓裝置的設計與實現相關內容進行分析。

關鍵詞：機床電氣；故障檢修；實訓裝置

機床電氣故障的排除訓練不但可以加深對電路工作原理的理解，而且可以鍛煉操作者的分析問題、解決問題的能力。機床電氣故障的檢修也是中高級維修電工必考項目之一。機床電氣的故障排除訓練一般在故障檢修實訓平臺上進行，該平臺可以模擬真實的場景進行故障的設置和排除，是一個理論和實踐相結合的學習平臺。為了滿足平時技能鑒定的需要，培養操作者的實操能力，設計一個實用、好用、耐用，價廉物美的機床電氣故障檢修實訓裝置就顯得非常重要，而且有重要的現實意義。

一、機床電氣實訓設備存在的問題

目前市場上存在著多家公司生產的機床電氣實訓設備，最早的排故實訓設備是通過插拔實驗箱里的接線來設置故障點的，每次設置故障都要打開后蓋，很不方便，且隱蔽性差，長期使用容易出現接線松動的現象。另一種早期的排故實訓設備是通過串接在電路中的撥動開關在設備背板上進行故障點的設置，操作雖然簡單，但同樣缺乏隱蔽性，而且由于前后都要操作，故設備空間利用率低，占用較大實訓室空間，現已淘汰。隨著計算機技術的發展，現在市場上出現了智能化的機床電氣實訓設備。它綜合性強，功能多，不但可以進行機床線路的連接實驗，而且還可以把多臺設備與電腦組成一個網路，利用電腦對每一臺設備進行故障的設置，學員或考生查找到故障點之后，通過智能答題器進行答題，電腦自動評分，具有使用方便快捷，便于管理等優點。缺點是價錢高，容易壞，購買數量有限，后期維護成本高。還有些機床電氣實訓設備，不但具有上述功能，還把PLC、變頻器、觸摸屏等整合在一塊，每臺設備都配上電腦臺和電腦，看起來很現代化，但華而不實，實際使用價值不高。。此外，由于生產廠家缺少對設備使用者使用習慣的研究，導致的實訓設備損壞率居高不下，后期要投入大量資金進行維護，增加了使用成本，影響了正常試驗和培訓。所以一個好的實訓設備不但要好用，更要耐用、實用，具有價格低廉，后期維護成本低等優點，只有這樣的設備才能滿足機床電氣培訓的實際需求。

二、實訓裝置的設計制作

實訓平臺采用950mm×800mm×1100mm的鋼制框架單體結構，結實耐用。臺面的前半部分是一個950mm×300mm的工作平面，用于裝貼電氣原理圖和放置工具，后半部分成450向上傾斜，中間空出，邊緣有槽，用于放置實驗箱。這樣的設計不但符合人體工程學，便于操作，更重要的是由于采用傾斜設計，降低了實訓平臺的高度，視線不再受到阻擋，方便培訓者進行教學管理。采用傾斜設計，既節省了空間又便于管理，這是本實訓裝置的設計亮點之一。實訓平臺的底部裝有帶剎車的萬向輪，方便移動。實訓桌下面設計成雙層橫板模式，用于放置實驗箱和電動機實驗板，使得整個實訓裝置緊湊、簡潔，空間利用率高。實驗箱體采用鋼制結構，面板尺寸為700mm×550mm，后蓋板為600mm×520mm×12mm。后蓋板由于不經常拆卸，所以用螺絲與面板固定即可。面板左右兩邊各有一個把柄，方便搬動。由于實訓平臺采用金屬框架結構，故必須有良好的接地保護。另外每個實訓平臺的側面都安裝有五孔電源插座，每個試驗箱體都采用五線制，用插接線的方式供電。電源插孔和插接線用不同的顏色加以區別，方便、安全。電源開關采用具有漏電保護功能的空氣開關。考慮到實訓平臺的尺寸和成本，所用器件在不影響電路功能的情況下可用體積小一點的器件，電磁吸盤用小型電磁鐵代替等。在試驗箱面板上繪制好元件布置圖，并標注上與原理圖器件一致的文字符號，打好安裝和接線的小孔，然后把所有器件都固定安裝在規定位置上。線路連接時，主電路采用1.5mm2 的紅、綠、黃三種顏色導線，控制線路用1mm2藍色導線。與裸露在面板上的器件連接時用單股硬導線，其余可用軟導線。這樣可以保證裸露在外的導線橫平豎直，整齊美觀。導線穿過面板時要套上塑料環，以免損傷導線。在實驗箱面板的背面用接線端子排和線槽連接線路，所有裸露在器件外面的導線端頭上都要套上編號與原理圖一致的線號管，方便故障檢測。另外，在安裝器件和插接孔時，一定要注意與金屬面板保持絕緣，防止漏電。直流繼電器模塊和直流電源模塊安裝在實驗箱的后蓋板上，通過數據排線連接到箱體的側面接口，然后再通過數據排線與控制盒相連接。控制盒主要由安裝在印刷電路板上的撥碼開關組成。為了降低成本，減少占用面積，可選用小功率的三相異步電動機代替真實的機床電機，并把電動機安裝在一塊700mm×300mm×40mm的金屬底板上，用插接線的方式與試驗箱連接，電機要接地保護，在電機轉軸上安裝彩色小轉盤，方便觀察電機的運動情況。所有接插件連接線均采用安全型疊接插頭，使用方便，為實驗提供了極高的安全性。故障點的設置主要是根據考證要求的需要合理設置，難易結合，可設置0～30個故障點。機床電氣實訓設備一般只設置斷路故障，故障種類單一，不能反映真實的故障情況，不利于培養學員的故障檢修能力，因此，本實訓裝置設置的故障包括斷路和短路兩種。但在進行短路故障點設置時，要充分考慮安全和對電路的影響，防止損壞器件。安裝完成之后，先進行線路的全面檢查，確保安裝成功。然后在不設故障的情況下進行通電試驗，看接觸器的動作和電機運轉是否符合工作要求，之后逐一調試故障設置狀態，檢查故障點和故障現象是否相符，若在調試過程中發現問題應及時解決，直到設備完全滿足設計要求為止。

三、結束語

機床電氣故障檢修實訓裝置是在綜合比較多種機床實訓設備優缺點，并對使用過程中出現的問題進行了充分研究的基礎上設計出的一種簡單實用、成本較低、維護簡便、故障率低的電氣故障檢修設備。

參考文獻：

[1]鄭小年.華中數控系統故障診斷與維修手冊[J].科技與企業，2015.

[2]鄧三鵬.數控機床故障診斷與維修[J].企業文化，2016.