机床电气故障检修实训装置的实现

周全林+洪烨

摘要：在机床电气维修过程中，机床电气故障检修是十分重要的一个内容，是电工维修人员学习的重要环节。在机床电气故障检修方面，实训装置是十分重要的设备，是机床电气故障检修的基础保障。本文就机床电气故障检修实训装置的设计与实现相关内容进行分析。

关键词：机床电气；故障检修；实训装置

机床电气故障的排除训练不但可以加深对电路工作原理的理解，而且可以锻炼操作者的分析问题、解决问题的能力。机床电气故障的检修也是中高级维修电工必考项目之一。机床电气的故障排除训练一般在故障检修实训平台上进行，该平台可以模拟真实的场景进行故障的设置和排除，是一个理论和实践相结合的学习平台。为了满足平时技能鉴定的需要，培养操作者的实操能力，设计一个实用、好用、耐用，价廉物美的机床电气故障检修实训装置就显得非常重要，而且有重要的现实意义。

一、机床电气实训设备存在的问题

目前市场上存在着多家公司生产的机床电气实训设备，最早的排故实训设备是通过插拔实验箱里的接线来设置故障点的，每次设置故障都要打开后盖，很不方便，且隐蔽性差，长期使用容易出现接线松动的现象。另一种早期的排故实训设备是通过串接在电路中的拨动开关在设备背板上进行故障点的设置，操作虽然简单，但同样缺乏隐蔽性，而且由于前后都要操作，故设备空间利用率低，占用较大实训室空间，现已淘汰。随着计算机技术的发展，现在市场上出现了智能化的机床电气实训设备。它综合性强，功能多，不但可以进行机床线路的连接实验，而且还可以把多台设备与电脑组成一个网路，利用电脑对每一台设备进行故障的设置，学员或考生查找到故障点之后，通过智能答题器进行答题，电脑自动评分，具有使用方便快捷，便于管理等优点。缺点是价钱高，容易坏，购买数量有限，后期维护成本高。还有些机床电气实训设备，不但具有上述功能，还把PLC、变频器、触摸屏等整合在一块，每台设备都配上电脑台和电脑，看起来很现代化，但华而不实，实际使用价值不高。。此外，由于生产厂家缺少对设备使用者使用习惯的研究，导致的实训设备损坏率居高不下，后期要投入大量资金进行维护，增加了使用成本，影响了正常试验和培训。所以一个好的实训设备不但要好用，更要耐用、实用，具有价格低廉，后期维护成本低等优点，只有这样的设备才能满足机床电气培训的实际需求。

二、实训装置的设计制作

实训平台采用950mm×800mm×1100mm的钢制框架单体结构，结实耐用。台面的前半部分是一个950mm×300mm的工作平面，用于装贴电气原理图和放置工具，后半部分成450向上倾斜，中间空出，边缘有槽，用于放置实验箱。这样的设计不但符合人体工程学，便于操作，更重要的是由于采用倾斜设计，降低了实训平台的高度，视线不再受到阻挡，方便培训者进行教学管理。采用倾斜设计，既节省了空间又便于管理，这是本实训装置的设计亮点之一。实训平台的底部装有带刹车的万向轮，方便移动。实训桌下面设计成双层横板模式，用于放置实验箱和电动机实验板，使得整个实训装置紧凑、简洁，空间利用率高。实验箱体采用钢制结构，面板尺寸为700mm×550mm，后盖板为600mm×520mm×12mm。后盖板由于不经常拆卸，所以用螺丝与面板固定即可。面板左右兩边各有一个把柄，方便搬动。由于实训平台采用金属框架结构，故必须有良好的接地保护。另外每个实训平台的侧面都安装有五孔电源插座，每个试验箱体都采用五线制，用插接线的方式供电。电源插孔和插接线用不同的颜色加以区别，方便、安全。电源开关采用具有漏电保护功能的空气开关。考虑到实训平台的尺寸和成本，所用器件在不影响电路功能的情况下可用体积小一点的器件，电磁吸盘用小型电磁铁代替等。在试验箱面板上绘制好元件布置图，并标注上与原理图器件一致的文字符号，打好安装和接线的小孔，然后把所有器件都固定安装在规定位置上。线路连接时，主电路采用1.5mm2 的红、绿、黄三种颜色导线，控制线路用1mm2蓝色导线。与裸露在面板上的器件连接时用单股硬导线，其余可用软导线。这样可以保证裸露在外的导线横平竖直，整齐美观。导线穿过面板时要套上塑料环，以免损伤导线。在实验箱面板的背面用接线端子排和线槽连接线路，所有裸露在器件外面的导线端头上都要套上编号与原理图一致的线号管，方便故障检测。另外，在安装器件和插接孔时，一定要注意与金属面板保持绝缘，防止漏电。直流继电器模块和直流电源模块安装在实验箱的后盖板上，通过数据排线连接到箱体的侧面接口，然后再通过数据排线与控制盒相连接。控制盒主要由安装在印刷电路板上的拨码开关组成。为了降低成本，减少占用面积，可选用小功率的三相异步电动机代替真实的机床电机，并把电动机安装在一块700mm×300mm×40mm的金属底板上，用插接线的方式与试验箱连接，电机要接地保护，在电机转轴上安装彩色小转盘，方便观察电机的运动情况。所有接插件连接线均采用安全型叠接插头，使用方便，为实验提供了极高的安全性。故障点的设置主要是根据考证要求的需要合理设置，难易结合，可设置0～30个故障点。机床电气实训设备一般只设置断路故障，故障种类单一，不能反映真实的故障情况，不利于培养学员的故障检修能力，因此，本实训装置设置的故障包括断路和短路两种。但在进行短路故障点设置时，要充分考虑安全和对电路的影响，防止损坏器件。安装完成之后，先进行线路的全面检查，确保安装成功。然后在不设故障的情况下进行通电试验，看接触器的动作和电机运转是否符合工作要求，之后逐一调试故障设置状态，检查故障点和故障现象是否相符，若在调试过程中发现问题应及时解决，直到设备完全满足设计要求为止。

三、结束语

机床电气故障检修实训装置是在综合比较多种机床实训设备优缺点，并对使用过程中出现的问题进行了充分研究的基础上设计出的一种简单实用、成本较低、维护简便、故障率低的电气故障检修设备。

参考文献：

[1]郑小年.华中数控系统故障诊断与维修手册[J].科技与企业，2015.

[2]邓三鹏.数控机床故障诊断与维修[J].企业文化，2016.