机床排故实训台的设计和制作

姚 云

机床线路排故是一门理论与实践紧密相连的课程，也是中职类学校电类专业学生的必修课，该课程通过介绍几种典型机床的结构、动作过程、常见故障分析及排除方法，可以使学生掌握机床控制线路的设计、选材、原理分析及如何正确排除故障，让学生掌握机床的工作原理和安装接线及工艺要求。[1]学生在考维修电工中级证时，就需要运用机床线路排故知识。因此，模拟机床排故装置是中职学校必备的教学设施之一，同时也是劳动职业技能鉴定部门机床电气技能实操培训和考核鉴定的设备。

为了满足学生考证和实践训练的需要，我校已经购买了C 6140车床、M 7120平面磨床、X 62 W万能铣床、T 68镗床等常用机床设备，但是学校目前存有的设备已远远不能满足需求，原因有以下两点：（1）僧多粥少。我校的各类机床，同一个种类的最少5台，最多也不过10台，而电气工程系共有24个班级，每个班都要在不同的阶段学习机床排故的知识，有时一个学期，就有7个班级在日常的课堂中需要用到机床排故设备，即使分小班项目化教学，也往往需要六七个人一台机器；（2）同一型号机床，排故方式的设置不同。现有的设备中，拿M 7120平面磨床举例，有3台需要用电脑软件控制故障点设置，有两台是需要进行插卡设置故障点，另外4台是用拨动按钮来设置故障点，设置方式的不同造成了教学上的不便。

前几年，为了满足部分考证同学的实践训练要求，我校曾经组织部分专业教师设计并制作了2台X 62 W万能铣床，2台T 68镗床，这4台设备使用至今，已经成为中级维修电工考证中不可缺少的设备。本文主要根据前期制作过程进行改进，并提出了后期的推广。

一、准备阶段

（一）认真调研，博采众长

在设计之前，先参观多所同类学校的排故面板，并进行实践操作测试，细心体会这些面板设计的优缺点。同时虚心听取其他学校在实际教学、电工考级使用过程中存在的问题与建议。另外与学生交流所使用的模拟机床排故装置的感受与意见，并作好详细记录，根据调研，进行认真分析，博采众长，使整体设计更加优化。

（二）选定需要制作的机床，绘出电气控制原理图

机床排故教材中，机床设备很多，在设计制作时，可以选择最具代表性的、利用率最高的机床，比如前期制作的X 62 W万能铣床和T 68镗床，这两个机床的电气控制线路和排故，是大纲中要求学生必须掌握的机床设备。[2]

各类机床的电气控制原理图在维修电工教科书或电力拖动类、电气控制类等教科书中都有详细的资料，同时也可以参照学校已买设备的电气控制原理图，这些原理图已经清楚的画明了各种电气元件之间的连接关系以及机床工作原理。[3]设计小组需要仔细审读，理解电路设计的工作条件，并对原理图进行修改、放大，补足线号，以便接下来安装调试。

（三）绘制制作模型和电气布置图

根据机床原理图，针对调研结果进行分析，设计小组一起讨论，绘制面板框架、面板尺寸、材料和支架装置图，同时确定机床的输入电源、额定电流、漏电保护装置和需要的各类元器件的种类以及接线和排故的方式，绘制出元件布置图和接线图。

二、制作过程

（一）考核台框架制作

框架制作面板参照现有的实训考核台面板，考核台可用支撑架配合箱体式接线板，所有的元器件可固定在接线面板上，板后安装线槽并进行连线。支架上设计横杠用于放置电动机，以前实训设备的电动机都放在实训台中的柜子里，查看不太方便，而且学生使用时，经常开关柜门，导致柜门的铰链经常损坏，因此把电机放在横杠上，可以清楚的看到电机的运行情况。支架的脚上用4个滑轮支撑，移动方便。在面板上，空出最下端，张贴该机床原理图，学生在操作时，可以同时借鉴原理图进行分析。

（二）安装元器件

安装前，根据绘制好的电气原理图和电气布置图再核对一下元器件，然后根据图纸在实训台面板上进行布置，布局要求合理，美观，距离适中。实际机床中使用的各类元器件规格都比较大，在制作时，可缩小规格，这样能够缩小整体面积，也能减少成本，只要实物图能和电气控制原理图相对应即可。选用学生经常能用到的元器件，器件布置时也尽量贴近学生日常接触的电工板。操作中，有些元器件需要进行频繁的动作，比如交流接触器、指示灯、行程开关、时间继电器等，因此尽量选择一些质量好、有口碑的品牌，这样能提高设备的使用寿命。为了观察方便，所有的元器件都接在同一面板上。确定安装位置后，对各类元器件进行固定安装，同时把需要安装的穿线孔也一并打好，在安装好的元器件下面贴上该元器件的符号。

（三）布线

布线属于隐蔽工程，但对于机床的正常运行、故障点的设置和设备的维护显得尤为重要，因此走线与设计一定要进行合理规划，布线要求美观、实用，方便以后出现问题后的检测。在布线时，主回路和控制回路可以使用不同颜色的线，照明指示电路也可以选用另外的颜色的线。所有线路可经过线槽，线头上套用号码管，布线时要求走线合理，节点紧固，露铜适中。在与按钮和电动机进行连接时，必须通过接线端子。布线完成以后，再检查一遍，根据原理图上线路编号检查实训台上编号，务必要做到一一对应，有利于今后的模拟排故练习与考核。

（四）故障设置

故障点设置可以根据学生电工考级要求和学校对学生能力培养要求来设定，为了方便操作，可以采用拨动按钮来控制线路的通断，每台设备设置20-30个故障点，有简有难，有短路故障，也有断点设置。布线完成以后，在柜子内先安装一块遮挡布线的板，钻好孔，把各拨动开关露在板外，确保故障点设置的保密性。

三、调试阶段

完成安装以后，根据机床电气原理图全面检查安装正确性以及工艺质量，确保安装成功。调试时，先不设故障调试，让机床正常运行，看接触器的动作和电机运转是否符合工作要求，然后逐一调试故障设置状态，检查故障点和故障现象是否符合，拨动按键恢复正常后，能否正常运行。若在调试中发现问题，及时改进，全部调试完成后，就是一台合格的模拟机床排故装置。

四、使用与推广

整台设备都是由教师们自己选材、设计、制作，成本较低，拿X 62 W万能铣床为例，需要的成本费在3000元左右，比外面买一台设备经济实惠得多。而且在设计制作中，把以前不利于操作的地方进行了改进，变得更为实用。参与制作的教师对整台设备的元器件、线路布置及工作原理都非常熟悉，有利于后期的使用和维护。

设计过程中对原理图的分析、设计、元器件的选择、安装到最后的布线和故障点的设置，这整个制作过程中的具体要求也正好是学生考证中需要掌握的要点，因此可以由教师带队，成立学生机床排故兴趣小组，进行具体机床的设计和制作。在实践操作中，可能还会出现各种各样的问题，应让学生自行分析总结。相信通过这样的方式，不仅是学生还是教师，都能够彻底理解整台机床的工作原理，能够真正把理论运用于实践，制作出来的设备也能更好的为教学服务，提高机床控制线路教学质量和效果，促进学生综合素质提高。

[1]叶学群.“模拟机床排故电路”故障设置的探讨[J].职业，2011（20）：20-21.

[2]朱菊香，丁金根.机床电气实训考核装置的设计和实现[E B/O L].[2010-03-02].h t t p://2010.c q v i p.c o m/q k/88997 X/200909/29823223.h t m l.