机床电气线路故障排除实践教学探索
⇨⇦
摘 要：机床电气线路故障排除的实践教学尤为重要，其目标是培养学生的思维能力以及对机床电气线路故障的分析能力、排除能力，为今后从事相关工作以及学习后续课程奠定基础，其综合性强，教和学难度大。笔者结合自身在实践教学中的经验和方法，对机床电气线路故障排除实践教学进行探讨，以期为机床电气线路故障排除的实践教学提供参考和借鉴。
关键词：机床电气线路;故障排除;实践教学
在电力拖动控制线路与技能训练课程中，机床电气线路故障排除的实践教学尤为重要，其目标是培养学生的思维能力以及对机床电气线路故障的分析能力、排除能力，为以后从事相关生产实际工作以及學习相关后续课程奠定基础。但是这部分内容综合性强，教和学难度大，笔者总结自身在实践教学中的经验和方法，为机床电气线路故障排除的实践教学提供参考和借鉴。
整个实践教学按现场教学、模拟教学、现场实践三环节进行。
一、现场教学环节
机床是一个有机的整体，按钮、位置开关（行程开关）、电磁阀、电动机等电气元件分布在机床的不同位置，通过多个端子板进行连接，且工作时与机械运动部件、操作手柄等相关联。通过现场教学环节，让学生根据原理图和接线图充分了解电气元件的分布、机床运动（工作）过程、机床电气工作原理，为后续教学环节做好充分的准备。
在这个环节中应预先准备好机床电气原理图、接线图等相应的挂图，现场有条件的可以采用PPT。该环节教学步骤如下。
（一）对照机床实物讲解机床结构
在此讲解过程中，要把机床各结构部件的作用以及各运动部件的运动形式、运动方向讲解清楚。比如讲解X62W型万能铣床矩形工作台的六个方向时，要有实物作对照;如果没有相应的机床实物，可以采用机床结构分解图（照片）对照讲解。
（二）讲解分析机床电气工作原理
讲解机床电气工作原理前，首先对照机床电气原理图，说明电气元件在机床控制中所起到的作用，动作是纯电气控制动作、人工操作动作，还是靠机械部件碰撞动作。比如X62W型万能铣床的主轴启动与停止是人工操作按钮来实现的，而矩形工作台的六个方向的运动是操作手柄碰撞行程开关来实现的。然后再进行工作原理分析。分析工作原理时，应分步对每个运动部件（或电动机）的主电路和控制电路讲解分析，再综合讲解。
此步最好与第三步结合在一起，以便学生充分理解。
（三）操作并讲解机床的工作过程和注意事项（如果任课教师不熟悉操作，请机床实习指导教师操作讲解）
在此过程中，尤其要把机械运动部件、操作手柄与电气工作等相关联的问题讲透，以便学生充分理解电气工作原理，比如X62W型万能铣床的矩形工作台与圆工作台的互锁控制。
（四）根据接线图对照实物讲解电气元件分布位置
把电气控制箱、电气元件的分布位置、线路的走向介绍给学生，并告诉学生电气控制箱、电气元件的分布位置和线路的走向，这是快捷排除电气线路故障的必经之路，同时，还可以充分理解电气工作原理。
二、模拟教学环节
模拟教学环节是在实训室完成。在机床故障排除模拟实训台或自行安装完成的控制板上培养学生正确分析机床电气线路故障的能力、独立解决问题的良好习惯和安全意识。该环节教学步骤如下。
（一）教师示范操作
预先在机床故障排除模拟实训台或自行安装完成的控制板上设置几处故障点（一般3处即可）。然后按照故障调查→通电试验→故障分析→故障检测→故障排除→通电试机的先后顺序示范操作讲解机床电气线路故障检修的方法。
1.故障检修示范操作
比如CA6140型车床主轴电动机不能启动的故障检修示范操作过程。
第一，询问操作者，主轴电动机是在运行过程中突然自行停止后不能启动，还是机床供电就不能启动。如果是在运行过程中突然自行停止后不能启动，则先要考虑是否过载，热继电器FR1保护动作，再考虑是否是控制熔断器FU2熔芯熔断。
第二，机床通电试验，按下按钮SB3，观察刀架快速移动电动机是否运转，如果不运转，有可能是控制熔断器FU2熔芯熔断;如果运转，再按下按钮SB2，观察交流接触器KM是否动作，如果不动作有可能是主电动机过载保护FR1保护动作，动作则用仪表检查交流接触器主触点或线路等。
第三，根据以上情况，对照电气控制线路图分析具体故障原因。
第四，用仪表检查交流接触器KM以及热继电器触点、熔断器、线路等，找出故障的具体原因。
第五，根据故障具体原因，更换或修复元器件、线路，排除故障。
第六，通电试机，交付使用。
示范操作讲解过程需要注意以下几点：
第一，在主电路、控制电路都应当设置故障。
第二，讲解故障分析时，提示学生回顾机床的工作过程。
第三，通电试验时，必须对学生强调人身和设备的安全注意事项。要遵守安全操作规程，不得随意触动带电部分，要尽可能切断电动机主电路电源，只在控制电路带电的情况下进行检查。
第四，要给学生说明，同一故障现象，产生故障的原因和故障点不一定相同，具体情况要具体对待、具体分析，不能一概而论，应先机械，后电气;先简单，后复杂;先检修通病，后攻疑难杂症;先公用电路，后专用电路。
第五，当测量元器件触点、线圈阻值时，务必断开设备电源。
（二）学生操作训练
按照2～4人一组分组训练。故障点由学生相互设置，可以便于学生更进一步理解电气线路工作原理。
学生操作训练注意事项如下：
一是设置故障不得设置短路故障以及剪断线路导线或更换接线位置。
二是设置故障后，必须经教师检查认可后，方可进行故障检修。
三是学生要善于自我总结。
机床电气线路出现的故障五花八门、千奇百怪，要善于总结经验，提高效率。把任何一台有故障的电气设备检修完后，应该把故障现象、原因、检修经过、技巧、心得记录在专用笔记本上，学习掌握各种电气设备，归纳机电理论知识，熟悉其工作原理，积累维修经验，将自己的经验上升为理论。在理论指导下，具体故障具体分析，才能准确、迅速地排除故障。
这就要求操作训练完成后，让学生自我总结是什么故障、分析的过程、采用的什么检测方式和工具仪表、怎么成功排除故障等，并写好实训报告，养成良好的职业素养。
三、现场实践环节
在机床故障排除模拟实训台或自行安装完成的控制板上进行故障检修终究还是與在实际机床上的故障检修有区别，在机床故障排除模拟实训台或自行安装完成的控制板上进行故障检修训练后，再到实际的机床设备上进行故障检修还是很有必要的。一是可以设置机械和电气衔接的故障，能更好地提高学生分析问题、解决问题的故障检修能力;二是使学生更好地掌握电气线路工作原理，提高识图、读图的自我学习能力;三是为学生以后的生产实际工作积累丰富的实践经验。
现场实践需要注意以下几点：
一是进行故障设置时，应模拟成实际使用中造成的自然故障现象。
二是进行故障设置时，不得更改线路或更换电器元件。
三是在通电试验时，在不扩大故障范围、不损伤电气和机械设备的前提下，进行直接通电试验，或除去负载（从控制箱接线端子板上卸下）通电试验，以分清故障是在电气部分还是在机械等其他部分，是在电动机上还是在控制设备上，是在主电路上还是在控制电路上。
同时，必须注意人身和设备的安全。要遵守安全操作规程，不得随意触动带电部分，要尽可能切断电动机主电路电源，只在控制电路带电的情况下进行检查;如需电动机运转，则应使电动机在空载状态下运行，以避免工业机械的运动部分发生误动作和碰撞;要暂时隔断有故障的主电路，以免故障扩大，并预先充分估计到局部线路动作后可能发生的不良后果。
四是故障排除通电试机时，必须先将机床各操作手柄置于原位。
五是指导教师必须现场密切注意学生的检修，随时制定好应急措施。
四、小结
在机床电气线路故障排除的实践教学中，通过现场教学、模拟教学、现场实践三环节，有针对性地开展训练，能达到良好的教学效果，为学生今后走向工作岗位打下良好的基础。
参考文献：
[1]李敬梅.电力拖动控制线路与技能训练（第五版）[J].北京：中国劳动社会保障出版社，2014.