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摘 要：机床在运行过程中，零部件不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障，因此，熟悉机械故障的特征，掌握数控机床电气的线路设计，对机械故障诊断和确定有着重大的作用，文章重点就控制机床电气的线路设计进行了研究和分析。
关键词：机床 电气线路 维修
机床的电气控制系统应保证机床的使用效能和正确的动作程序。在设计机床的电气原理图之前，应当确定电气控制的方案。控制方式应当与机床的通用化和专用化的程度相适应。对于专用机床，其工作程序往往是固定的，使用中并不需要经常改变原有的程序。因此，控制线路在结构上往往做成“固定”式的。对于一些数控机床，为了适应不同的工艺过程的需要，机床的工作程序往往需要在一定的范围内加以更改。
1机床电气线路设计要点
应最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求设计之前首先要考虑生产要求，因为控制线路是为整个设备和工艺服务的，不搞清楚要求就等于迷失了设计方向。在满足生产要求的前提下，控制线路应力求简单、经济。尽量选用标准的、常用的或经过实际考验的线路和环节。常见的线路和环节有：正反转（点动、长动）、行程、顺序、两地、降压启动（定子绕组串电阻或串电抗器、Y-△、自耦变压器、延边△）、调速制动控制线路等。尽量缩短联接导线的数量和长度。设计控制线路时，应考虑到各个元件之间的实际接线。一般都将启动按钮和停止按钮直接联接，这样可以减少一次引出线。尽量缩减电器的数量，采用标准件，尽可能选用相同型号。应减少不必要的触点以简化线路，提高线路工作的可靠性。控制线路在工作时，除必要的电器必须通电外，其余的尽量不通电以节约电能。
2电气控制路线的设计方法
2.1 工艺顺序的设计
设计人员在进行具体电路设计时，必须要根据主次原则进行设计，顺序为设计主电路，设计控制电路，信号电路及局部照明电路设计。在完成初步设计后，必须要仔细检查，保证线路符合设计要求，同时尽可能使之完善和简化，最后再根据实际需要选择所用电器的型号与规格。 由于电气的种类繁多，因此不同用途的电气控制线路，其控制要求也不尽相同，但从规律上，还是必须要应满足一些基本要求。首先，应该满足生产机械的工艺要求，正确按照工艺的顺序工作，线路结构以简单为主要目标，尽量选用常用的且经过实际考验过的线路；其次，操作、调整和检修要符合方便的原则；最后，具有各种必要的保护装置和联锁环节，即使在误操作时也不会发生重大事故，工作稳定，安全可靠，符合使用环境条件。
2.2 控制线路的经验设计
所谓经验设计法是指，依照生产工艺的要求，根据电动机的控制方法，使用典型环节线路直接进行设计，首先设计出各个独立的控制电路，最后结合设备的工艺要求，来决定各部分电路的联锁或联系。这种方法的优点是简单，不过其缺点也很明显，即对于比较复杂的线路，就要求设计人员拥有丰富的工作经验，同时需要绘制大量的线路图，而且可能要进行多次的修改，才能得到符合要求的控制线路。所谓逻辑设计法是指采用逻辑代数进行设计，按此方法设计的线路结构合理，可节省所用元件的数量。 为了使线路设计得简单且准确可靠，在设计具体线路时，应注意以下几个问题：尽量减少连接导线，设计人员在设计控制电路时，必须考虑要电气设备各元器件的实际位置，应该在符合设计原则的基础上，尽可能减少配线时的连接导线。正确连接电器的线圈，从理论上看，电压线圈一般不能串联使用，原因就在于它们的阻抗不尽相同，这样就可能会造成两个线圈上的电压分配不等。而即使是两个同型号线圈，在外加电压是它们的额定电压之和的理想情况下，也不能这样连接。因为，电器动作是有先后的，而当一个接触器先动作时，其线圈阻抗增大，该线圈上的电压降增大，使另一个接触器不能吸合，如果情况严重，还可能使线圈烧毁。此外，如果电感量相差悬殊的两个电器线圈，也不应该并联连接。控制线路中应避免出现寄生电路，寄生电路是线路动作过程中意外接通的电路。尽可能减少电器数量、采用标准件和相同型号的电器尽量减少不必要的触点以简化线路，提高线路可靠性。
3 机床电气线路故障检测
3.1直观法检测法
我们知道这种方法是最基本、最简单，也是在实际生产中最为常用的方法。直观法就是利用我们的感官查找发生故障的现象并判断故障可能发生的部位，这是处理机床系统故障首要的切入点，对于一般较为简单的故障通过直接观察就能解决问题。我们在故障现场，通过观察故障时或故障发生后是否有异响，火花发生，它们来自何方，何处出现焦糊味，何处发热异常，何处有异常震动等等，就能判断故障的主要部分。进～步观察可能发生故障的每块电路板，或是各种电控元件的表面状况，例如是否有烧焦、烟熏黑处或元件、连线断裂处，从而进一步缩小检查范围。再者，检查系统各种连接电缆有否松脱，断开、接触不良也是处理数控系统故障时首先需要想到的。
3.2电阻检测法
我们假设主电路中KM4（V1l-W12）上203线松脱，用电阻法查找此故障点。此时，我们选择万用表的RXIO电阻档，一表棒（因二极管具有单向导电性，故在此选择红表棒）放在V11点不动，另一表棒（即黑表棒）从201点逐步往下移动，并在经过KM4触点时，强行使KM4触点闭合（只需按住KM4的衔铁不放）。若在测量过程中，测量到V11与某点间（如KM4上的203点）的电阻值为无穷大时，则该点（KM4上的203点）或该元件（KM4触点）即为故障点。实际上，在主电路中，通过单管整流，把交流电变成直流电，接入电动机的定子绕组，产生一个与电动机转子旋转方向相反的制动力矩，从而使电动机迅速停车。能耗制动故障在主电路中常见的有熔断器FU2和二极管VD的损坏或接触不良、KM4的各觸点及各连接点的接触情况，用万用表逐一检查即可查出故障点。
4 结语
综上所述，可知电气路线的基础设计是电气控制系统的重要环节，对电气的操作以及设备的运行状况等，有着直接的影响。因此，电气控制的设计人员，应该在电路的设计上进行广泛深入发研究，从实际工程需要出发，结合自身的工作经验，采用合理的设计方法，保证电气路线设计的准确有效。
参考文献：
[1]郁汉琪.机床电器及PLC实验、课程设计指导书[M].北京：高等教育出版社，2008.
[2]刘洪涛.PLC应用开发从基础到实践[M].北京：电子工业出版社，2007.
关键词：机床 电气线路 维修
机床的电气控制系统应保证机床的使用效能和正确的动作程序。在设计机床的电气原理图之前，应当确定电气控制的方案。控制方式应当与机床的通用化和专用化的程度相适应。对于专用机床，其工作程序往往是固定的，使用中并不需要经常改变原有的程序。因此，控制线路在结构上往往做成“固定”式的。对于一些数控机床，为了适应不同的工艺过程的需要，机床的工作程序往往需要在一定的范围内加以更改。
1机床电气线路设计要点
应最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求设计之前首先要考虑生产要求，因为控制线路是为整个设备和工艺服务的，不搞清楚要求就等于迷失了设计方向。在满足生产要求的前提下，控制线路应力求简单、经济。尽量选用标准的、常用的或经过实际考验的线路和环节。常见的线路和环节有：正反转（点动、长动）、行程、顺序、两地、降压启动（定子绕组串电阻或串电抗器、Y-△、自耦变压器、延边△）、调速制动控制线路等。尽量缩短联接导线的数量和长度。设计控制线路时，应考虑到各个元件之间的实际接线。一般都将启动按钮和停止按钮直接联接，这样可以减少一次引出线。尽量缩减电器的数量，采用标准件，尽可能选用相同型号。应减少不必要的触点以简化线路，提高线路工作的可靠性。控制线路在工作时，除必要的电器必须通电外，其余的尽量不通电以节约电能。
2电气控制路线的设计方法
2.1 工艺顺序的设计
设计人员在进行具体电路设计时，必须要根据主次原则进行设计，顺序为设计主电路，设计控制电路，信号电路及局部照明电路设计。在完成初步设计后，必须要仔细检查，保证线路符合设计要求，同时尽可能使之完善和简化，最后再根据实际需要选择所用电器的型号与规格。 由于电气的种类繁多，因此不同用途的电气控制线路，其控制要求也不尽相同，但从规律上，还是必须要应满足一些基本要求。首先，应该满足生产机械的工艺要求，正确按照工艺的顺序工作，线路结构以简单为主要目标，尽量选用常用的且经过实际考验过的线路；其次，操作、调整和检修要符合方便的原则；最后，具有各种必要的保护装置和联锁环节，即使在误操作时也不会发生重大事故，工作稳定，安全可靠，符合使用环境条件。
2.2 控制线路的经验设计
所谓经验设计法是指，依照生产工艺的要求，根据电动机的控制方法，使用典型环节线路直接进行设计，首先设计出各个独立的控制电路，最后结合设备的工艺要求，来决定各部分电路的联锁或联系。这种方法的优点是简单，不过其缺点也很明显，即对于比较复杂的线路，就要求设计人员拥有丰富的工作经验，同时需要绘制大量的线路图，而且可能要进行多次的修改，才能得到符合要求的控制线路。所谓逻辑设计法是指采用逻辑代数进行设计，按此方法设计的线路结构合理，可节省所用元件的数量。 为了使线路设计得简单且准确可靠，在设计具体线路时，应注意以下几个问题：尽量减少连接导线，设计人员在设计控制电路时，必须考虑要电气设备各元器件的实际位置，应该在符合设计原则的基础上，尽可能减少配线时的连接导线。正确连接电器的线圈，从理论上看，电压线圈一般不能串联使用，原因就在于它们的阻抗不尽相同，这样就可能会造成两个线圈上的电压分配不等。而即使是两个同型号线圈，在外加电压是它们的额定电压之和的理想情况下，也不能这样连接。因为，电器动作是有先后的，而当一个接触器先动作时，其线圈阻抗增大，该线圈上的电压降增大，使另一个接触器不能吸合，如果情况严重，还可能使线圈烧毁。此外，如果电感量相差悬殊的两个电器线圈，也不应该并联连接。控制线路中应避免出现寄生电路，寄生电路是线路动作过程中意外接通的电路。尽可能减少电器数量、采用标准件和相同型号的电器尽量减少不必要的触点以简化线路，提高线路可靠性。
3 机床电气线路故障检测
3.1直观法检测法
我们知道这种方法是最基本、最简单，也是在实际生产中最为常用的方法。直观法就是利用我们的感官查找发生故障的现象并判断故障可能发生的部位，这是处理机床系统故障首要的切入点，对于一般较为简单的故障通过直接观察就能解决问题。我们在故障现场，通过观察故障时或故障发生后是否有异响，火花发生，它们来自何方，何处出现焦糊味，何处发热异常，何处有异常震动等等，就能判断故障的主要部分。进～步观察可能发生故障的每块电路板，或是各种电控元件的表面状况，例如是否有烧焦、烟熏黑处或元件、连线断裂处，从而进一步缩小检查范围。再者，检查系统各种连接电缆有否松脱，断开、接触不良也是处理数控系统故障时首先需要想到的。
3.2电阻检测法
我们假设主电路中KM4（V1l-W12）上203线松脱，用电阻法查找此故障点。此时，我们选择万用表的RXIO电阻档，一表棒（因二极管具有单向导电性，故在此选择红表棒）放在V11点不动，另一表棒（即黑表棒）从201点逐步往下移动，并在经过KM4触点时，强行使KM4触点闭合（只需按住KM4的衔铁不放）。若在测量过程中，测量到V11与某点间（如KM4上的203点）的电阻值为无穷大时，则该点（KM4上的203点）或该元件（KM4触点）即为故障点。实际上，在主电路中，通过单管整流，把交流电变成直流电，接入电动机的定子绕组，产生一个与电动机转子旋转方向相反的制动力矩，从而使电动机迅速停车。能耗制动故障在主电路中常见的有熔断器FU2和二极管VD的损坏或接触不良、KM4的各觸点及各连接点的接触情况，用万用表逐一检查即可查出故障点。
4 结语
综上所述，可知电气路线的基础设计是电气控制系统的重要环节，对电气的操作以及设备的运行状况等，有着直接的影响。因此，电气控制的设计人员，应该在电路的设计上进行广泛深入发研究，从实际工程需要出发，结合自身的工作经验，采用合理的设计方法，保证电气路线设计的准确有效。
参考文献：
[1]郁汉琪.机床电器及PLC实验、课程设计指导书[M].北京：高等教育出版社，2008.
[2]刘洪涛.PLC应用开发从基础到实践[M].北京：电子工业出版社，2007.