無線式電器檢測儀在數控車床電氣故障的應用

隨著數控設備的深度使用，數控機床的維修人才越來越匱乏。其中電氣線路的故障在數控機床維修中占有很大的比重，為了訓練學生電氣排故的能力，高職院校往往都購置有帶有智能化考核系統的數控實訓設備，圖1 為育仰YL-558 型0i mate TD 數控車床實訓設備，圖（a）為該實訓設備的正面，主要有數控系統，啟動停止按鈕，主軸變頻器，伺服驅動器，PMC 練習模塊、十字滑臺系統等組成。圖（b）為該實訓設備的背面，主要有CNC 接口、電氣控制柜、控制變壓器和伺服變壓器等。該實訓設備的特點是開放式，各電氣模塊和數控系統一目了然，方面教學和學生練習。

1（a）實訓設備的正面

1（b）實訓設備的背面
圖1 育仰YL-558 型0i mate TD 數控車床實訓設備
1 育仰YL-558 型0i mate TD 數控車床實訓設備
育仰YL-558 型0i mate TD 數控車床實訓設備模擬數控車床有X 和Z 兩個進給軸，兩進給軸分別由兩臺伺服電機控制，主軸由變頻器控制，刀架采用4 工位電動刀架，同時配置有育仰專利技術的智能化考核系統。其中考核系統中共設置了伺服、主軸、換刀、啟停四大類數控維修中常見故障，固化在黑盒子中，利用其控制斷路點，在不破壞真實線路的情況下訓練排故能力。這些故障很多是涉及到斷路或電路虛連的情況，尤其是設備上很多地方為24V 的低電壓信號，往往需要頻繁的利用萬用表的歐姆檔關機后測電阻。加上一般是多人一臺數控車床實訓設備，這就會需要頻繁的開關機，大大影響了實訓設備的使用壽命。為了實訓的方便，提高工作效率和少損害設備的使用壽命，本人和團隊自行研制了一種無線式電器設備檢測儀。
2、無線式電器設備檢測儀
本無線式電器設備檢測儀主要用于一些弱電信號的測試，圖2 是無線式電器設備檢測儀的外觀。此檢測儀最大的特點是不需要引出線的，在測試時既可以接觸正極測試，借助人體形成正偏置電路，還可以接觸負極測試，形成負偏置電路，更便捷的是可以直接通過導線的絕緣層測量內部是否有斷路點存在。掃描導線的那一端為測試端，黑色的殼體還可以做成透明的，內部為電路板，由于圖2 中檢測儀的殼體是不透明的，所以把發光二極管引在外面，以方便觀察發光情況。

圖2 檢測儀的外觀

圖3 內部電路板
圖3 為檢測儀的內部電路板，安裝在圖2 的黑盒子內部，靠近導線時，由于感應到內部的電信號，靠三極管的兩次放大作用，把微弱的電信號放大，根據發光二極管是否發光來判斷導線的通斷，是不要關機斷電測量斷路情況的。為吸收附近導線的干擾信號，并聯了無極電容5。
3、智能化考核系統電氣排故實例測量對比
數控維修的學習在訓練學生的排故能力時一般不設置真實的故障，如果設置真實故障設備損害會很快，我校采用的是通過智能考核系統中自帶的電氣故障進行教學，由于數控機床上用24v 的低電壓控制的地方很多，如圖4 中PMC 繼電板、伺服放大器電源、I/O 電源、控制面板、CNC 電源均

圖4 24v 電源圖
是24v 的電壓，此圖是育仰YL-558 型0i mate TD 數控車床實訓設備原理圖中的一部分，5 號線和0 號線之間的電壓為24v，經過開關電源變換后輸出的，任何一處出現問題都會影響數控車床設備的運行，同時24v 電源控制的各處也是真實的設備出現故障的地方，下面以考核系統中伺服方面的故障為例，借助萬用表和自制的無線式電器設備檢測儀進行對比分析排故過程。
3.1 故障現象
伺服無24v 電源。
3.2 故障排查
從圖4 的24V 電源圖可以看出，開關電源產生的24V 電有一組是供給伺服放大器的，下面用兩種方法進行測量
（1）用萬用表測量
將萬用表調到歐姆檔，為了不帶電測量電阻，先關掉斷路器QF5，使控制電路斷電，從而開關電源也沒電了，測開關電源輸出側的XT1：28 到伺服CX19B#5 號線；XT1:29 到伺服CX19B#0 號線，由于開關電源在實訓設備背面的電氣柜中，而伺服放大器在實訓設備正面的下方，距離很遠因此還要外接一米多的延長線，需要兩人的配合才能測量到，且伺服放大器上的24V 電源接口CX19B為針孔式結構，很難用表筆接觸測量，最后測出XT1 ：28 到伺服CXA19B#5 號線斷路。
（2）用無線式電器檢測儀測量
不需要關掉斷路器，從而故障現象可保持原貌，一手拿著檢測儀分別掃描XT1 ：28 到伺服CX19B#5 號線和XT1:29 到伺服CX19B#0 號線，最后發現掃描XT1 ：28 到伺服CXA19B#5 號時發光二極管的指示燈不亮，從而判斷該線斷路。
4、結束語
通過以上對比，用自制的無線式電器設備檢測儀可以方便快捷地找到故障點，手握即可進行，且在測量時不需要斷電，透過絕緣層也可感應出電信號，再進行改進一下，還可以進行電壓方面的測量。 
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