吳鈺

摘 要：本文針對(duì)模擬機(jī)床電路實(shí)訓(xùn)智能考核臺(tái)存在的不足提出了改造方案，并通過(guò)了學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和專家們的論證。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程主要包括：首先讓學(xué)生理解模擬機(jī)床電路實(shí)訓(xùn)智能考核臺(tái)的控制過(guò)程，測(cè)繪模擬機(jī)床各故障點(diǎn)在模擬機(jī)床電氣控制電路圖中的具體位置，然后用AutoCAD軟件繪制所改造的模擬機(jī)床電氣控制電路圖，并進(jìn)行相關(guān)元件的選擇以及故障設(shè)置開關(guān)面板制作，最終進(jìn)行模擬機(jī)床改造的安裝與調(diào)試。

關(guān)鍵詞：模擬機(jī)床 改造 測(cè)繪 實(shí)施

-、模擬機(jī)床電路實(shí)訓(xùn)智能考核臺(tái)改造背景

亞龍模擬機(jī)床電路實(shí)訓(xùn)智能考核臺(tái)包括機(jī)床控制電路、智能答題器、計(jì)算機(jī)及智能考核軟件系統(tǒng)，其中，機(jī)床控制電路配有多種低壓電氣元器件，智能答題器配有單片機(jī)、 發(fā)光二極管、 輸入鍵盤和RJ45以太網(wǎng)口等。

筆者學(xué)校用一臺(tái)多媒體計(jì)算機(jī)控制12臺(tái)亞龍模擬機(jī)床電路實(shí)訓(xùn)智能考核臺(tái)。在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，教師利用計(jì)算機(jī)上的智能考核軟件系統(tǒng)輸入學(xué)生姓名與班級(jí)、選擇考核機(jī)床型號(hào)與臺(tái)號(hào)、編輯故障點(diǎn)，經(jīng)網(wǎng)線傳送到相應(yīng)模擬機(jī)床答題器中的單片機(jī)內(nèi)，通過(guò)答題器中的單片機(jī)控制模擬機(jī)床的故障控制繼電器，產(chǎn)生相應(yīng)的故障點(diǎn)。學(xué)生在實(shí)訓(xùn)時(shí)，根據(jù)故障現(xiàn)象分析判斷，找出故障點(diǎn)，并在答題器中作答。答題器中的單片機(jī)把學(xué)生輸入的答案送回計(jì)算機(jī)，通過(guò)智能考核軟件系統(tǒng)完成評(píng)分、故障點(diǎn)恢復(fù)、成績(jī)統(tǒng)計(jì)。智能考核臺(tái)的控制示意圖如圖1：

圖1

在平時(shí)訓(xùn)練時(shí)，每排除一批故障點(diǎn)，就要在計(jì)算機(jī)處重新設(shè)置新的故障點(diǎn)，有時(shí)幾臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成時(shí)，同學(xué)們等待的時(shí)間就有些長(zhǎng)，所以教師與學(xué)生都希望在平時(shí)訓(xùn)練時(shí)，每臺(tái)實(shí)訓(xùn)裝置都能獨(dú)立產(chǎn)生故障，考試時(shí)就運(yùn)用該系統(tǒng)。

2013學(xué)年，筆者擔(dān)任學(xué)校首屆技師班的研修課程，根據(jù)學(xué)校模擬機(jī)床電路實(shí)訓(xùn)智能考核臺(tái)存在的不足，向?qū)W校提出了模擬機(jī)床的改造計(jì)劃，其設(shè)計(jì)思路為：既能用故障設(shè)置開關(guān)設(shè)置故障（每臺(tái)模擬機(jī)床可獨(dú)立設(shè)置故障），又能通過(guò)智能實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)軟件設(shè)置故障。后經(jīng)學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和專家們的論證，同意該項(xiàng)目的實(shí)施。

二、繪制模擬機(jī)床電路實(shí)訓(xùn)智能考核臺(tái)改造原理圖

1.模擬機(jī)床的測(cè)繪

（1）理解模擬機(jī)床電路實(shí)訓(xùn)智能考核臺(tái)的控制過(guò)程。模擬機(jī)床電路實(shí)訓(xùn)智能考核臺(tái)，學(xué)生在電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練課程中已使用過(guò)，對(duì)機(jī)床原理、機(jī)床產(chǎn)生的故障現(xiàn)象與故障點(diǎn)都非常熟悉，但對(duì)智能考核臺(tái)的控制原理不太清楚，通過(guò)教師的講解，使學(xué)生理解智能考核臺(tái)的控制過(guò)程。

（2）測(cè)繪模擬機(jī)床電路實(shí)訓(xùn)智能考核臺(tái)各故障點(diǎn)在機(jī)床電氣控制電路圖中的位置。我們所改造的模擬機(jī)床電路實(shí)訓(xùn)智能考核臺(tái)有車床C6140、平磨M7120、銑床X62、鏜床T68四種品種共12臺(tái)，本文以平磨C6140為例。

通過(guò)教師講解，學(xué)生已理解故障是由繼電器常開、常閉控制的，每個(gè)故障對(duì)應(yīng)一個(gè)繼電器。根據(jù)這一思路，學(xué)生進(jìn)行測(cè)繪。測(cè)繪時(shí)，首先觀察繼電器所接的是常開觸頭，還是常閉觸頭，如是常閉觸頭，產(chǎn)生的故障是斷路。我們只要把繼電器從繼電器座中撥出，這樣常閉觸頭就斷開了，故障就隨之產(chǎn)生了。為了進(jìn)一步確定故障在原理圖中的位置，對(duì)模擬機(jī)床通電，觀察故障現(xiàn)象，找出故障所在位置，并在電氣控制電路圖中進(jìn)行標(biāo)注。如是常開觸頭，產(chǎn)生的是短路故障，我們只要把接在常開觸頭兩端的導(dǎo)線，進(jìn)行短接，這樣故障也就產(chǎn)生了，確定故障位置的方法與繼電器所接是常閉觸頭相同。運(yùn)用上述方法，對(duì)每個(gè)故障逐個(gè)進(jìn)行測(cè)繪。

2.用AutoCAD軟件繪制所改造的模擬機(jī)床電路實(shí)訓(xùn)智能考核臺(tái)機(jī)床電氣控制電路圖

（1）根據(jù)模擬機(jī)床電路實(shí)訓(xùn)智能考核臺(tái)改造的設(shè)計(jì)思路，既能用故障設(shè)置開關(guān)設(shè)置故障（每臺(tái)模擬機(jī)床獨(dú)立設(shè)置故障），又能通過(guò)智能實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)軟件設(shè)置故障。根據(jù)已繪制包含故障點(diǎn)（繼電器常開觸頭、常閉觸頭）的模擬機(jī)床電氣控制電路圖中，加入故障設(shè)置開關(guān)的常開、常閉觸點(diǎn)，即在原來(lái)的繼電器常閉觸頭的位置處串故障設(shè)置開關(guān)的常閉觸點(diǎn)，在原來(lái)的繼電器常開觸頭的位置處并故障設(shè)置開關(guān)的常開觸點(diǎn)。

（2）用故障設(shè)置開關(guān)設(shè)置故障時(shí)，由于開關(guān)較多，很難一眼看到故障出在哪一處。為了解決這一問題，我們?cè)诠收显O(shè)置開關(guān)處安裝了一個(gè)指示燈，作為提示信號(hào)。

（3）最后用AutoCAD軟件繪制所改造的模擬機(jī)床電路實(shí)訓(xùn)智能考核臺(tái)機(jī)床電氣控制電路圖。如圖2、3、4所示的是C6140改造電氣控制電路圖，圖中KA1—KA20是原現(xiàn)產(chǎn)生故障的繼電器的常開或常閉觸點(diǎn)，K1—K20是新加產(chǎn)生故障的開關(guān)的常開或常閉觸點(diǎn)，去掉KA1-KA20和K1—K20的常開或常閉觸點(diǎn)，就是C6140的原理圖。

圖2

圖3

圖4

三、元器件的選擇

元器件選擇包括故障設(shè)置開關(guān)、指示燈、電源。

故障設(shè)置開關(guān)：雙刀雙擲鈕子開關(guān)。

指示燈：選擇了發(fā)光二極管。

整流元件選擇：由于發(fā)光二極管的工作方式是電流點(diǎn)亮型，點(diǎn)亮電流的范圍是3～10mA的直流電，發(fā)光二極管點(diǎn)亮?xí)r的導(dǎo)通電壓是1.7V左右。根據(jù)發(fā)光二極管工作特性，采用了半波整流給發(fā)光二極管提供直流電源。半波整流電源元件選擇220V/12V變壓器；整流二極管選擇 IN4007 ；限流電阻選擇阻值為1kΩ、功率為2W。

四、故障設(shè)置開關(guān)面板制作

根據(jù)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的實(shí)際情況和控制要求，我們把故障設(shè)置開關(guān)面板安裝在側(cè)面，首先取下右側(cè)面的面板，把右側(cè)的面板改造成門。在門的內(nèi)測(cè)加裝一塊故障設(shè)置開關(guān)面板，安裝開關(guān)和指示燈。根據(jù)實(shí)測(cè)將面板做成一個(gè)直角梯形，高為780mm、下底邊為220mm、上底邊為46 mm。

由于學(xué)生沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所以采取把面板以1：1放樣在紙上，再把發(fā)光二極管與雙刀雙擲鈕子開關(guān)放在紙上，確定位置，繪制出面板開孔、安裝圖。

五、模擬機(jī)床電路實(shí)訓(xùn)智能考核臺(tái)改造實(shí)施

1.面板制作

根據(jù)所繪制的開關(guān)面板開孔圖，學(xué)校安排了面板加工。

2.元件檢查

（1）發(fā)光二極管檢查。把萬(wàn)用表打在電阻×10k擋，黑表棒搭在發(fā)光二極管的長(zhǎng)引腳，紅表棒搭在發(fā)光二極管的短引腳，如果二極管發(fā)光，說(shuō)明是好的，反之，說(shuō)明發(fā)光二極管是壞的。

（2）雙刀雙擲鈕子開關(guān)檢查。把萬(wàn)用表打在電阻擋，搭在開關(guān)的常開端，扳動(dòng)鈕子開關(guān)，指針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明開關(guān)的常開是好的；搭在開關(guān)的常閉端，指針偏轉(zhuǎn)，扳動(dòng)鈕子開關(guān)指針指向無(wú)窮大，說(shuō)明其常閉是好的。

3.安裝

（1）設(shè)置故障信號(hào)燈的安裝。先把第一列的元件安裝固定，把發(fā)光二極管的長(zhǎng)引腳與對(duì)應(yīng)的雙刀雙擲鈕子開關(guān)的其中一組常開的一端進(jìn)行焊接，完成后，把發(fā)光二極管的公共端用導(dǎo)線進(jìn)行連接。依次把剩下3列發(fā)光二極管和雙刀雙擲鈕子開關(guān)安裝好。全部完成后，把萬(wàn)用表打在×10k擋，紅表棒搭在發(fā)光二極管公共端，黑表棒依次搭在雙刀雙擲鈕子開關(guān)常開的另一端，扳動(dòng)鈕子開關(guān)，觀察發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮，以此來(lái)檢查在焊接過(guò)程中有沒有虛焊發(fā)生。

（2）設(shè)置故障開關(guān)的安裝。根據(jù)圖2、3中，各開關(guān)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)進(jìn)行接線，若是常開，只要把兩根線直接接到繼電器常開的兩端即可；若是常閉，應(yīng)首先拆除繼電器常閉的一根線，再把開關(guān)常閉的兩根線分別接在拆除線的兩端。由于同學(xué)們已完成了維修電工中、高級(jí)考核，對(duì)安裝不存在任何問題，順利完成了安裝任務(wù)。

六、調(diào)試

安裝完成后，對(duì)各故障設(shè)置開關(guān)逐個(gè)進(jìn)行調(diào)試。觀察故障現(xiàn)象是否符合要求，用萬(wàn)用表檢查各開關(guān)的位置是否正確，出現(xiàn)問題自己進(jìn)行更正；如遇到解決不了的問題，教師一起參與分析，學(xué)生再次解決問題；實(shí)在解決不了的，教師一起參與解決。檢查完后，把所有開關(guān)復(fù)位，再用原有的系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試?？词欠衽c原有的故障點(diǎn)一致。如不一致進(jìn)行更正，直到與原來(lái)的故障點(diǎn)一致為止。

七、小結(jié)

模擬機(jī)床的改造是對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新思維、工程實(shí)踐能力與綜合素質(zhì)的培養(yǎng)成果的全面檢驗(yàn)，使學(xué)生感受到由設(shè)計(jì)到生產(chǎn)一線所必須具備的崗位能力，為學(xué)生向崗位過(guò)渡打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。兩個(gè)學(xué)期的使用證明，提高了電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練中機(jī)床排故課程的課堂實(shí)訓(xùn)效率。

（作者單位：嘉興技師學(xué)院）