淺析數(shù)控機(jī)床電氣安全檢測(cè)技術(shù)

羅仁

摘要：數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定性和安全性對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)效率又起著至關(guān)重要的影響，因此數(shù)控機(jī)床安全檢測(cè)技術(shù)的有效性對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)非常重要。當(dāng)前，提升數(shù)控機(jī)床電氣安全檢測(cè)技術(shù)水平的關(guān)鍵在于完善操作制度和突出管理的時(shí)效性。文章對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣安全檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；電氣安全檢測(cè)技術(shù)；機(jī)械結(jié)構(gòu)；生產(chǎn)企業(yè)；自動(dòng)化機(jī)床 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TG659 文章編號(hào)：1009-2374（2016）27-0073-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.27.034

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的生產(chǎn)企業(yè)從中獲得了更多的紅利，而生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)壓力也因此越來(lái)越大。數(shù)控機(jī)床是一種自動(dòng)化機(jī)床，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的生產(chǎn)機(jī)器。數(shù)控機(jī)床由于其復(fù)雜性，很容易在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障甚至事故，這樣就給生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全帶來(lái)很大阻礙。數(shù)控機(jī)床電氣安全檢測(cè)技術(shù)對(duì)于保障數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行、保障企業(yè)的生產(chǎn)效率都起到了非常重要的作用。

1 數(shù)控機(jī)床電氣安全檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)述

機(jī)床指的是制造機(jī)器的機(jī)器，而數(shù)控機(jī)床則是指實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制的機(jī)床，通過特定的控制程序?qū)C(jī)床實(shí)行自動(dòng)化控制，使之按照要求制造產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，它具備機(jī)電和液壓兩大技術(shù)，并將其完美融合。隨著如今生產(chǎn)自動(dòng)化水平的不斷提高，越來(lái)越多的生產(chǎn)企業(yè)開始依賴數(shù)控機(jī)床進(jìn)行企業(yè)的生產(chǎn)制造活動(dòng)，因此數(shù)控機(jī)床能否穩(wěn)定、安全地運(yùn)行，決定了生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率，更影響著現(xiàn)場(chǎng)工作人員的安全。對(duì)于數(shù)控機(jī)床的電氣安全來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)師和實(shí)驗(yàn)檢測(cè)人員都必須依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，選擇適合的安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范。數(shù)控機(jī)床電氣安全檢測(cè)包含電氣系統(tǒng)檢查及實(shí)驗(yàn)兩大主要內(nèi)容，電氣系統(tǒng)檢查包含14個(gè)檢查項(xiàng)目，而實(shí)驗(yàn)則有3個(gè)。根據(jù)要求，只有所有的項(xiàng)目檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都通過了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后，數(shù)控機(jī)床才可以投入生產(chǎn)和使用、

運(yùn)行。

2 數(shù)控機(jī)床電氣安全檢測(cè)的項(xiàng)目

電氣安全檢測(cè)項(xiàng)目按照等級(jí)劃分，分為A級(jí)、B級(jí)和C級(jí)。A級(jí)項(xiàng)目包括6個(gè)項(xiàng)目，如表1；B級(jí)包括5個(gè)項(xiàng)目，如表2；C級(jí)包括3個(gè)項(xiàng)目，如表3。

3 電氣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

3.1 保護(hù)聯(lián)結(jié)電路的連續(xù)性實(shí)驗(yàn)

此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的目的在于驗(yàn)證數(shù)控機(jī)床所有運(yùn)作部件的保護(hù)聯(lián)結(jié)點(diǎn)是否都與保護(hù)電路相連，而保護(hù)導(dǎo)線的橫截面積和聯(lián)結(jié)點(diǎn)是否正確，其核心目的在于保護(hù)使用者，使得數(shù)控機(jī)床即使發(fā)生漏電情況，也不會(huì)威脅到周圍的人。此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的保護(hù)原理如下：如果有操作人員出現(xiàn)誤操作的情況導(dǎo)致設(shè)備漏電，那么保護(hù)聯(lián)結(jié)導(dǎo)線就會(huì)將設(shè)備外殼上的電流分流，避免操作人員在觸摸外殼時(shí)出現(xiàn)觸電情況。此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)確保外殼電壓小于50V。

保護(hù)聯(lián)結(jié)電路的連續(xù)性實(shí)驗(yàn)需要在保護(hù)聯(lián)結(jié)電路部件和外部保護(hù)接地端之間進(jìn)行，任何一個(gè)保護(hù)聯(lián)結(jié)電路的電阻都應(yīng)保證在空載時(shí)，獨(dú)立電壓源的電壓不會(huì)超過24V，而電流在10A以內(nèi)（最低0.2A）。由于實(shí)驗(yàn)前要測(cè)量所有的保護(hù)聯(lián)結(jié)點(diǎn)，因此會(huì)面臨巨大的工作量，這樣實(shí)驗(yàn)的可操作性差。為了提高操作效率，避免安全隱患，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按照最易接近且最危險(xiǎn)的原則選擇測(cè)量點(diǎn)，典型的有變壓器、驅(qū)動(dòng)器、電柜門、電源等部位。

保護(hù)聯(lián)結(jié)電路的回路線長(zhǎng)不能超過28m，經(jīng)測(cè)量的電阻值如表4所示：

3.2 絕緣電阻實(shí)驗(yàn)

此實(shí)驗(yàn)的主要目的在于對(duì)數(shù)控機(jī)床各組成部分（如控制電路和動(dòng)力電路）的部件在外露時(shí)的絕緣性能加以驗(yàn)證，對(duì)數(shù)控機(jī)床的漏電水平加以評(píng)價(jià)。此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)為數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的電阻實(shí)驗(yàn)，包括整機(jī)測(cè)試、動(dòng)力電路測(cè)試、控制電路測(cè)試三個(gè)主要方面（數(shù)控機(jī)床的最終驗(yàn)收的合格標(biāo)準(zhǔn)是以整機(jī)測(cè)試的結(jié)果為主）。進(jìn)行整機(jī)測(cè)試時(shí)，主要在設(shè)備外部的保護(hù)接地端和相線之間進(jìn)行，整機(jī)測(cè)試的電壓調(diào)節(jié)為500V。

在對(duì)整機(jī)的絕緣性測(cè)試時(shí)，有一個(gè)難點(diǎn)：調(diào)整需要測(cè)試的數(shù)控機(jī)床的電氣結(jié)構(gòu)。通常在測(cè)試時(shí)，會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床的電氣結(jié)構(gòu)做以下調(diào)整：用短接線短接動(dòng)力回路所執(zhí)行的電動(dòng)機(jī)、電磁離合器或電磁鐵等部件的電源切斷裝置、繼電器和接觸器等控制器使得動(dòng)力電路處于接通的狀態(tài)；短接或接通控制電路的開關(guān)，同時(shí)將動(dòng)力回路與控制回路相連接。解決的方法如下：進(jìn)行測(cè)試時(shí)，需要在測(cè)量回路中連接上電源切斷裝置；斷開電路中的高阻抗濾波器；對(duì)斷開的外部保護(hù)接地端進(jìn)行檢查，保證其與數(shù)控機(jī)床的保護(hù)接地點(diǎn)相連；測(cè)量并聯(lián)的電源切斷開關(guān)輸入端；需要進(jìn)行短接或斷開的開關(guān)器件應(yīng)將輸入或輸出端的全部短接或斷開。

除此之外，在進(jìn)行此項(xiàng)測(cè)試前，應(yīng)首先對(duì)此次接受實(shí)驗(yàn)的數(shù)控機(jī)床配電系統(tǒng)做深入的了解，要對(duì)TN-S和TN-C系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確區(qū)分。而接下來(lái)的耐壓性能實(shí)驗(yàn)也同絕緣電阻實(shí)驗(yàn)一樣，都是針對(duì)相線和接地端之間的測(cè)量。

3.3 耐壓實(shí)驗(yàn)

考驗(yàn)數(shù)控機(jī)床絕緣性能的重要指標(biāo)之一，便是耐壓實(shí)驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果。如果外界的電流發(fā)生高壓滲入的狀況，數(shù)控機(jī)床的電氣安全系統(tǒng)要能夠保證整個(gè)電路良好的絕緣效果，這是為了避免出現(xiàn)高壓電流擊穿正在運(yùn)行的設(shè)備的情況，從而避免觸電或火災(zāi)等事故的出現(xiàn)。要進(jìn)行耐壓實(shí)驗(yàn)，首先要通過對(duì)絕緣電阻的測(cè)試，而耐壓實(shí)驗(yàn)主要是在外部保護(hù)接地端和相線之間進(jìn)行。在實(shí)驗(yàn)過程中，電壓從0V均勻上升至1000V，耗時(shí)10s，升到1000V后，持續(xù)5s時(shí)間，只要在此過程中從未出現(xiàn)電流擊穿設(shè)備的現(xiàn)象，則此次測(cè)驗(yàn)通過，證明數(shù)控機(jī)床的電氣安全技術(shù)是合格的。耐壓實(shí)驗(yàn)只能檢測(cè)動(dòng)力電路，因?yàn)閷?duì)控制電路進(jìn)行的耐壓實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能作為評(píng)價(jià)的指標(biāo)。進(jìn)行耐壓實(shí)驗(yàn)的電路調(diào)整除了將整個(gè)控制電路都斷開外，其他步驟幾乎和絕緣電阻的實(shí)驗(yàn)步驟是等同的。

此外，耐壓實(shí)驗(yàn)的電壓由當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐拇髿鈼l件決定，空氣密度增加時(shí)，放電電壓升高。如果當(dāng)時(shí)的空氣濕度超過了75%，耐壓實(shí)驗(yàn)的電壓的空氣密度修正系數(shù)就應(yīng)通過以下公式加以確定：

k=×（0.9≤≤1.1）

式中：k是環(huán)境空氣密度的修正系數(shù)，設(shè)相對(duì)濕度≤75%，k=1；p0是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，為101.3kPa；p是當(dāng)前環(huán)境的大氣壓；t0是標(biāo)準(zhǔn)溫度，為20℃；t是當(dāng)前環(huán)境的溫度。

最終算得實(shí)驗(yàn)電壓應(yīng)為U=1000×k。

4 提升數(shù)控機(jī)床電氣安全檢測(cè)水平的策略

4.1 完善操作制度

在對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行電氣安全技術(shù)實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)時(shí)，必須要嚴(yán)格按照操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的實(shí)際情況，選擇最適宜的測(cè)試和實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，從而保證實(shí)驗(yàn)和測(cè)試的準(zhǔn)確性、合理性、科學(xué)性。而在明確了操作標(biāo)準(zhǔn)后，所有的操作人員必須嚴(yán)格按照操作標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行實(shí)驗(yàn)或檢測(cè)，任何人不得以任何理由違規(guī)，保證測(cè)試和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性，同時(shí)也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題，并突出專業(yè)性。

4.2 體現(xiàn)管理時(shí)效性

在對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行電氣安全技術(shù)的檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要時(shí)刻細(xì)化流程，通過程序化控制，使得管理的時(shí)效性得以充分體現(xiàn)出來(lái)。對(duì)數(shù)控機(jī)床的電氣安全技術(shù)檢測(cè)工作一定要始終貫穿于設(shè)備的使用中，但凡正式啟動(dòng)之前，都要對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)數(shù)控機(jī)床的電氣安全技術(shù)檢測(cè)應(yīng)成為生產(chǎn)企業(yè)的常態(tài)，生產(chǎn)企業(yè)也應(yīng)簡(jiǎn)化檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)和流程，保證運(yùn)行效率。

5 結(jié)語(yǔ)

科技在發(fā)展、時(shí)代在進(jìn)步，更多的企業(yè)開始使用自動(dòng)化程度更高的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行日常運(yùn)行和生產(chǎn)活動(dòng)。自動(dòng)化程度提高的同時(shí)，安全隱患也隨之凸顯，重視對(duì)數(shù)控機(jī)床的電氣安全技術(shù)檢測(cè)將成為生產(chǎn)企業(yè)未來(lái)的主要研究對(duì)象。

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（責(zé)任編輯：王 波）