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作者：陈亭志,孙海亮等编

出版社：电子工业出版社

出版时间：2011-10-01

书籍编号：30466721

ISBN：9787121146350

正文语种：中文

字数：103905

版次：1

所属分类：教材教辅-中职/高职

版权信息

书名：数控机床的电气维护与检查

作者：陈亭志　孙海亮

ISBN：9787121146350

版权所有 · 侵权必究

前言

近年来，随着数控技术的不断发展，数控机床的应用范围越来越广，数控机床的维修、维护人员越来越紧缺，掌握一定的数控机床电气控制方面知识，对机床的维修及操作都有益处。数控机床电气控制是继电器—接触器控制、可编程序控制器控制、数控系统控制、伺服控制、传感器控制的综合应用。它包含的内容广，其知识和技术随数控技术的发展而需不断地更新。

数控系统是数控技术的基础和核心内容，本书根据高等职业技术院校教学实际，按照示范性专业建设方案要求，以工学结合课程教学模式来编写。本书主要以华中数控系统为载体，比较全面、系统地讲解了数控系统的基本组成，重点讲解了数控机床的电气连接和故障排查。通过对华中数控试验台的学习，能够提高学生的动手能力和分析解决问题的能力，使学生掌握数控机床系统控制原理、电气设计方法、元器件的选择、机床电气安装与调试、故障诊断与维修、机床PLC控制等多项实验内容，达到工业生产现场实习效果。在结构安排方面，以故障排除为主线，将复杂的数控系统知识分解成三个情境十二个单元，在单元的教学安排上又分为5个部分：资讯、计划、实施、实验报告和自我总结。资讯是完成该情境学习应具备的基础知识；计划列出该情境学习应达到的知识点和技能点，让学生有目的地进行学习；实施是教师引导学生学习的过程，包括重点知识的讲解、试验的设置、故障的演示、疑问的解决等；实验报告是教师针对本情境的重点、难点精心设计的问题，也是数控系统常见故障的提炼和总结，让学生通过这些问题的解决巩固本情境的重点知识；自我总结是通过学生之间的交流和自我消化进一步加强重点知识的理解，将理论知识转换为自己的技能知识。

本书由武汉职业技术学院的陈亭志编写学习情境一和学习情境二，华中数控股份有限公司的孙海亮编写学习情境三，中船重工709研究所的余敏编写附录，全书由陈亭志统稿。

由于作者水平有限，在编写的过程中难免存在一定的不足，望各位读者在阅读过程中提出宝贵的意见，指正本书存在的不足。

编者

2011年3月

学习情境一 数控机床的电气结构和功能

情境学习总述

一、本情境学习目标与任务单元组成

续表

二、本情境的教学设计和组织

三、基于工作过程的教学设计和组织

续表

四、课业学习及工作页的内容组成与要求

本情境学习过程中的学生工作页是以工作学习小结的形式，独立成册（见本教材附册）。课业学习及工作页的内容与要求如下：

① 在各单元学习的同时寻求本情境各任务单元给定的引导性问题的答案。

② 按给定的课业工作页要求，整理编写本课业的工作学习小结。

课业工作页主要包括以下内容：

① 绘制电气控制原理图，并分析电路的控制过程。

② 根据原理图分析电气元件的功能。包括电气元件的文字符号、电气符号、代号和规格、数量等。

③ 绘制电气元件布置图。

④ 绘制电气元件接线图。

⑤ 线路的安装与调试。

⑥ 线路故障的排查。

⑦ 学习感受及疑难问题等。

单元一 数控机床电气控制基础及其维护的基本方法

一、学习任务

1.通过讲授，了解本课程的性质和作用，对课程的定位有比较清晰的认识。

2.通过观看教学设计与组织表，了解本课程的教学模式和教学方法。

3.通过演示，掌握本课程将要用到的电工仪器、仪表和工具的使用。

4.通过现场考察，初步了解数控机床的电气组成和功能。

5.通过现场调研，了解数控机床维护的基本常识和方法。

二、学习目标

1.知道数控机床的基本组成、系统型号及技术指标。

2.知道数控机床零件加工的过程和步骤。

3.知道数控机床的面板操作和显示屏各区域的功能。

4.初步知道数控机床的电气组成结构。

5.初步知道数控机床用到的检测元件，知道开环和闭环的区别。

6.知道常用的电工仪器、仪表和工具的使用。

7.初步认识数控机床上常用电气元件。

8.熟悉数控机床维护的基本内容。

三、着重关注的引导性问题

1.车间现场的数控车床有哪些型号?涉及哪些数控系统型号?记录其规格及技术指标。

2.数控系统的发展经历了哪些阶段?每个阶段的特点是什么?

3.数控加工过程中数据转换有哪两类?分别用什么代码表示。

4.举例说明数控机床维修的各种资料，了解每种资料的功能。

5.数控机床由哪六大部分组成?简述各部分的功能。

6.检测元件在数控机床上的作用是什么，说说你知道的常用检测元件。

7.简叙什么是FMS和CIMS，并谈谈未来数控技术的发展方向。

8.比较经济型、普及型和高档型数控机床的差异。

9.打开某一数控机床电气柜，指出不少于3种的电气元件名称。

10.列举三种电工仪器、仪表和工具，并演示其使用方法。

11.了解数控机床维护的基本内容，并以加工中心为例介绍维护的具体事项。

四、任务学习知识基础

进入本单元学习之前，要求学习者应具有一定的电工电子基础知识，具有数字电路知识基础和计算机技术基础，具有普通车床电气连接的经验，熟知数控零件编程与操作，勤于思考，能在阅读下述基础知识时善于发现及归纳问题，并敢于提出自己的见解。

（一）数控加工原理与特点

采用数控机床加工零件时，只需要将零件图形和工艺参数、加工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码输入到机床控制系统中，经过数控系统的处理、运算，按各坐标轴的分量送到各轴的驱动电路，经过转换、放大进行伺服电动机的驱动，带动各轴运行，并进行反馈控制，使刀具与工具及其他辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数有条不紊地工作，从而加工出零件的全部轮廓。当更换加工对象时，只需要重新编写程序代码，输入给机床，即可由数控装置代替人的大脑和双手的大部分功能，控制加工的全过程，制造出任意复杂的零件。数控加工原理图如图1-1所示：

图1-1 数控加工原理图

数控程序输入数控系统后，数控系统会对程序进行编译，输出两类数据，一类是零件的加工轨迹路线数据，也就是进给轴的电动机控制，程序里的G代码；另一类是开关量数据，通过PLC控制机床电气上的各类开关量的开启和关闭，程序里的M代码，数控加工数据转换的过程如图1-2所示：

图1-2 数控加工数据转换的过程图

（二）数控机床维修的各种技术资料

技术资料是维修的指南，它在维修工作中起着至关重要的作用，借助于技术资料可以大大提高维修工作的工作效率与维修的准确性。对于重大的数控机床故障维修，在理想状态下，应具备以下技术资料。

1.数控机床使用说明书

它是由机床生产厂家编制并随机床提供的随机资料。机床使用说明书通常包括以下与维修有关的内容。

① 机床的操作过程和步骤。

② 机床主要机械传动系统及主要部件的结构原理示意图。

③ 机床的液压、气动、润滑系统图。

④ 机床安装和调整的方法与步骤。

⑤ 机床电气控制原理图。

⑥ 机床使用的特殊功能及其说明等。

2.数控系统的操作、编程说明书（或使用手册）

它是由数控系统生产厂家编制的数控系统使用手册，通常包括以下内容。

① 数控系统的面板说明。

② 数控系统的具体操作步骤（包括手动自动、试运行等方式的操作步骤，以及程序、参数等的输入、编辑、设置和显示方法）。

③ 加工程序及输入格式，程序的编制方法，各指令的基本格式及所代表的意义等。

在部分系统中，它还可能包括系统调试、维修用的大量信息，如“机床参数”的说明、报警的显示及处理方法、系统的连接图等。它是维修数控系统与操作机床中必须参考的技术资料之一。

3.PLC程序清单

它是机床厂根据机床的具体控制要求设计、编制的机床控制软件。PLC程序中包含了机床动作的执行过程，以及执行动作所需的条件，它表明了指令信号、检测元件与执行元件之间的全部逻辑关系。借助PLC程序，维修人员可以迅速找到故障原因，它是数控机床维修过程中使用最多、最重要的资料。

在某些系统（如FANUC系统、SIEMENS802D等）中，利用数控系统的显示器可以直接对PLC程序进行动态检测和观察，它为维修提供了极大的便利，因此，在维修中一定要熟练掌握这方面的操作和使用技能。

4.机床参数清单

它是由机床生产厂家根据机床的实际情况，对数控系统进行的设置与调整。机床参数是系统与机床之间的“桥梁”，它不仅直接决定了系统的配置和功能，而且也关系到机床的动、静态性能和精度，因此也是维修机床的重要依据与参考。在维修时，应随时参考系统“机床参数”的设置情况来调整、维修机床；特别是在更换数控系统模块时，一定要记录机床的原始设置参数，以便机床功能的恢复。

5.数控系统的连接说明、功能说明

该资料由数控系统生产厂家编制，通常只提供给机床生产厂家作为设计资料。维修人员可以从机床生产厂家或系统生产、销售部门获得。

系统的连接说明、功能说明书不仅包含了比电气原理图更为详细的系统各部分之间连接要求与说明，而且还包括了原理图中未反映的信号功能描述，是维修数控系统、尤其是检查电气接线的重要参考资料。

6.伺服驱动系统、主轴驱动系统的使用说明书

它是伺服系统及主轴驱动系统的原理与连接说明书，主要包括伺服、主轴的状态显示与报警显示、驱动器的调试、设定要点，信号、电压、电流的测试点，驱动器设置的参数及意义等方面的内容，可供伺服驱动系统、主轴驱动系统进行维修时参考。

7.PLC使用与编程说明

它是机床中所使用的外置或内置式PLC的使用、编程说明书。通过PLC的说明书，维修人员可以通过PLC的功能与指令说明，分析、理解PLC程序，并由此详细了解、分析机床的动作过程、动作条件、动作顺序及各信号之间的逻辑关系，必要时还可以对PLC程序进行部分修改。

8.机床主要配套功能部件的说明书与资料

在数控机床上往往会使用较多功能部件，如数控转台、自动换刀装置、润滑与冷却系统、排屑器等。这些功能部件，其生产厂家一般都提供了较完整的使用说明书，机床生产厂家应将其提供给用户，以便功能部件发生故障时进行参考。

以上都是在理想情况下应具备的技术资料，但是实际维修时往往难以做到这一点。因此在必要时，维修人员应通过现场测绘、平时积累等方法完善、整理有关技术资料。

9.维修记录

这是维修人员对机床维修过程的记录与维修的总结。最理想的情况是：维修人员应对自己所进行的每一步维修都进行详细的记录，无论当时的判断是否正确，这样不仅有助于今后进一步维修，而且也有助于维修人员总结经验与提高水平。

（三）数控机床的基本组成

数控机床一般由输入/输出设备、计算机数控系统、伺服驱动单元、可编程控制器（PLC）、电气控制装置、位置检测装置（步进电动机驱动的开环机床无）和机床本体（组成机床本体的各机械部件）等组成。数控系统的组成示意图如图1-3所示。

图1-3 数控机床组成示意图

1.输入/输出装置

① 操作面板：它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具组成：MDI键盘/机床操作面板/功能键/显示器等。如图1-4所示为华中数控系统的操作面板。

图1-4 华中数控系统操作面板

② 控制介质：人与数控机床之间建立某种联系的中间媒介物就是控制介质，又称为信息载体。常用的控制介质有穿孔带、穿孔卡、磁盘和磁带。

③ 人机交互设备：数控机床在加工运行时，通常都需要操作人员对数控系统进行状态干预，对输入的加工程序进行编辑、修改和调试，对数控机床运行状态进行显示等，也就是数控机床要具有人机联系的功能。具有人机联系功能的设备统称为人机交互设备。常用的人机交互设备有键盘、显示器、光电阅读机等。

④ 通信：现代的数控系统除采用输入/输出设备进行信息交换外，一般都具有用通信方式进行信息交换的能力。它们是实现CAD/CAM的集成、FMS和CIMS的基本技术。采用方式有：

◆ 串口通信（RS-232等串口）；

◆ 自动控制专用接口和规范（DNC方式，MAP协议等）；

◆ 网络技术（Internet，LAN等）。

◆ DNC是Direct Numerical Control或Distributed Numerical Control的缩写，意为直接数字控制或分布数字控制。

◆ FMS是Flexible Manufacturing Systems的缩写，意为柔性制造系统。

◆ CIMS是Computer Integrated Manufacturing Systems的缩写，意为计算机集成制造系统。

2.计算机数控（CNC）装置

数控装置是数控机床的中枢，CNC装置主要由计算机系统、位置控制板、PLC接口板、通信接口板、特殊功能模块及相应的控制软件组成，CNC装置结构图如图1-5所示。数控装置根据输入的零件加工程序进行相应的处理（如运动轨迹处理、机床输入/输出处理等），然后将控制命令输出到相应的执行部件（伺服单元、驱动装置和PLC等），所有这些工作是由CNC装置内的硬件和软件协调配合、合理组织，使整个系统有条不紊地进行工作的。

国内常用的车削数控系统主要有日本FANUC-0T/0iT系列、德国SIEMENS 8T/802/810/840系列、国产华中数控HCNC-21T、广州数控GSK980T等系统。

图1-5 CNC装置结构图

3.伺服驱动单元

伺服驱动系统由伺服驱动器（伺服控制电路、功率放大电路）和伺服电动机组成。伺服驱动的作用是将来自数控装置的位置控制移动指令转变成机床工作部件的运动，使工作台按规定轨迹移动或精确定位，加工出符合图样要求的工件，即将数控装置送来的微弱指令信号，放大成驱动伺服电动机的大功率信号。

常用的伺服电动机有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。根据接收指令的不同，伺服驱动有脉冲式和模拟式，而模拟式伺服驱动方式按驱动电动机的电源种类，可分为直流伺服驱动和交流伺服驱动。步进电动机采用脉冲驱动方式，交、直流伺服电动机采用模拟式驱动方式。

根据功能又分为主轴单元和进给轴单元。

① 伺服/变频调速主轴单元：现代数控机床的主轴大多采用矢量控制的变频器配三相异步电动机的变频无级调速或直接将主轴作为电动机转子的“电主轴”形式，此类机床通常采用Sxxxx指令直接指定主轴转速大小。经济型数控机床的主轴变速还保留用传统的齿轮减速箱的手动换挡变速形式，这类机床通常不接收S指令功能。也有些机床采用机械—液压的自动换挡结构，此时若用Sxx指令，其功能仅在于控制吸合电液阀的序号。数控车床的主轴转速由脉冲编码器进行实时检测，车螺纹时系统将根据螺纹车削时转速与进给的关系实施螺纹进给控制，由此取代了螺纹加工时复杂的挂轮装置。

② 进给轴伺服驱动单元：数控车床刀架拖板的横、纵向进给电动机的驱动，对经济型机床而言，通常采用步进电动机及步进驱动模块作开环控制。由于没有检测和反馈系统，故称之为开环。这类机床控制结构简单，维护方便，成本低，但加工控制精度不高。对全功能数控车床而言，通常采用交直流伺服电动机及伺服驱动的半闭环控制，通过伺服电动机上带的脉冲编码器进行角位移检测和反馈，半闭环控制的数控机床能在一定范围内消除误差，再加上丝杠螺距误差补偿和传动间隙补偿等措施，可以获得较高的加工控制精度。数控系统将程序中的坐标位置指令与进给速度F指令结合起来进行位置速度的综合控制，经插补运算移动后的位置与检测装置测得的实际位置值进行比较、放大后调整速度控制指令，通过速度控制单元，驱动伺服电动机实现进给控制。

4.可编程控制器（PLC）及电气控制装置

用来代替传统机床强电部分的继电器控制，利用逻辑运算实现各种开关量的顺序控制和联锁控制，并提供故障诊断维护的反馈等。机床电气控制包括两个方面，PLC（可编程的逻辑控制器）用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O控制，而机床I/O电路和装置则是用来实现I/O控制的执行部件，由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路。

5.测量装置

如图1-6所示显示了数控机床中的反馈系统的作用，反馈系统的作用是通过测量装置将机床移动的实际位置、速度参数检测出来，转换成电信号，并反馈到CNC装置中，使CNC能随时判断机床的实际位置、速度是否与指令一致，并发出相应指令，纠正所产生的误差。在其他的控制领域，测量装置也有其应用，如图1-7所示的机械手就是其一种应用。

图1-6 机床反馈装置

图1-7 机械手上的反馈装置

测量装置安装在数控机床的工作台或丝杠上，按有无检测装置，CNC系统可分为开环和闭环系统，而按测量装置安装的位置不同可分为闭环与半闭环数控系统。开环数控系统无测量装置，其控制精度取决于步进电动机和丝杠的精度，闭环数控系统的精度取决于测量装置的精度。因此，检测装置是高性能数控机床的重要组成部分。

6.机床本体

数控机床的机械部件包括：主运动部件，进给运行执行部件（如工作台、拖板及其传动部件），床身、立柱等支撑部件；此外，还有冷却、润滑、转位和夹紧等辅助装置。对于加工中心类的数控机床，还有存放刀具的刀库，交换刀具的机械手等部件。数控机床是高精度和高生产率的自动化加工机床，与普通机床相比，应具有更好的抗振性和刚度，要求相对运动面的摩擦因数要小，进给传动部分之间的间隙要小。所以其设计要求比通用机床更严格，加工制造要求精度更高，常采用加强刚性、减少热变形、提高精度的设计措施。辅助控制装置包括转位换刀、液压泵、冷却泵等控制接口电路。

（四）数控机床的分类

1.按运动方式分类

（1）点位控制系统

点位控制系统是指数控系统只控制刀具或机床工作台，从一点准确地移动到另一点，而点与点之间运动的轨迹不需要严格控制的系统。为了减少移动部件的运动与定位时间，一般先以快速移动到终点附近位置，然后以低速准确移动到终点位置，以保证良好的定位精度。移动过程中刀具不进行切削。使用这类控制系统的主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床等。如图1-8所示为点位控制加工示意图。

（2）点位直线控制系统

点位直线控制系统是指数控系统不仅控制刀具或工作台从一个点准确地移动到下一个点，而且保证在两点之间的运动轨道是一条直线的控制系统。刀具移动过程中可以进行切削。应用这类控制系统的有数控车床、数控钻床和数控铣床等。如图1-9所示为直线控制切削加工示意图。

图1-8 点位控制加工示意图

图1-9 直线控制切削加工示意图

（3）轮廓控制系统

轮廓控制系统也称连续切削控制系统，是指数控系统能够对两个或两个以上的坐标轴同时进行严格连续控制的系统。它不仅能控制移动部件从一个点准确地移动到另一个点，而且还能控制整个加工过程每一点的速度与位移量，将零件加工成一定的轮廓形状。应用这类控制系统的有数控铣床、数控车床、数控齿轮加工机床和加工中心等。如图1-10所示为轮廓控制加工示意图。

2.按控制方式分类

图1-10 轮廓控制加工示意图

（1）开环控制数控机床

开环控制系统的特征是系统中没有检测反馈装置，指令信息单方向传送，并且指令发出后，不再反馈回来，故称开环控制。

受步进电动机的步距精度和工作频率及传动机构的传动精度影响，开环系统的速度和精度都较低。但由于开环控制结构简单，调试方便，容易维修，成本较低，仍被广泛应用于经济型数控机床上。典型的开环数控系统如图1-11所示。

图1-11 开环数控系统

（2）半闭环控制数控机床

半闭环控制系统框图如图1-12所示。半闭环控制数控机床不是直接检测工作台的位移量，而是采用转角位移检测元件，测出伺服电动机或丝杠的转角，推算出工作台的实际位移量，反馈到计算机中进行位置比较，用比较的差值进行控制。由于反馈环内没有包含工作台，故称半闭环控制。

半闭环控制精度较闭环控制差，但稳定性好，成本较低，调试维修也较容易，兼顾了开环控制和闭环控制两者的特点，因此应用比较普通。

图1-12 半闭环控制系统框图

（3）全闭环控制数控机床

全闭环控制系统框图如图1-13所示。全闭环控制系统的特点是，利用安装在工作台上的检测元件将工作台实际位移量反馈到计算机中，与所要求的位置指令进行比较，用比较的差值进行控制，直到差值消除为止。可见，全闭环控制系统可以消除机械传动部件的各种误差和工件加工过程中产生的干扰的影响，从而使加工精度大大提高。速度检测元件的作用是将伺服电动机的实际转速变换成电信号送到速度控制电路中，进行反馈校正，保证电动机转速保持恒定不变。常用速度检测元件是测速电动机。

全闭环控制的特点是加工精度高，移动速度快。这类数控机床采用直流伺服电动机或交流伺服电动机作为驱动元件，电动机的控制电路比较复杂，检测元件价格昂贵。因而调试和维修比较复杂，成本高。

图1-13 全闭环控制系统框图

3.按数控系统功能水平分类

按数控系统功能可分为经济型数控系统（又称简易数控系统）、普及型数控系统（又称全功能数控系统）和高档数控系统，表1-1从各个方面比较了这三种数控系统的差异。

表1-1 经济型、普及型和高档型数控系统比较

4.按数控装置类型分类

① 硬件式数控机床，即NC机床。

这类数控机床数控装置的通用性较差，因其全部由硬件组成，所以功能和灵活性也较差。

② 软件式数控机床，即CNC机床。

这类数控机床数控装置的主要功能几乎可全由软件来实现，对不同的数控机床只需编制不同的软件就可以实现，而且硬件几乎可以通用。这为降低生产成本、保证产品质量、缩短生产周期等提供了条件，所以现代数控机床都采用CNC装置控制。

（五）机床电气的常用检查工具

1.改锥（螺丝刀）

常用的旋具是改锥（又称螺丝刀），如图1-14所示。它用来紧固或拆卸螺钉，一般分为一字形和十字形两种。

一字形改锥：其规格用柄部以外的长度表示，常用的有100mm、150mm、200mm、300mm、400mm等。

十字形改锥：有时称梅花改锥，一般分为四种型号，其中：Ⅰ号适用于直径为2～2.5mm的螺钉；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号分别适用于直径为3～5mm、6～8mm、10～12mm的螺钉。

图1-14 改锥（螺丝刀）外形

多用改锥：是一种组合式工具，既可做改锥使用，又可做低压验电器使用，此外还可用来进行锥、钻、锯、扳。它的柄部和螺钉旋具是可以拆卸的，并附有规格不同的螺钉旋具、三棱锥体、金力钻头、锯片、锉刀等附件。

2.钢丝钳

钢丝钳是一种夹持或折断金属薄片，切断金属丝的工具。电工用钢丝钳的柄部套有绝缘套管（耐压500V），其规格用钢丝钳全长的毫米数表示，常用的有150mm、175mm、200mm等规格。钢丝钳的构造及应用如图1-15所示。

图1-15 钢丝钳的构造及应用

3.尖嘴钳

尖嘴钳（如图1-16所示）的头部“尖细”，用法与钢丝钳相似，其特点是适用于在狭小的工作空间操作，能夹持较小的螺钉、垫圈、导线及电气元件。在安装控制线路时，尖嘴钳能将单股导线弯成接线端子（线鼻子），有刀口的尖嘴钳还可剪断导线、剥削绝缘层。

4.断线钳

断线钳（如图1-17所示）的头部“扁斜”，因此又叫斜口钳、扁嘴钳或剪线钳，是专供剪断较粗的金属丝、线材及导线、电缆等用的。它的柄部有铁柄、管柄、绝缘柄之分，绝缘柄耐压为1000V。

图1-16 尖嘴钳外形图

图1-17 斜口钳外形图

5.剥线钳

剥线钳（如图1-18所示）是用来剥落小直径导线绝缘层的专用工具。它的钳口部分设有几个刃口，用以剥落不同线径的导线绝缘层。其柄部是绝缘的，耐压为500V。

图1-18 剥线钳外形图和用法

剥线钳在使用时，先应根据缆线的粗细型号，选择相应的剥线刀口，再将准备好的电缆放在剥线工具的刀刃中间，选择好要剥线的长度，然后握住剥线工具手柄，将电缆夹住，缓缓用力使电缆外表皮慢慢剥落，松开工具手柄，取出电缆线，这时电缆金属整齐露出外面，其余绝缘塑料完好无损。

6.试电笔

试电笔是用来检测低压导体和电气设备外壳是否带电的一种常用工具，试电笔常做成钢笔式结构或小型螺丝刀结构（如图1-19所示）。它的前端是金属探头，壳内装有氖管、安全电阻和弹簧，笔尾端有金属端盖或钢笔型金属笔柱，作为使用时手必须触及的金属部分。普通试电笔测量电压范围在60～500V之间，低于60V时试电笔的氖管可能不会发光，高于500V不能用普通试电笔来测量，否则容易造成人身触电。当试电笔触及带电体时，带电体上的电压经试电笔的笔尖（金属体）、氖管、安全电阻、弹簧及笔尾端的金属体，再经过人体接入大地形成回路。若带电体与大地之间的电压超过 60V，试电笔中的氖管便会发光，指示被测带电体有电。

图1-19 试电笔

7.手电钻

手电钻的作用是在工件上钻孔。手电钻主要由电动机、钻夹头、钻头、手柄等组成，分为手提式和手枪式两种，外形如图1-20所示。

图1-20 手电钻

8.万用表

万用表（如图1-21所示）在电子测量中扮演着重要的角色，随着科技的发展，万用表的功能越来越多。万用表可以测量电阻、直流电压、交流电压、直流电流和交流电流，这是万用表最常用的功能。现在的数字万用表又增加了许多新的功能，

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