数控实训安全智能管理探索研究

1、数控实训安全智能管理探索研究摘要：大部分学校实训数控车床防护系统不完善，安全防护方面相当欠缺，存在较大的安全隐患，在实训中事故时有发生，给实训安全管理工作造成很大压力。本课题根据学生实训特点及结合我校实际进行研究与改装，研制一套符合本校需求，既安全又经济适合实训数控车床的智能安全防护系统，以提高学校实训安全性。关键词：数控 实训 安全 智能 管理1研究背景（1）贯彻执行教育部做好高等学校实验室安全工作的需要2020年6月18日在全国学校安全工作视频会上教育部部长 陈宝生强调：“安全是事业发展的最底线要求。确保师生安全，是教育工作的头等大事，党中央、国务院高度重视。”为贯彻党中央、国务院关于安全

2、生产工作的系列重要指示精神，进一步提升高等学校实验室安全管理水平，确保广大师生人身安全和校园和谐稳定，按照教育部关于切实维护高等学校安全稳定的统一部署，将维护校园安全作为高等学校的一项重大政治任务。做好实验室安全管理的组织工作，抓好安全隐患的排查和自查自纠工作的落实。（2）建设现代化实训基地的需要江苏省教育厅苏教职201539号江苏省职业学校现代化实训基地建设标准指标内涵中明确，实训场所应无安全隐患。众所周知，各校实训数控车床安全防护系统较为不完善，在数控车削实训中，机械加工安全事故时有发生，轻者造成撞机事故，重者可造成机器损毁或人员伤亡等事故。机加工为危险程度较高的实训工种，安全实训，杜绝事

3、故，已成为实训中亟待解决的一项课题。实训数控车床的特点是操作者极不固定，操作对象是学生，学生具有安全意识淡薄，操作熟练程度低等特点，因此非常必要引入“智能、信息、网络化”的新技术针对实训特点，搭智能化快车，共享智慧成果，如何快速、准确的发现实训中的安全隐患点作为课题研究准绳，结合我校实际，将数控实训安全智能管理应用研究为载体，力求在数控实训安全管理上有所突破，提高实训安全性，为学校实现高质量发展贡献绵薄之力。2卡盘扳手防护装置研究根据有时卡盘扳手遗忘在主轴卡盘上，存在严重安全隐患问题，针对此问题设计卡盘扳手防护装置，该装置的特点是即使扳手遗忘在主轴上，也不至于造成安全威胁。卡盘扳手防护装置设计

4、原理分析卡盘扳手的危险源在于扳手遗忘在主轴上，而主轴的高速运转使扳手甩出伤人。卡盘扳手防护装置保证在拆卸工件时，确保主轴无法启动。该装置内设有常开微动行程开关，常开微动行程开关串联在主轴变频器的P24和CCW间，由于主轴启动P24和CCW必须处于接通状态。当主轴扳手没有正确放入该装置时，P24和CCW处于断路状态，主轴就无法启动；当主轴扳手正确放入该装置时，P24和CCW处于接通状态，主轴方可启动。故想要开启主轴，卡盘扳手不可能处于主轴上，因此避免了卡盘扳手遗忘在主轴上引起伤人事故。卡盘扳手智能防护装置结构设计该装置的外壳取材于国标铝合金口字形型材，宽50mm高150mm，取长160 mm。在

5、外壳的顶部焊有一对支架，用于方便放置或拾取卡盘扳手。顶部中央钻30的通孔，用于放置扳手之用。30的通孔下方焊有25X30的套筒，用于放置卡盘扳手的导向作用。套筒下方设有旋转90的正方形模具，用于防止主轴卡盘扳手以外的东西放入其中影响误动作。模具下方设有常开微动行程开关，其输出线串联到变频器的P24和CCW间，当行程开关常开触点闭合时，即变频器的P24和CCW处于接通状态，主轴方可开启，反之主轴无法开启。该装置安装于机床左前方，既不影响操作，又防止了铁屑，冷却液，杂物等进入本装置内，造成短路或影响其使用寿命，也有利于操作者便于放置或拾取卡盘扳手，该装置具有结构简单，安装方便，成本低廉等特点。3简

6、易智能防护门装置研究根据有时存在打开安全防护门进行观察加工过程，给实训安全带来安全隐患，针对该问题研制简易智能安全防护门装置，该装置的特点是，在加工过程中不允许打开安全防护门，若强制打开，采取自动终止加工措施，防止工件或刀具飞出伤人事故。简易智能防护门装置的设计原理分析在实训过程中，经常出现切削中打开防护门观察加工过程。因此，存在极大的安全隐患，其危险源在于高速旋转的工件，因夹紧力不够导致工件飞出伤人或意外情况下造成崩刀，刀具碎片飞出等伤人事故。简易智能防护门装置能有效防止在切削过程中因工件或刀具碎片飞出等伤人事故。该装置主要采用直流PNP三线常开型光电传感器（CCD11N）。光电传感器安装在

7、机床后板顶部，用于检测防护门开与关的信号采集。当检测到防护门关闭信号时，面板中“启动”按钮有效，可进行切削加工；当未检测到防护门关闭信号时，面板中“启动”按钮无效，则不能进行切削加工。因此，确保在正常切削加工中，防护门处于关闭状态。简易智能防护门装置的结构设计为有效防止扬尘，冷却液进入本装置，故增设防护罩。将光电传感器和强力电吸盘安装于其中，该装置安设于机床后板顶部。其中光电传感器电源采用DC24V，供电来源于机床配有的DC24V开关电源，光电传感器输出信号线接FANUC I/O C56的输入端口Y10.2。当防护门正常关闭后，光电传感器输出高电平至FANUC I/O C56的输入端口Y10.

8、2，经过FANUC PLC程序判断，机床可进行切削加工。当防护门未正常关闭后，光电传感器输出低电平至FANUC I/O C56的输入端口Y10.2，经过FANUC PLC程序判断，机床不得进行切削加工。4尾座防护装置研究根据调查尾座相关事故进行分析，研制针对尾座安全防护装置，该装置的特点是即使操作失误，也不至于发生尾座安全事故。尾座防护装置的设计在实训中，发生尾座安全事故存在两种情况，其一是手动钻孔完成后需要将尾座退到规定位置，但是个别同学在退尾座过程中用力过猛，使尾座直接掉落在地上。其二是有个别同学将借力杆使用后放置在机床导轨上，然后进行退刀或回参考点操作，致使尾座掉落到地上。为防止以上两种

9、情况发生的安全隐患，在尾座右端分别设置机械限位装置和自动检测装置。机械限位装置用于防止手动退尾座时超出极限掉落到地上，自动检测装置用于防止在退刀或回参考点时由于其它物体的干涉致使尾座掉落到地上。5课题研究中后续思考问题本论文是2020年江苏联合职业技术学院立项课题阶段性研究成果，课题编号：B/2020/10/027。在本课题的研究中，虽然课题研究具有初步成效，但我们还遇到一些困难，就是在研究一机多人操作防护系统时，为了避免甲同学在主轴上测量工作或拆卸工件，同时乙同学在机床面板上输程序或修改刀具补偿时，为了防止意外启动主轴造成伤害，我们在主轴附近设置一对红外线对射装置。设置后确实能防止一机多人操作造成的安全隐患，但是在正常加