知識(shi)小貼(tie)士--金(jin)屬切(qie)削機床

一、金屬切削(xue)機床(chuang)定義(yi)
金屬切削(xue)機床(chuang)(車、銑(xi)、磨、刨(pao)、鑽等(deng)),金(jin)屬切削(xue)機床(chuang)是(shi)用切削、特種(zhong)加工等方(fang)法主(zhu)要用于加(jia)工金屬工(gong)件,使(shi)之獲(huo)得(de)所(suo)要求的幾(ji)何形(xing)狀,尺(chi)寸精度和表面(mian)質量的(de)機(ji)器。

二、金屬(shu)切削(xue)機床危險源分(fen)析

① 直(zhi)線運(yun)動(dong)的危險(xian): 由(you)機械的(de)往複(fu)或(huo)接近對(dui)人身造(zao)成傷害(hai)，如刨(pao)床、内外圓(yuan)磨床的往(wang)複運(yun)動、銑(xi)床的升降(jiang)運動(dong)等(deng)；

② 旋(xuan)轉(zhuan)運(yun)動的(de)危險: 機械的旋(xuan)轉(zhuan)部件将(jiang)人體(ti)或衣(yi)服卷(juan)入，造成(cheng)傷害，如(ru)機床的主(zhu)軸、卡盤、絲(si)杆,磨削的(de)砂輪(lun),切削(xue)刃具(ju)—鑽頭(tou)、銑刀鋸片(pian)等在(zai)旋轉時傷人；    

③ 靜(jing)止危險(xian): 人(ren)接觸(chu)或與靜止(zhi)的設備産(chan)生相(xiang)對運(yun)動,如被設(she)備的(de)尖銳(rui)部位或部(bu)件(jian)劃(hua)傷、撞(zhuang)傷；

④ 飛(fei)出物(wu)擊(ji)傷: 刀具、機械(xie)部件(jian)、金屬(shu)切屑等的(de)飛出；

⑤ 燙傷: 如高(gao)溫金屬切(qie)屑對(dui)人體的燙傷等(deng)；

⑥ 機械(xie)加工(gong)中(zhong)的 電氣傷害(hai) 。

三、CNC雙柱式(shi)立式車(che)床(chuang)安全(quan)解決(jue)方案

本節(jie)選取(qu)CNC雙柱(zhu)式立(li)式車床(見(jian)圖5-10)爲例,依據該(gai)種車(che)床(chuang)的結構(gou)特點(dian)進行(hang)風險(xian)分析(xi),并給出安(an)全解決方案。

(1)CNC 雙(shuang)柱式立式(shi)車床(chuang)的風險分(fen)析 ( 表 5-10)

1 機械危險(xian)              

1.1  擠壓 / 碰撞(zhuang)危險(xian)： 未調(diao)整工件與刀架(jia)間距(ju) , 刀架與工(gong)件相撞造(zao)成傷害。

應(ying)采取(qu)的措施：

1. 需(xu)設置(zhi)帶有(you)聯鎖(suo)裝置(zhi)的玻璃(li)窗(chuang)防護(hu)門；    

2. 防(fang)護門(men)打(da)開後,橫梁、X軸和Z軸(zhou)隻能(neng)通過(guo)手動(dong)持續操作(zuo)來(lai)保持運(yun)行狀态:點動速(su)度應(ying)視具體情(qing)況控(kong)制(zhi)在(zai)安全速度以(yi)内:

3. 需要(yao)對旋(xuan)轉主(zhu)軸(zhou)的超速(su),轉向及(ji)停止狀(zhuang)态進(jin)行(hang)監控；

4. 每(mei)次開(kai)動機(ji)床前都要(yao)确認機(ji)床(chuang)附件、加工(gong)件(jian)以(yi)及刀(dao)具均(jun)已固定可靠,并對(dui)任何人(ren)員無危險(xian)；

5. 在機床顯(xian)眼部位加(jia)施明(ming)顯的(de)标識(shi):

6. 完善(shan)安全操作規程(cheng),如加(jia)工件的重(zhong)量、輪(lun)廓尺寸的限制(zhi)。

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1.2 切割(ge)或切斷(duan)危險： 操作(zuo)人(ren)員可(ke)能接觸到靜止(zhi)或運動(dong)的鋒利(li)的加工刀具或(huo)加工(gong)零件(jian)的毛(mao)刺、毛(mao)坯上鋒利(li)的毛(mao)刺和(he)銳角(jiao)等而造(zao)成的傷(shang)害。

應(ying)采取(qu)的措(cuo)施：

1. 需要(yao)設(she)置帶(dai)有聯(lian)鎖裝(zhuang)置的(de)防護門，

2. 防(fang)護門打開(kai)後,橫梁、X軸(zhou)和Z軸(zhou)隻能通過持續(xu)操作來(lai)保(bao)持運行狀(zhuang)态；點動速(su)度應控制(zhi)在安(an)全速(su)度(du)以(yi)下；

3. 在(zai)工件回轉或刀具回(hui)轉的情況下，禁止戴(dai)手套(tao)操作(zuo)；

4. 每次(ci)開動(dong)機床前都(dou)要确(que)認機床附件、加(jia)工(gong)件以及(ji)刀具均已固定(ding)可靠，并(bing)對任何(he)人都(dou)無危險；

5. 當機床(chuang)已在工(gong)作時不(bu)能變(bian)動(dong)手(shou)柄和(he)進行(hang)測量(liang)、調整以及(ji)清理等工(gong)作；       

6. 如(ru)果在(zai)加工過程(cheng)中形成(cheng)飛(fei)起的切屑,應放下防(fang)護擋闆,清(qing)除機(ji)床工(gong)作台和加(jia)工件(jian)上的(de)切屑(xie)不能直(zhi)接用手(shou)，也不能直(zhi)接用壓縮(suo)空氣吹,而(er)要用專門(men)的工(gong)具；

7. 在(zai)機床(chuang)顯(xian)眼部位加施(shi)明顯(xian)的标(biao)識；    

8. 加(jia)工過(guo)程中,遵守(shou)安全操作(zuo)規程。

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1.3  纏繞(rao)危險： 旋轉(zhuan)的刀(dao)具、主(zhu)軸、絲(si)杠、加工件(jian)等易發生(sheng)絞手(shou)、纏卷(juan)衣袖(xiu)以及(ji)卷入(ru)頭發(fa)的(de)危險

應(ying)采取(qu)的措(cuo)施：

1. 需(xu)要設置帶(dai)有聯(lian)鎖裝(zhuang)置的防護(hu)門；

2. 防(fang)護門(men)打(da)開(kai)後·橫(heng)梁、X軸(zhou)和(he)Z軸隻能通過(guo)持續(xu)操作(zuo)來保持運(yun)行狀态；點(dian)動速度應(ying)控制在(zai)安全速(su)度以下；

3. 絲杠要(yao)被伸(shen)縮式(shi)防(fang)護門覆(fu)蓋；

4. 卡(ka)盤爪(zhao)或壓闆不(bu)宜超出(chu)卡(ka)盤；

5. 注意防(fang)護用品(pin)的正确(que)使用(yong)(不戴(dai)手套(tao)操作,衣袖(xiu)、衣襟(jin)紮緊(jin)、(女性的)長(zhang)頭發(fa)盤在(zai)帽子(zi)内)；

6. 在(zai)機床(chuang)顯(xian)眼(yan)部位(wei)加施(shi)明(ming)顯的标(biao)識；

7. 加(jia)工過程中,遵守(shou)安全操作(zuo)規程(cheng)。

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1.4 飛出(chu)物擊(ji)傷： 刀具或(huo)機械部件(jian)，如未(wei)夾(jia)緊(jin)的刀(dao)具、工件(jian)、破碎的(de)砂輪在(zai)高(gao)速旋(xuan)轉中飛出(chu)傷人(ren)；飛出的(de)金(jin)屬切(qie)屑，如(ru)連續(xu)的或(huo)破散(san)飛出(chu)的切屑飛出傷(shang)人。

應采取(qu)的措(cuo)施：

1. 需(xu)要設(she)置(zhi)帶有聯(lian)鎖裝置的防護(hu)門(罩(zhao))；

2. 需要(yao)對旋(xuan)轉主(zhu)軸的超(chao)速、轉向(xiang)及停止(zhi)狀(zhuang)态進(jin)行監控；

3. 透(tou)過(guo)防護門(men)可随時觀(guan)察工(gong)作情(qing)況；    

4. 注意防護用(yong)品的(de)正(zheng)确使用(yong)(不戴手套(tao)操作,衣袖(xiu)、衣襟(jin)紮緊(jin))；

5. 在機(ji)床顯(xian)眼部位加(jia)施明顯的(de)标識(shi)；

6. 加工(gong)過程(cheng)中,遵守安(an)全操作規程。

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1.5 高壓噴射危(wei)險： 冷(leng)卻液(ye)、潤(run)滑(hua)油的(de)飛濺(jian) , 對人(ren)員可(ke)能(neng)造(zao)成的(de)傷害(hai)    

應采(cai)取的(de)措施：

1. 需(xu)設置防(fang)油罩；

2. 潤滑(hua)油的壓力(li)不大于3MPa；

3. 設置專門的(de)操作位(wei)置(zhi):

4. 加裝帶有(you)聯鎖(suo)裝置的防護門；

5. 操作人(ren)員(yuan)遠離(li)加工(gong)點；

6. 在(zai)機床(chuang)顯眼(yan)部位(wei)加(jia)施明顯(xian)的标識；

7. 加(jia)工過程中(zhong),遵守安(an)全(quan)操作規程(cheng)。

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1.6 滑倒(dao)、絆(ban)倒(dao)和跌(die)落危(wei)險： 由(you)于現場地(di)面存(cun)在的潤(run)滑油、冷(leng)卻液等(deng)導緻的滑倒；由(you)于(yu)線纜(lan)的不(bu)合理(li)敷設(she)或被(bei)加(jia)工件不(bu)正确(que)的(de)擺(bai)放堵(du)塞了機(ji)床附近(jin)的通道(dao)導(dao)緻的(de)絆倒(dao)；由于大型(xing)機床(chuang)設置的平台、樓梯而導緻(zhi)的跌落危(wei)險。    

應(ying)采取(qu)的措(cuo)施：

1. 環(huan)繞平台設置圍(wei)欄；

2. 地面、平(ping)台(tai)、樓(lou)梯上(shang)采用防(fang)滑(hua)地闆(pan)；

3. 正确(que)安放被加工件,不要(yao)堵塞(sai)機床(chuang)附近的(de)通(tong)道；    

4. 使(shi)用專(zhuan)用工具及(ji)時清掃切(qie)屑(xie),工作場(chang)地特别是(shi)腳踏闆上,不能有冷(leng)卻液和(he)油(you)；

5. 在(zai)機床顯(xian)眼部位加(jia)施明(ming)顯的(de)标(biao)識；

6. 加(jia)工過程(cheng)中,遵守安全操(cao)作規程(cheng)。

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2 、電氣(qi)危險   ： ( 直(zhi)接的或間(jian)接的 ) 電氣接觸(chu)

① 電(dian)控箱門(men)打開(kai)後，電(dian)控箱(xiang)内依然(ran)帶電，人(ren)員可能會(hui)接觸到裸露的(de)或防(fang)護不足(zu)的(de)帶電(dian)導體(ti)造(zao)成(cheng)電擊(ji)傷害；

② 電纜(lan)防(fang)護蓋強(qiang)度不夠(gou),在有人(ren)員經(jing)過(guo)的位置(zhi)防護(hu)門被(bei)踩壞(huai)，内部(bu)電纜破損(sun)導緻觸電(dian)危險(xian)；

③ 電箱(xiang)的防(fang)塵防(fang)水等級不夠(gou)，外部水(shui)浸入可能(neng)導緻(zhi)短路(lu).觸(chu)電的危(wei)險；

④ 機(ji)床接(jie)地不好；

⑤ 照(zhao)明燈(deng)線裸(luo)露，照明未(wei)采用安(an)全(quan)電壓(ya)，易發(fa)生觸(chu)電傷(shang)害；

⑥ 走(zou)線/氣(qi)管的附近(jin)有棱邊(bian),可能損(sun)壞線/氣(qi)管(guan)；

⑦ 高(gao)頻(pin)設備(bei)(如變(bian)頻(pin)器)産生(sheng)的幹(gan)擾   

應(ying)采取(qu)的措施：

1. 滿(man)足GB5226.1的(de)接地(di)要(yao)求；

2. 在(zai)電(dian)控箱上加(jia)裝聯鎖的(de)總電(dian)源(yuan)開關,确(que)保電控(kong)箱帶電(dian)狀态下無(wu)法打開；

3. 在(zai)電控箱(xiang)内(nei)于帶(dai)有非安全電壓(ya)的帶電導(dao)體處(chu)加裝(zhuang)IP2X需要核對(dui)以上的防(fang)護門(men),防止(zhi)人員(yuan)直接(jie)接觸到(dao)帶(dai)電導(dao)體；

4. 在(zai)機床顯眼(yan)部位(wei)加施(shi)明顯的标(biao)識；

5. 更(geng)換具有(you)足夠強(qiang)度的電(dian)纜(lan)；

6. 電箱(xiang)上的(de)開口(kou)需要(yao)适當處理(li),使得(de)其防(fang)護等級不(bu)低于(yu)IP54；

7. 将走(zou)線/氣管的(de)附近(jin)的棱(leng)邊倒圓；    

8. 關(guan)注EMC公(gong)告:

9. 在(zai)機床(chuang)顯眼(yan)部位加施(shi)明顯的标(biao)識。

 

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3 、熱(re)危險(xian)   （ 燒傷(shang) / 燙傷）：飛濺的金屬切(qie)屑；飛(fei)濺的(de)冷卻(que)液。    

應采取(qu)的措施： 1. 需(xu)要設置帶(dai)有聯(lian)鎖裝置的防護門(men)；

2. 注意防(fang)護用(yong)品的正(zheng)确(que)使用(yong)(衣袖(xiu)、衣(yi)襟(jin)紮緊(jin))；

3. 在機(ji)床顯(xian)眼部位加(jia)施明(ming)顯的标識(shi)；

4. 加工(gong)過程中,遵(zun)守安(an)全操作規(gui)程。

 

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4 、噪聲危(wei)險 （失(shi)聰或失去(qu)意識）：聽力(li)喪失 ( 失聰(cong) ) ，其(qi)他的生(sheng)理障礙(ai) ( 例如 : 失去平(ping)衡 , 失去意(yi)識 )   

應采取(qu)的措施(shi)：

1. 加(jia)工過程中(zhong),佩戴耳塞(sai),遵守(shou)安全(quan)操(cao)作(zuo)規程(cheng)；

2. 注意(yi)适當休息(xi)。

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5 、振動(dong)危險(xian)： 導緻(zhi)多種(zhong)神經和血(xue)管的(de)疾病。

應采(cai)取的措施(shi)： 注意适當休息(xi)。

 

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6 、煙塵(chen)導緻(zhi)的危險： 接觸或吸入有害的粉塵而(er)導緻的危(wei)險。

應采(cai)取的措(cuo)施： 注(zhu)意通(tong)風設(she)備的(de)保養(yang)。

（ 2 ）設計(ji)安全(quan)功能的架(jia)構

① 防護門(men)的(de)安全回(hui)路設計(ji)。 以防護門(men)爲例。根(gen)據上(shang)述的(de)風險(xian)分析結果(guo),防護(hu)門的(de)安(an)全(quan)等級(ji)需要(yao)達到(dao)GB/T16855.1-2008的PLe,因(yin)此根據(ju)相(xiang)應的設計(ji)架構(gou)的要(yao)求,需要采(cai)用專(zhuan)用的(de)安(an)全控制(zhi)模塊來監(jian)測安(an)全傳感(gan)器的信(xin)号變化,并(bing)以此(ci)來控(kong)制執(zhi)行裝(zhuang)置的動(dong)作(zuo)。此處的輸(shu)入信(xin)号及(ji)輸出信(xin)号(hao)均需(xu)采用冗(rong)餘結構(gou)，且需要對(dui)執行裝置的實(shi)際狀(zhuang)态進行(hang)監(jian)測,這(zhe)裏可(ke)以采(cai)用将(jiang)接觸(chu)器的(de)輔助(zhu)觸點(dian)接入(ru)反饋(kui)回路的方(fang)式進行監(jian)測。一(yi)個帶(dai)有兩(liang)個(ge)常(chang)閉觸(chu)點的(de)行程開關(guan)接入(ru)安(an)全(quan)控制模塊(以西門子(zi)的模塊(kuai)化安全系統(tong)MSS爲例)的輸(shu)入端T1/IN1和T2/IN2(注:T1/T2是系(xi)統自(zi)動提(ti)供的(de)兩個不同頻率(lü)的測(ce)試脈沖信(xin)号,用(yong)于診(zhen)斷功(gong)能),也就是說,打(da)開防護門(men)時,模(mo)塊化安全系統(tong)監測(ce)到輸(shu)入端(duan)的安(an)全輸入信(xin)号發生了(le)變化(hua),根據(ju)預(yu)先組态(tai)的邏(luo)輯架構輸(shu)出結(jie)果,切斷相(xiang)應的安全(quan)輸出(chu),從而(er)使(shi)相(xiang)關的(de)受控(kong)裝置可靠(kao)地執行預期的(de)運行動作。如果(guo)機器(qi)具(ju)備(bei)了再(zai)次投入(ru)運(yun)行的(de)條件(jian),則在關閉(bi)防護門(men)後(hou),按下接在(zai)接(jie)線端子(zi)IN3的複位(wei)按(an)鈕，觸(chu)發模(mo)塊(kuai)化(hua)安全(quan)系統(tong)内部(bu)的邏輯塊(kuai)的輸(shu)入端(duan)，就會使受(shou)控裝(zhuang)置具(ju)備再次運(yun)行的條件(jian)。此時,安全輸出(chu)端所(suo)連接的(de)執(zhi)行裝置就會根據邏(luo)輯結果進(jin)行預期的(de)運行動作(zuo)。執行裝置(zhi)-Q1、-Q2的輔(fu)助觸(chu)點串(chuan)聯後(hou),接入接線(xian)端子IN4,作爲(wei)反饋回路(lu)。

② 針對CNC雙柱式立式機(ji)床的安(an)全(quan)控制(zhi)回路(lu)設計(ji)。 與設計(ji)防護門(men)的道理(li)相同,也(ye)需要(yao)考慮包括(kuo)急停按鈕(niu)、主軸(zhou)的超(chao)速、轉向以(yi)及停(ting)止狀态的(de)監控。同(tong)時需要将模(mo)式選(xuan)擇信(xin)号納人(ren)安(an)全控(kong)制系(xi)統(tong)的(de)考慮(lü)範圍。

③ 帶有聯鎖裝置(zhi)的防(fang)護門的安全控(kong)制(zhi)回路設(she)計。 此(ci)部分(fen)的設(she)計需(xu)要考(kao)慮操作(zuo)模式，也(ye)就是(shi)說(shuo),機(ji)床在(zai)運行模式(shi)下,帶(dai)有聯(lian)鎖(suo)裝(zhuang)置的(de)防護門是(shi)處于(yu)鎖閉(bi)狀态,操作(zuo)人員是無(wu)法打開防護門(men)的,這(zhe)樣就(jiu)可以(yi)有效(xiao)避免出(chu)現(xian)傷人(ren)的事故的(de)出現(xian)；而處(chu)于(yu)維(wei)修/手(shou)動模(mo)式(shi)時(shi),操作(zuo)人員(yuan)可(ke)以接觸(chu)到主軸(zhou)、加(jia)工件(jian),但前(qian)提是,需要(yao)手動解鎖(suo)後,在(zai)規定(ding)的時間内(nei)打開防護(hu)門,否(fou)則防(fang)護門會再(zai)次鎖閉,此(ci)時主(zhu)軸的(de)轉速可能(neng)需要限(xian)制(zhi)在50r/min。   

文(wen)章引用全(quan)國機(ji)械安(an)全标(biao)準化技術(shu)委員(yuan)會編著，中(zhong)國質(zhi)檢出(chu)版(ban)社(she)、中國(guo)标準出版(ban)社出版的(de)《機械安全(quan)标準應(ying)用(yong)指南(nan)》。

來源｜徐多(duo)多
編(bian)輯｜劉(liu)李文(wen)青

審核(he)｜程彥娜(na)

複(fu)審(shen)｜周競(jing)

終審｜張愛(ai)梅