提升机床操作安全性的研究
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发布时间：2022-12-21 10:08
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时间：2023-10-12 17:57
提升机床操作安全性的研究
简要介绍了国内外机床安全设计、制造和操作的概况。以铣床为例对其操作安全防护现状进行了详细分析，提出提升机床操作安全标准的必要性，视安全质量与产品质量并重。推荐了标准贯彻实施的方案，促进与同行的共同交流。
20世纪90年代初，欧盟和美国将机床设备的安全性能正式列为研究内容，目前己有较好的应用。他们将系统安全工程方法、安全人机工程学、可靠性及可维护性等结合起来，从机床的结构设计、安全防护和提供使用信息3大方面来保证机器的安全性。国内虽然在可靠性及可维护性设计方面有研究，但还缺乏经验，至于如何对机床设备的安全性能评价及优化则是刚刚提出的概念，几乎没有人专门研究，而这些又正是目前机床设计中所必须考虑的问题。欧盟和美国遵照系统安全工程方法，在20世纪90年代已相继制定和颁布了统一的机床安全风险评价模式，旨在把危险消除在设计过程的每一个环节，使自己生产的机床达到本质上的安全。而我国由于没有相应的评估模式和安全设计规范，不能开展安全评估，即使进行过一些简单的评估，也是在产品出来之后。这也是我国与欧美先进国家的差距之一。要想缩小此差距，提升机床操作安全性，首先应保证操作的机床具备可靠的安全性，也就是说产品的机电质量安全不单纯是机械的、液压的、电气的等各自方面的质量安全，而是还要考虑通过联锁装置、限位装置、自动检测装置、安全标志和安全色等全面的来保障产品整体上的质量安全性能并达到或高于有关标准要求;然后按有关规定进行评估;最后再按机床操作安全标准要求进行正确操作，才能提升机床操作的安全性。
1.机床操作安全防护现状和要求及现有机床安全标准情况
1.1铣床
铣床分为普通铣床和数控铣床(含加工中心)。多年来普通铣床的设计、制造一直不带机床安全防护罩、导轨防护罩等，操作手柄、手轮存在缠绕危险，运动部件存在挤压、剪切危险，加工过程中切屑、冷却液四处飞溅存在扎伤、喷伤、烫伤和滑倒等危险，未能实现人机隔离，机床上的安全警告标志也比较少，操作时存在安全隐患。近年来，因国家强制性标准的要求和出口商检监督检查*，对出口普通铣床进行了安全方面的改进，增加了简易的机床防护罩和其他安全防护功能，在说明书中补充了安全方面的内容，在基本结构不变的情况下尽可能完善其安全性。
数控铣床(含加工中心)一般是高档机床，功能多、结构复杂、配置先进、加工精度高、生产效率高、自动化程度高，但产生的危险也多，所以制造商特别重视其安全质量的保证。通常从以下几个方面考虑和研究：
(1)通过设计，尽可能排除或减少所有潜在的危险因素(即适当地选择设计结构，尽量减少操作者介入危险区的需要，以*其面临危险等)。
(2)通过设计，对不能避免或充分*的危险，采取必要的安全防护装置(防护装置、安全装置)。
(3)对于无法通过设计排除或减少的，而且安全防护装置对其无效或不完全有效的遗留危险，用信息通知和警告操作者(采用警告标志、并在使用说明书中表述);需要特别注意的是机床的安全信息是保证机床安全的最后一道防线，但不能完全依靠安全信息来弥补设计的缺陷和解决机床存在的危险和隐患。
所以，数控铣床(含加工中心)均带全封闭式机床防护罩，导轨防护罩、自动排屑装置、联锁保护、干涉区设置、安全警告标志并配安全操作说明书等资料。在操作者熟悉机床使用说明书安全部分内容和遵守相应安全操作规程的前提下操作是很安全的。
由于目前安全性试验方面的标准欠缺，未能对防护装置进行模拟试验，仅靠多年的经验数据设计板厚和结构，缺乏科学依据。一旦操作者因使用机床而造成伤害时，制造商又不能提供与产品安全设计、安全制造、安全使用等方面有关的数据和资料，那么制造商将承担巨额罚金。国内某个机床厂销往美国的机床曾经发生了严重的人身伤害事故，举证时提供不了机床安全使用方面的相关资料，最终被判罚赔付操作者超过机床本身价值数十倍的赔偿金。所以安全性试验方面的问题亟待解决。
1.2铣床设计、制造和使用的安全标准
主要包括：
GB 2893—2008安全色;
GB 2894—2008安全标志;
GB 5226.1—2008机械电气安全 机械电气设备第1部分：通用技术条件;
GB/T 8196—2003机械安全防护装置固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求;
GB 12265.1—1997机械安全防止上肢触及危险区的安全距离;
GB 12265.2—2000机械安全防止下肢触及危险区的安全距离;
GB 12265.3—1997机械安全避免人体各部位挤压的最小距离;
GB/T 15706.1—2007机械安全 基本概念与设计通则 第1部分：基本术语、方法学;
GB/T 15706.2—2007机械安全 基本概念与设计通则 第2部分：技术原则与规范;
GB/T 16754—2008机械安全 急停 设计原则;
GB/T 16769—2008金属切削机床 噪声声压级测量方法;
GB/T 16855.1—2008机械安全控制系统有关安全控制部件 第1部分：设计通则;
GB/T 16856.1—2008机械安全风险评价第1部分：原则;
GB/T 16856.2—2008机械安全风险评估 第2部分：实施指南和方法举例;
GB/T 17454.1—2008机械安全 压敏防护装置 第1部分：压敏垫和压敏地板设计和试验通则;
GB/T 17888.1—2008机械安全 进入机器和工业设备的固定设施第1部分：进入两级平面之间的固定设施的选择;
GB/T 17888.2—2008机械安全 进入机器和工业设备的固定设施第2部分：工作平台和通道;
GB/T 17888.3—2008机械安全 进入机器和工业设备的固定设施第3部分：楼梯、阶梯和护栏;
GB/T 17888.4—2008机械安全 进入机器和工业设备的固定设施第4部分：固定式直梯;
GB/T 18153—2000机械安全 可接触表面温度确定热表面温度限值的工效学数据;
GB 18209.1—2010机械安全指示、标志和操作第1部分：关于视觉、听觉和触觉信号要求;
