加工中心实践教学安全辅助技术使用效果

　　加工中心是高精度、高自动化的设备，操作使用比传统的机床复杂，学生在练习时稍有疏忽发生误操作就有可能造成设备的严重损坏和人员的伤害。通过分析加工中心实践教学安全工作的特殊性，在实践教学中研发安全辅助技术来提高加工中心实践教学中的安全，起到了良好的效果。

　　【关键词】加工中心；实践教学；安全辅助技术

　　1前言

　　国务院办公厅关于印发安全生产“十三五”规划的通知（国办发〔2017〕3号）指出着力完善体制机制，健全责任体系，加强法治建设，强化基础保障，大力提升整体安全生产水平，有效防范遏制各类生产安全事故，为全面建成小康社会创造良好稳定的安全生产环境。从上面的文件可以看出政府高度重视安全生产的工作，高职院校作为为企业一线培养技术人才的重要场所，要关注于工程实践环境下的安全生产问题，使学生养成良好的安全生产习惯，并把安全生产的习惯带到以后的工作中去。当前研究者主要关注的是工程训练整体情况下的安全生产研究，但工程训练分为很多工种，每个工种的实践环境都不一样，又都具有其安全工作的特殊性，因此为了提高工程实践教学的安全性，有必要对其分支工种的安全生产问题进行细化研究[1-3]。本文从加工中心实践教学中辅助技术对安全生产的作用进行了细致的研究，取得了良好的效果。

　　2加工中心实践教学安全工作的特殊性

　　加工中心和传统工种的实践教学相比，其安全管理方面既有共性的一面，也具有其特殊性，主要表现在以下几个方面：

　　2.1设备本身的特殊性

　　加工中心是高精度、高自动化的设备，操作复杂，按钮和旋钮较多，而实践练习又是一个循序渐进的过程，因此在其基本操作练习过程中要比传统工种时间长，学生接受也较难，这就给安全教学工作增加了一定的难度。

　　2.2实践操作的特殊性

　　加工中心机床加工是靠程序驱动刀具来实现的，当加工程序出现错误时，会引起刀具切削或撞击机床本身的夹具和部件。因此其实践教学的安全性还受到前期手工编程或自动编程学习程度的影响。

　　2.3监控管理的特殊性

　　加工中心机床的外观尺寸较一般普通机床更大，学生在实践过程中教师不易观察到学生的学习状态，使得教师不能知道某一时刻每一台机床上的学生在做什么，这样教师就不能对学生进行较好的监控管理。

　　2.4人员与设备数量矛盾的特殊性

　　加工中心设备昂贵，使得学校大量采购设备变得不大可能，而在很多学校的人才培养规划中，数控、机制、模具等专业又把加工中心实训纳入必修课中，这使得参与加工中心实践的学生轮换比较频繁，实践周期变短，安全管理难度加大。

　　3加工中心教学中安全辅助技术的应用

　　安全辅助技术对提高机床实践教学的安全性有着较大帮助，它是实践教学靠安全教育、安全操作规程来保证安全教学之外的一个有益的补充。很多传统工种如普车、普通铣床在长期的实践教学中研发出来很多有益的安全辅助技术，如行程开关防撞技术，卡盘扳手防飞伤人技术等大大保障了实践教学中的安全。加工中心是高度自动化的设备，和传统的机床设备相比，其运动速度快，当发生误操作，操作人员的补救时间更短。造成的事故也更为严重，有时甚至会造成操作人员的严重伤害和机床精度的永久丧失[4-6]。因此其安全辅助技术的研发更困难，所考虑的因数更多。

　　3.1通过设置系统参数和开发校刀程序减少事故发生的概率

　　我校加工中心课程教学小组，研发各种辅助技术，来应对各种误操作引起的伤害事故。针对加工中心刀具在对刀时产生的切屑对人体的伤害，我们除了督促学生在实训时穿好防护服，戴好护目镜，我们还在系统参数里设置了门开关，使得机床在开门的状态下，进给系统无法工作。实践学生只有在关好防护门的情况下，才能操作机床。针对学生对刀错误引起的机床撞击事故，我们开发了一种校刀程序，在加工前检查每一把刀的对刀正确性，发现错误及时修正，有效防止了实践过程中因对刀错误而引起的撞击事故。我们开发的基于FANUC0i系统的校刀程序如下：00001；T01M06;（把检验刀具换到主轴上）G90G54G00X0Y0;（验证工件坐标系的X和Y轴零点设置是否正确）G43Z50.H01;（验证工件坐标系的Z轴零点设置是否正确）G28U0W0M30;（刀具返回机床原点）在执行这个程序时按下“单段”按钮，使程序一段段执行，同时把控制刀具移动的“进给倍率”旋钮旋到0位，执行程序时逐步松开旋钮，便于观察对刀后设置的工件坐标系是否正确。当发现工件坐标系设置的不正确及时把“进给倍率”旋钮旋到0位，刀具移动便停下来了，这样可以有效防止对刀不正确而引起的刀具撞击机床的事故。

　　3.2采用信息技术手段建立安全监控体系，提高应对安全事故的反应速度

　　传统的实践教学安全监控主要通过采用登记制度来监控实践练习学生的身份，通过实践教师的巡视，发现和排查实践过程中存在的安全隐患。由于同一时间实训的班级人数较多，而实践指导教师的数量有限，这种安全监控体系既不能很好地了解操作人员的身份，也不能及时监控操作人员的实践内容[7-11]。我校利用加工中心机床本身较强的通信能力，和昆山巨林科教集团合作，开发出一套适用于加工中心实践教学的安全监控系统，每台机床都加装了一个信息读卡器，只有获得授权的学生使用自己的信息卡才能启动设备，且一旦启动设备，操作者的班级、姓名、所使用机床的时间都传给车间里的监控室。机床里面装了一台摄像头，在监控室里可实时观察每一台机床的工作状态，监控系统也会根据机床所处的状态给机床标上正常运行、故障和待机等不同的标记。这样指导教师在监控室就能很好的监控到每一个学生操作的实时情况，对出现的机床故障排除时间也加快了。

　　3.3合理设置加工操作模式，提高实践加工环节中的安全性

　　加工中心的按键很多，所起的功用也各异，如果设置不合理在操作中就容易发生事故[12]。我校加工中心教学小组，根据教学经验设置了一套合理的加工操作模式提高了加工环节的安全性。通过在程序初始加工中采用“单段”的操作模式用来防止程序连续出错引起的持续撞击机床事故；通过在程序开头设置工件坐标系的Z向检查点和机床沿Z轴向下的快速移动设置成最慢速，来防止因工件坐标系设置不正确，操作人员反应不及时而引起的撞击事故。通过把加工检验过的程序“锁住”来防止后期因为误操作引起程序内容的修改问题。这些操作模式的设置可以对加工中的安全事故起到很好地预防作用。

　　4结语

　　通过采用上述安全辅助技术，我校加工中心实践教学中的安全性得到大大保障，大大降低了学生在实习加工中心时发生事故的概率，保障了加工中心实践教学中人身和设备的安全。近五年来没有发生过大的人身和设备的安全事故，小故障率也较以往降低了很多。由于实践教学有着一定的共性，因此本文采用的辅助技术对其它自动化设备的安全教学也能起到很好的借鉴作用。

　　参考文献

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　　作者：盖立武 顾星 陈琪

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