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提升機床操作安全性的研究
簡要介紹了國內(nèi)外機床安全設(shè)計、制造和操作的概況。以銑床為例對其操作安全防護現(xiàn)狀進行了詳細分析，提出提升機床操作安全標準的必要性，視安全質(zhì)量與產(chǎn)品質(zhì)量并重。推薦了標準貫徹實施的方案，促進與同行的共同交流。
20世紀90年代初，歐盟和美國將機床設(shè)備的安全性能正式列為研究內(nèi)容，目前己有較好的應用。他們將系統(tǒng)安全工程方法、安全人機工程學、可靠性及可維護性等結(jié)合起來，從機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計、安全防護和提供使用信息3大方面來保證機器的安全性。國內(nèi)雖然在可靠性及可維護性設(shè)計方面有研究，但還缺乏經(jīng)驗，至于如何對機床設(shè)備的安全性能評價及優(yōu)化則是剛剛提出的概念，幾乎沒有人專門研究，而這些又正是目前機床設(shè)計中所必須考慮的問題。歐盟和美國遵照系統(tǒng)安全工程方法，在20世紀90年代已相繼制定和頒布了統(tǒng)一的機床安全風險評價模式，旨在把危險消除在設(shè)計過程的每一個環(huán)節(jié)，使自己生產(chǎn)的機床達到本質(zhì)上的安全。而我國由于沒有相應的評估模式和安全設(shè)計規(guī)范，不能開展安全評估，即使進行過一些簡單的評估，也是在產(chǎn)品出來之后。這也是我國與歐美先進國家的差距之一。要想縮小此差距，提升機床操作安全性，首先應保證操作的機床具備可靠的安全性，也就是說產(chǎn)品的機電質(zhì)量安全不單純是機械的、液壓的、電氣的等各自方面的質(zhì)量安全，而是還要考慮通過聯(lián)鎖裝置、限位裝置、自動檢測裝置、安全標志和安全色等全面的來保障產(chǎn)品整體上的質(zhì)量安全性能并達到或高于有關(guān)標準要求;然后按有關(guān)規(guī)定進行評估;最后再按機床操作安全標準要求進行正確操作，才能提升機床操作的安全性。
1.機床操作安全防護現(xiàn)狀和要求及現(xiàn)有機床安全標準情況
1.1銑床
銑床分為普通銑床和數(shù)控銑床(含加工中心)。多年來普通銑床的設(shè)計、制造一直不帶機床安全防護罩、導軌防護罩等，操作手柄、手輪存在纏繞危險，運動部件存在擠壓、剪切危險，加工過程中切屑、冷卻液四處飛濺存在扎傷、噴傷、燙傷和滑倒等危險，未能實現(xiàn)人機隔離，機床上的安全警告標志也比較少，操作時存在安全隱患。近年來，因國家強制性標準的要求和出口商檢監(jiān)督檢查限制，對出口普通銑床進行了安全方面的改進，增加了簡易的機床防護罩和其他安全防護功能，在說明書中補充了安全方面的內(nèi)容，在基本結(jié)構(gòu)不變的情況下盡可能完善其安全性。
數(shù)控銑床(含加工中心)一般是高檔機床，功能多、結(jié)構(gòu)復雜、配置先進、加工精度高、生產(chǎn)效率高、自動化程度高，但產(chǎn)生的危險也多，所以制造商特別重視其安全質(zhì)量的保證。通常從以下幾個方面考慮和研究：
(1)通過設(shè)計，盡可能排除或減少所有潛在的危險因素(即適當?shù)剡x擇設(shè)計結(jié)構(gòu)，盡量減少操作者介入危險區(qū)的需要，以限制其面臨危險等)。
(2)通過設(shè)計，對不能避免或充分限制的危險，采取必要的安全防護裝置(防護裝置、安全裝置)。
(3)對于無法通過設(shè)計排除或減少的，而且安全防護裝置對其無效或不完全有效的遺留危險，用信息通知和警告操作者(采用警告標志、并在使用說明書中表述);需要特別注意的是機床的安全信息是保證機床安全的最后一道防線，但不能完全依靠安全信息來彌補設(shè)計的缺陷和解決機床存在的危險和隱患。
所以，數(shù)控銑床(含加工中心)均帶全封閉式機床防護罩，導軌防護罩、自動排屑裝置、聯(lián)鎖保護、干涉區(qū)設(shè)置、安全警告標志并配安全操作說明書等資料。在操作者熟悉機床使用說明書安全部分內(nèi)容和遵守相應安全操作規(guī)程的前提下操作是很安全的。
由于目前安全性試驗方面的標準欠缺，未能對防護裝置進行模擬試驗，僅靠多年的經(jīng)驗數(shù)據(jù)設(shè)計板厚和結(jié)構(gòu)，缺乏科學依據(jù)。一旦操作者因使用機床而造成傷害時，制造商又不能提供與產(chǎn)品安全設(shè)計、安全制造、安全使用等方面有關(guān)的數(shù)據(jù)和資料，那么制造商將承擔巨額罰金。國內(nèi)某個機床廠銷往美國的機床曾經(jīng)發(fā)生了嚴重的人身傷害事故，舉證時提供不了機床安全使用方面的相關(guān)資料，最終被判罰賠付操作者超過機床本身價值數(shù)十倍的賠償金。所以安全性試驗方面的問題亟待解決。
1.2銑床設(shè)計、制造和使用的安全標準
主要包括：
GB 2893—2008安全色;
GB 2894—2008安全標志;
GB 5226.1—2008機械電氣安全 機械電氣設(shè)備第1部分：通用技術(shù)條件;
GB/T 8196—2003機械安全防護裝置固定式和活動式防護裝置設(shè)計與制造一般要求;
GB 12265.1—1997機械安全防止上肢觸及危險區(qū)的安全距離;
GB 12265.2—2000機械安全防止下肢觸及危險區(qū)的安全距離;
GB 12265.3—1997機械安全避免人體各部位擠壓的最小距離;
GB/T 15706.1—2007機械安全 基本概念與設(shè)計通則 第1部分：基本術(shù)語、方法學;
GB/T 15706.2—2007機械安全 基本概念與設(shè)計通則 第2部分：技術(shù)原則與規(guī)范;
GB/T 16754—2008機械安全 急停 設(shè)計原則;
GB/T 16769—2008金屬切削機床 噪聲聲壓級測量方法;
GB/T 16855.1—2008機械安全控制系統(tǒng)有關(guān)安全控制部件 第1部分：設(shè)計通則;
GB/T 16856.1—2008機械安全風險評價第1部分：原則;
GB/T 16856.2—2008機械安全風險評估 第2部分：實施指南和方法舉例;
GB/T 17454.1—2008機械安全 壓敏防護裝置 第1部分：壓敏墊和壓敏地板設(shè)計和試驗通則;
GB/T 17888.1—2008機械安全 進入機器和工業(yè)設(shè)備的固定設(shè)施第1部分：進入兩級平面之間的固定設(shè)施的選擇;
GB/T 17888.2—2008機械安全 進入機器和工業(yè)設(shè)備的固定設(shè)施第2部分：工作平臺和通道;
GB/T 17888.3—2008機械安全 進入機器和工業(yè)設(shè)備的固定設(shè)施第3部分：樓梯、階梯和護欄;
GB/T 17888.4—2008機械安全 進入機器和工業(yè)設(shè)備的固定設(shè)施第4部分：固定式直梯;
GB/T 18153—2000機械安全 可接觸表面溫度確定熱表面溫度限值的工效學數(shù)據(jù);
GB 18209.1—2010機械安全指示、標志和操作第1部分：關(guān)于視覺、聽覺和觸覺信號要求;
GB 18209.2—2010機械安全指示、標志和操作第2部分：標志要求;
GB 18209.3—2010機械安全指示、標志和操作第3部分：操作件的位置和操作要求;
GB/T 18569.1—2001機械安全 減少由機械排放的危害性物質(zhì)對健康的風險第1部分：用于機械制造商的原則和規(guī)范;
GB/T 18569.2—2001機械安全 減少由機械排放的危害性物質(zhì)對健康的風險第2部分：產(chǎn)生驗證程序的方法學;
GB/T 18717.1—2002用于機械安全的人類工效學設(shè)計第1部分：全身進入機械的開口尺寸確定原則;
GB/T 18717.2—2002用于機械安全的人類工效學設(shè)計第2部分：人體局部進入機械的開口尺寸確定原則;
GB/T 18717.3—2002用于機械安全的人類工效學設(shè)計第3部分：人體測量尺寸;
GB/T 18831—2010機械安全帶防護裝置的聯(lián)鎖裝置設(shè)計和選擇原則。
從標準數(shù)量上看比較多，但是領(lǐng)頭標準是GB15760和GB5226.1。這兩個標準，行業(yè)內(nèi)幾乎無人不知，多年來在機床產(chǎn)品設(shè)計、制造、使用、用戶合同或協(xié)議簽署、產(chǎn)品驗收、行檢、商檢等方面提供了權(quán)威性的依據(jù)，發(fā)揮了非常重要的作用。但是GB15760中有關(guān)安全操作的內(nèi)容偏少，直接引用標準編號的內(nèi)容較多，對于專業(yè)廠家來說難以確定執(zhí)行的具體內(nèi)容或方法，操作起來比較困惑;再者，關(guān)于機床危險分析、風險評價、危險模擬試驗的具體方法和實例性內(nèi)容嚴重缺乏。
2.研究提升機床操作安全標準的必要性
機床安全是制造業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，涉及到國民經(jīng)濟各個部門和人們的安全與健康。由于機床安全性能不好，每年都要造成很多的工傷事故和大量的財產(chǎn)損失。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國機械工業(yè)的大中型企業(yè)中，由于機床安全性不好而引起的人身傷亡事故每年都達到數(shù)百起。機床安全水平的高低對打入國際市場與國際競爭有著十分重要的影響。許多機床設(shè)備，尤其是一些大型成套設(shè)備，由于安全方面的原因，國內(nèi)用戶不愿使用國內(nèi)設(shè)備，不得不花費大量外匯從國外進口。同樣，由于國產(chǎn)機床的安全性問題，極大地限制了其進入國際市場。目前，世界上一些工業(yè)發(fā)達國家和地區(qū)都將機器的安全性用立法的形式嚴加控制。在機床設(shè)備的國際貿(mào)易中，其安全性的好壞己構(gòu)成了貿(mào)易技術(shù)壁壘的重要內(nèi)容。所以說研究提升機床操作安全標準是企業(yè)獲得長遠發(fā)展和跨越技術(shù)壁壘的根本途徑之一，非常必要。
如今國內(nèi)機床制造商和使用企業(yè)已經(jīng)呈現(xiàn)多元化格局，由國企、私企、外企等形式構(gòu)成。各企業(yè)生產(chǎn)的機床也隨著科學技術(shù)的進步快速向高質(zhì)量、高安全性方向邁進，產(chǎn)品質(zhì)量和安全質(zhì)量共同構(gòu)成了技術(shù)發(fā)展的核心。各企業(yè)都在緊鑼密鼓地研究安全方面的標準、技術(shù)法規(guī)、安全操作規(guī)程等，通過多年的探討也都擁有了自己的貫標經(jīng)驗。所以，我們認為可以走博采眾長、優(yōu)勢互補、資源共享之路，來制定通用機床安全操作標準。
3.制定通用機床安全操作標準及研究與現(xiàn)有標準的關(guān)系
參考國外有關(guān)標準、技術(shù)法規(guī)、產(chǎn)品安全操作說明書等，按照現(xiàn)有的國家法律、法規(guī)、國家標準、行業(yè)標準、地方標準、企業(yè)標準等，結(jié)合現(xiàn)有標準的執(zhí)行情況尤其是用戶反映的意見和建議，以及目前機床產(chǎn)品在安全方面的發(fā)展趨勢和迫切需要，研究在現(xiàn)有標準基礎(chǔ)上制定適合銑床操作安全的通用標準。采用部分引用和或參考引用的方式將適合銑床安全操作的內(nèi)容直接寫入標準文本，盡量減少直接引用標準編號的方式，制定一個內(nèi)容全面，符合時代發(fā)展需要，可操作性強的一本通形式的安全操作標準。
一項轟動行業(yè)的強制性新標準一旦批準、發(fā)布、實施，肯定會對現(xiàn)有生產(chǎn)和銷售的機床產(chǎn)品產(chǎn)生一定的限制性影響，但這一影響將對提高機床產(chǎn)品的安全質(zhì)量，提升安全水平發(fā)揮巨大的推動作用，以技術(shù)法規(guī)的威力強制促使機床制造商和用戶企業(yè)正確地認識和接受這個新生力量。全面貫徹執(zhí)行新標準將會使機床制造商加大產(chǎn)品安全設(shè)計、制造、生產(chǎn)、使用、管理、宣傳等方面的投入力度和重視程度，從源頭上入手視安全質(zhì)量與產(chǎn)品質(zhì)量同等重要，在產(chǎn)品設(shè)計制造使用的各個階段考慮安全問題，并采取切實可行的有效措施排除和解決安全隱患，從根本上改進和提高產(chǎn)品的安全質(zhì)量，提升安全水平，售給用戶一個安全可靠放心使用的產(chǎn)品。
4.研究標準的貫徹實施并提出相關(guān)方案以及政策意見和建議
4.1標準的貫徹實施及相關(guān)方案
強制性安全標準由于其特殊性，頒布、貫徹實施前應及時在公眾煤體、行業(yè)內(nèi)部甚至對外的有關(guān)信息上公開宣傳，讓全社會的人增強安全意識，引起有關(guān)部門領(lǐng)導和員工的高度重視。使相關(guān)企業(yè)能夠積極主動地購買有關(guān)標準和資料、參加培訓、結(jié)合本企業(yè)實際學習研究標準并準備貫徹實施標準。
標準歸口單位進行貫標指導，組織標準宣貫培訓班，由標準制定人員或?qū)＜抑髦v。設(shè)立專門的答疑或咨詢部門或網(wǎng)站，為貫標企業(yè)排憂解難。
在企業(yè)貫標方案中，雖說是機床操作安全標準，但對機床制造商和用戶企業(yè)同等重要，所以都必須認真對待，嚴格貫徹執(zhí)行。
(1)組織有關(guān)人員積極參加行業(yè)協(xié)會組織的各項活動，培訓班等。及時了解國內(nèi)外標準制、修訂信息，尤其是安全標準方面的技術(shù)法規(guī)、標準、規(guī)定、指令、試驗方法等。
(2)成立安全標準貫徹實施小組，技術(shù)中心主任任組長，組員由標準化員、產(chǎn)品主管設(shè)計員、工藝主管設(shè)計員、檢驗員、車間技術(shù)員組成，進行明確的分工合作。
(3)標準化技術(shù)人員負責主草其他人員參與制定貫標細則，完成后下發(fā)至有關(guān)部門和車間，組織標準宣貫會，使有關(guān)人員擁有標準、了解標準、熟悉標準、執(zhí)行標準。
(4)借助企業(yè)的宣傳部門在廠內(nèi)通過廣播、宣傳欄、橫幅、局域網(wǎng)、短信等進行大力宣傳，喚起全廠員工的安全意識。
(5)產(chǎn)品主管設(shè)計員、工藝主管設(shè)計員、檢驗員、車間技術(shù)員、操作員均須按照細則要求進行相應工作。
(6)標準化技術(shù)人員全面負責貫標實施工作，跟蹤服務對貫標中出現(xiàn)的技術(shù)問題進行協(xié)調(diào)處理，作好貫標記錄，并進行長期監(jiān)督檢查工作。
4.2政策意見和建議
(1)目前安全生產(chǎn)技術(shù)改進整體力度較弱，政府應出臺有關(guān)安全制造、安全使用和安全技術(shù)改進方面的優(yōu)惠政策，設(shè)立安全技術(shù)改造項目轉(zhuǎn)口，從項目的申報、審核等環(huán)節(jié)對安全技術(shù)改造項目適當加大支持力度，鼓勵機床制造商和機床使用企業(yè)進行安全技術(shù)改進，淘汰產(chǎn)能落后、安全隱患多的普通機床，普及數(shù)控機床的使用量，提高產(chǎn)品質(zhì)量和安全質(zhì)量。
(2)完善強制性國家標準的貫徹監(jiān)督機制，制定效果顯著的獎罰辦法。國家或行業(yè)部門應進一步加強強制性標準實施的監(jiān)督、抽查和指導工作，逐步擴大抽查覆蓋面和頻次，尤其是重大安全問題的限期整改和復查。建立機床操作安全性信息公共平臺，加大宣傳力度，提高認知度，加強信息的收集與研究工作，將有參考價值的案例、好的做法和經(jīng)驗等在行業(yè)內(nèi)部公開發(fā)布，實現(xiàn)資料和有關(guān)證據(jù)的共享。
(3)嘗試進行機床產(chǎn)品安全認證工作，通過認證的頒發(fā)證書，通不過的限期改進，多次改進仍無法通過的禁止生產(chǎn)或重新設(shè)計制造再認證，直至認證通過后才能正常生產(chǎn)使用。
5.結(jié)語
機床產(chǎn)品在操作中存在的安全隱患是能夠通過機床的安全設(shè)計、安全制造、安全性評價等措施解決的。這需要制造商和用戶共同完成，作為制造商必須確保產(chǎn)品的安全質(zhì)量，不能以安全的代價攫取利潤;作為操作者必須閱讀和理解《機床使用說明書》，嚴格遵守安全操作標準，禁止違規(guī)操作。
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