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強化機械設計教學效果的措施
(一)強化實踐,延長機械設計訓練周期
通常在新生入校之后都會進行專業(yè)教育。然而新生剛進入大學,對有些概念和專業(yè)方向以及教學培養(yǎng)計劃中相關(guān)課程之間的關(guān)系,并不能很好理解,到第六學期開始機械設計課程的教學時,忙于應付各單科,而無暇總結(jié)和體會課程之間的關(guān)系,達不到好的效果。課程組先后增設了入學專業(yè)教育、新生研討課、課外科技活動小組以及跨年級的專家學科前沿課程等環(huán)節(jié),通過這些環(huán)節(jié)使學生增強了對學習對象的認識,明確了設計訓練長周期的實際意義。例如:課程組教師利用班導師的便利條件,從大學二年級開始組織課外科技活動小組,取得了一系列的成果。“仿人按摩機器人手臂”分獲吉林省大學生課外學術(shù)科技作品競賽一等獎和“挑戰(zhàn)杯”長春工業(yè)大學大學生課外學術(shù)科技作品競賽一等獎。“超聲波消除應力裝備”獲得“挑戰(zhàn)杯”長春工業(yè)大學大學生課外學術(shù)科技作品競賽三等獎。“機電創(chuàng)意之星”的3D烤地瓜機、“星星之火”團隊的多功能炭火烤箱、“三維之旅”團隊的Q版高達等作品分獲3D大賽全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設計大賽吉林省賽區(qū)一等獎、二等獎。“樹墻自動修剪機”、“健身洗衣機”、“雙座健身儲能自行車”分獲“全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽”東北賽區(qū)一等獎、二等獎。在實驗方面,加強了機械專業(yè)基礎實驗項目和實驗室的開放。機械設計是一門實踐性很強的課程,要培養(yǎng)學生的設計技能和創(chuàng)新技能,就必須注重實踐教學,課程組重新構(gòu)建了機械設計實驗教學體系,機械設計實驗包括:基本實驗、綜合設計性實驗、研究型實驗。在增設的綜合設計性實驗基礎上,新開設了機械基礎虛擬實驗,利用ADAMS、ANSYS軟件培訓學生機械運動學、動力學仿真能力。學生在完成必做的基本實驗、綜合設計性實驗基礎上,開放實驗室為學生提供了研究型實驗條件,供學有余力的學生進行研究。使學生深化和鞏固了所學的理論知識,淡化了教室與實訓室的界限,充分發(fā)揮了工程環(huán)境的教學優(yōu)勢,激發(fā)了學生的學習興趣。
(二)調(diào)整重點,增設機械設計討論內(nèi)容
學習是溫故知新的過程,只有在前面基礎之上的不斷積累,才能夠有所超越。在有限課時內(nèi),必須調(diào)整講授內(nèi)容,增設習題討論環(huán)節(jié)。對于邏輯性強、有明確清晰傳承關(guān)系的理論推導內(nèi)容,借助于參考教材比較容易掌握,應該簡明扼要,主要安排在課后學生自學。對于經(jīng)驗性公式和具有模糊性設計參數(shù)的學習內(nèi)容,尤其是相互制約影響的參數(shù)之間關(guān)系的理解和取值趨勢,應該重點講解,將教師豐富的經(jīng)驗知識傳達給學生。
利用網(wǎng)絡等多種教學平臺,將學生常見問題以及討論過程和結(jié)論,提供給更多學生學習與思考。課程組積極為上課教師提供討論素材,以科研成果作為教學案例,大大地充實了機械設計討論內(nèi)容,提高了學生學習興趣。例如在“大型焊接件殘余應力消除裝備的研制與開發(fā)”項目的研究上,教師和學生通力合作、勇于創(chuàng)新,取得了重大經(jīng)濟效益和研究成果,將研究情況引入課堂,作為教學案例,在機械設計課程討論中予以體現(xiàn),使學生通過實實在在的項目、研究內(nèi)容、研究方法,加深對概念的理解及實際應用。
(三)在不斷培養(yǎng)的過程中強化創(chuàng)新意識
機械設計在重視基礎理論學習之上,還要重點培養(yǎng)學生發(fā)散性創(chuàng)新思維能力和思維習慣。提高設計效率是未來設計工作者需要不斷努力的方向。因此,必須適當增加培養(yǎng)創(chuàng)新意識的途徑。在課程設計中,課程組嚴格執(zhí)行學校的相關(guān)規(guī)定,保證教師投入的精力。每年更新課程設計內(nèi)容,鼓勵教師在指導課程設計的選題上圍繞科研項目的具體內(nèi)容提出,使課程設計更多地反映新成果和新技術(shù)。
多年來此項制度一直得到了較好的貫徹,在一些項目中本科生甚至作為項目完成的主力隊員,在此方面,課程組教師已積累了豐富的指導經(jīng)驗。由學生為主體,教師指導完成的項目達十余項。在機電工程學院06級機械設計課程設計中,學生自主提出了設計題目“園林樹干養(yǎng)護溶液噴施機”、“塔式分層獨立旋轉(zhuǎn)餐盤的創(chuàng)新設計”、“渦流式黑板擦”并進行了相關(guān)設計,效果良好。實踐表明,此方法極大地調(diào)動了學生的學習積極性,使得其對本專業(yè)有了更深的認識,了解了科研與生產(chǎn)實踐相互促進的作用。
課題訓練,提高學生設計適應能力
注重科研與教學的緊密結(jié)合既是我們的一貫思路,也是我們的一貫做法,并且在長期的實踐中形成了一系列的規(guī)范要求,取得了眾多的成果。在實踐中我們將科研成果及時、有效地轉(zhuǎn)化在教學活動之中,主要在三個層面展開:展示學科學術(shù)前沿、提升課程教學水平、擴展研究性學習空間。即以科研成果展示幫助學生了解學科前沿發(fā)展動態(tài),跟蹤國際先進水平,激發(fā)學生的專業(yè)學習興趣;以科研成果提升課程教學水平,強化實驗課程的工程背景,提高學生的工程意識;以科研項目帶動和支撐研究性學習的開展,實現(xiàn)學生研究能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),促進其早出成果,出好成果。
關(guān)鍵詞:半導體專用設備 機械結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)化 模塊化 智能化
0.引言
科學技術(shù)的發(fā)展進步以及人們對產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高,在半導體專用設備設計中,為確保產(chǎn)品質(zhì)量,提高設備綜合性能,采取有效措施做好方案設計是十分必要的。另外,當前產(chǎn)品更新?lián)Q代步伐也在不斷加快,產(chǎn)品功能日益增多,性能復雜性增加,更新速度加快,在這樣的背景下,提高產(chǎn)品方案設計水平更具有緊迫性。但一些設計人員對此重視程度不夠,影響方案設計水平提高,跟不上時展步伐和對產(chǎn)品質(zhì)量的要求。為轉(zhuǎn)變這種情況,設計人員要提高思想認識,重視計算機輔助產(chǎn)品的設計繪圖和設計計算,以促進產(chǎn)品設計水平提高,更好滿足半導體專用設計需要,為產(chǎn)品生產(chǎn)和應用打下良好基礎。下面將探討半導體機械結(jié)構(gòu)不同的設計方案,并對其發(fā)展前景進行展望,希望能為方案設計和發(fā)展提供參考。
1.半導體專用設備中機械結(jié)構(gòu)的方案設計
在計算機輔助產(chǎn)品設計的引導下,再加上設計人員技術(shù)水平不斷提升,當前半導體機械結(jié)構(gòu)方案設計取得多種不同方案,并且每種方案具有自身顯著特點和優(yōu)勢,具體來說,包括以下幾種,實際工作中應結(jié)合具體需要合理選擇。
1.1系統(tǒng)化設計方案。將方案設計看成由若干要素組成的系統(tǒng),每個要素既獨立,又相互聯(lián)系,并具有層次性,方案設計時將所有要素結(jié)合起來,進而完成系統(tǒng)設計任務。機械結(jié)構(gòu)設計應用系統(tǒng)化設計方案時,常用方法包括設計元素法、圖形建模法、構(gòu)思-設計法、矩陣設計法、鍵合圖法。設計元素包括功能、效應、效應載體、形狀元素、表面參數(shù),五個元素確定后,產(chǎn)品設計特征和特征值也已經(jīng)被確定下來。圖形建模將設計劃分為信息交換和輔助方法兩個方面,實現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能關(guān)系的圖形建模。構(gòu)思-設計將產(chǎn)品設計分為構(gòu)思和設計兩個方面,選擇合適的結(jié)構(gòu),然后得出結(jié)構(gòu)示意圖。矩陣設計采用“要求-功能”邏輯樹描述要求功能間的關(guān)系,然后建立關(guān)聯(lián)矩陣,滿足所需功能的矩陣,提高方案設計水平。鍵合圖法將系統(tǒng)元件功能分為產(chǎn)生、消耗、轉(zhuǎn)變、傳遞能量形式,借助鍵合圖表達元件功能解,由鍵合圖產(chǎn)生設計方案,達到完成設計任務的目的。
1.2結(jié)構(gòu)模塊化設計方案。定義設計任務時以功能化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為基礎,引用已有產(chǎn)品解描述設計任務,從而在設計階段預測生產(chǎn)能力和費用,提高產(chǎn)品設計可靠性,節(jié)約方案設計和產(chǎn)品生產(chǎn)成本。功能產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分為產(chǎn)品、功能組成、主要功能組件、功能元件四個層次,并且每個模塊化結(jié)構(gòu)具有標準化接口,具有系統(tǒng)化、集成化、層次化、互換性、兼容性特征,以縮短產(chǎn)品設計周期,節(jié)約產(chǎn)品設計成本。
1.3基于產(chǎn)品特征知識設計方案。用計算機能識別語言描述產(chǎn)品的特征,設計領域的知識和經(jīng)驗,建立知識庫和推理機制,進而實現(xiàn)計算機輔助產(chǎn)品方案設計。常用設計方案包括編碼法、基于知識的混合型表達法、利用基于知識的開發(fā)工具、設計目錄法,具體產(chǎn)品設計時根據(jù)具體需要合理選用相應的方案。
1.4智能化設計方案。根據(jù)設計方法和理論,借助三維圖形軟件、智能化設計軟件、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、多媒體、超媒體工具進行產(chǎn)品開發(fā)和設計。常用方法包括產(chǎn)品規(guī)劃-構(gòu)思產(chǎn)品、開發(fā)-設計產(chǎn)品、生產(chǎn)規(guī)劃-加工和裝配產(chǎn)品。
2.半導體專用設備中機械結(jié)構(gòu)的方案發(fā)展前景
上述不同設計方案各有自身特點和優(yōu)勢,并具有一定聯(lián)系。隨著技術(shù)發(fā)展和設計理念更新,半導體機械結(jié)構(gòu)設計水平將進一步取得發(fā)展和進步,對產(chǎn)品生產(chǎn)和制造發(fā)揮積極作用。
2.1各方案的特點。上述不同設計方案各有自身特點,滿足半導體設計需要,產(chǎn)品設計時應結(jié)合具體需要合理選擇不同方案。系統(tǒng)化設計方案將方案設計由抽象到具體進行層次劃分,制定每一層設計目標和方法,將各層次有機聯(lián)系在一起,推動整個方案設計系統(tǒng)有序進行,并確保系統(tǒng)設計有規(guī)律和方法可以遵循,促進方案設計水平提高。結(jié)構(gòu)模塊化設計對不同模塊進行組合,進而完成整個方案設計任務。半導體機械產(chǎn)品的某些組成部分功能明確,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,通過劃分模塊進行設計更有利于完成設計任務。并且一個實體可完成多種功能,設計的關(guān)鍵內(nèi)容是結(jié)構(gòu)模塊劃分和選用,設計人員需具備豐富的專業(yè)知識,并注重總結(jié)經(jīng)驗,才能有效完成模塊化設計任務。產(chǎn)品方案設計無法采用純數(shù)學演算方案,通常根據(jù)產(chǎn)品特征進行形式化描述,根據(jù)設計人員的專業(yè)知識和經(jīng)驗進行推理決策,然后才能完成設計任務,更好滿足產(chǎn)品使用功能需要。智能化設計常用三維圖形軟件和虛擬現(xiàn)實技術(shù),直觀形象,有利于用戶積極參與。但該方案系統(tǒng)性差,在零部件結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、位置確定時,要求設計軟件具有較高的智能化程度,并且設計人員需要豐富的經(jīng)驗和專業(yè)技術(shù)知識。此外,這些方案并不完全孤立,不同方法又相互聯(lián)系,模塊化設計蘊含系統(tǒng)化思想,基于產(chǎn)品特征知識設計方案需應用系統(tǒng)化和模塊化方法。通過不同思想和方法的合理應用,有利于簡化設計流程,節(jié)約成本,確保產(chǎn)品設計質(zhì)量。
2.2方案設計發(fā)展。隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展,異地協(xié)同設計方法出現(xiàn),用戶對產(chǎn)品“功能需求-設計-加工-成品”成為可能,為促進該目標實現(xiàn),首先就要實現(xiàn)產(chǎn)品設計的三維可視化。由此帶來的結(jié)果是,三維圖形軟件、智能化設計軟件、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、超媒體工具越來越多的被應用到方案設計中,推動方案設計發(fā)展與進步,促進產(chǎn)品設計水平進一步提升。
2.3方案設計前景。目前,半導體機械結(jié)構(gòu)方案設計朝著計算機輔助實現(xiàn)、智能化設計、滿足異地協(xié)同設計制造需求方向邁進。有關(guān)方案設計的計算機實現(xiàn)方法起步較晚,技術(shù)尚未成熟,有待進一步研究和提升設計水平。為解決這些問題與不足,綜合應用上述四種方法,提高方案設計水平是一種有效方法和途徑,它包括機械設計、系統(tǒng)工程理論、人工智能理論、網(wǎng)絡技術(shù)等多種理論和技術(shù),這是今后需改進和完善的地方。同時還要注重總結(jié)經(jīng)驗,提高設計人員綜合技能,加強交流與合作,進一步提高方案設計水平,推動半導體設計和產(chǎn)品質(zhì)量提高。
3.結(jié)束語
綜上所述,機械結(jié)構(gòu)設計是半導體專用設備設計和生產(chǎn)的一項重要工作,對后續(xù)工作產(chǎn)生重要影響。隨著設計經(jīng)驗總結(jié)和技術(shù)更新,方案設計水平將進一步提升。另外,設計人員還要善于總結(jié)經(jīng)驗,注重技術(shù)創(chuàng)新,加強國際交流合作,吸收最先進的設計成果,更好指導結(jié)構(gòu)方案設計工作,推動半導體結(jié)構(gòu)設計水平和綜合性能提升。
參考文獻:
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Liao Shengwen Wang Yuqin Zhang Xiaoying Wu Na Yang Jian
(ChaoHu University Chaohu city 238000)
Abstract: Fischertechnik model based on the conceptual design of the mechanical arm. Design of the main content including the overall design of the mechanical arm, complete mechanical system scheme design and model making, of mechanical arm in the process of cargo handling the operation parameters of the overall planning, the final preparation of the completed the overall control program and debugging. The experimental results show that the structure of the system is simple and feasible.
Key words: Fischer Technology;mechanical arm;control program
中圖分類號:TP24 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2015)10-0270-02
引言
近年來,隨著科技發(fā)展迅速,人們的生活節(jié)奏不斷加快,越來越多的人不想從事體力勞動,進而企業(yè)出現(xiàn)“用工荒”的問題。在高校教學過程中,由于部分理論知識較抽象,教師講解較難,學生理解掌握起來也較難,這樣就達不到想要的教學效果。本次設計的機械手臂在生活中應用較廣,如建筑工地上的旋轉(zhuǎn)升降型機械手臂、吊臂,企業(yè)在生產(chǎn)制造過程中使用的機械手臂等。這些機械手臂在結(jié)構(gòu)和控制上都比較復雜,所以我們在教學過程中的講解就有一定的困難。機械手臂模型方案是基于慧魚技術(shù)進行設計的,它的主要功能是將物品從某一位置移到另一位置,在這個過程中機械手臂共完成了對物品的夾起、移動、升降和旋轉(zhuǎn)等動作。從某方面來說,機械手臂的出現(xiàn)代替了勞動力,進而為現(xiàn)代企業(yè)解決用工荒的難題。該模型與常見的機構(gòu)相比具有體積小且易于移動,故靈活性強,可以在教學中的典型機構(gòu)與它相結(jié)合演示給學生看,通過演示更深入理解各個結(jié)構(gòu)之間是如何運轉(zhuǎn),采用理論與實踐相結(jié)合的方法,讓學生學習理論課程更具有生動性和形象性,達到掌握該課程理論知識的目的。
慧魚創(chuàng)意組合模型是一個技術(shù)含量很高的工程技術(shù)類趣味拼裝模型,其主要部件尺寸精確,不易磨損,可以保證反復拆裝并不影響模型結(jié)合的精確度。它為應用型高校在教學過程中創(chuàng)新教育和創(chuàng)新實驗提供了很好的實踐平臺。總體來說,慧魚模型的使用,既讓學生融匯貫通各學科多領域的綜合知識,將其應用于實踐過程中,又培養(yǎng)了創(chuàng)新的意識,最重要的是給予學生實現(xiàn)創(chuàng)新的平臺。為此設計并制作拼接了機械手臂,文章主要對機械手臂的機械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)進行了組裝設計講解。
一、機械系統(tǒng)設計方案
機械手臂的主要功能是將物品從某一位置移到另一位置,即:機械手臂從起始位置到物品所在位置后將物品夾起,再到指定位置把物品放下,最后返回原位準備進行下一動作。根據(jù)它的功能目標機械手臂的機械系統(tǒng)主要有旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、伸縮機構(gòu)、升降機構(gòu)以及開合機構(gòu)四大部分組成,模型實物如圖1所示,該模型體積較小,各個機構(gòu)的運轉(zhuǎn)可清楚的看見,方便教師攜帶,可將其模型展示給學生觀看,便于學生理解和鞏固。
圖1 機械手臂
Fig.1 multi-function robot arm
1.機械手臂的旋轉(zhuǎn)裝置
機械手臂的旋轉(zhuǎn)功能在方案中是通過齒輪嚙合傳動實現(xiàn)的,并在起始位置和終止位置中放置行程開關(guān)來控制機械手臂的移動范圍和旋轉(zhuǎn)方向的變換。其傳動簡圖如圖1.1所示。圖中小齒輪是主動輪,便于對旋轉(zhuǎn)速度的控制。
(a)旋轉(zhuǎn)裝置簡圖
1―轉(zhuǎn)盤 2―小齒輪 3―齒輪箱 4―馬達箱圖
1.1 實際旋轉(zhuǎn)機構(gòu)圖
Fig 1.1 Actual rotating mechanism chart
2.機械手臂的伸縮機構(gòu)
通過利用蝸輪蝸桿、齒輪之間的傳動以及連桿與滑塊桿之間的滑動來進行實現(xiàn)機械手臂的伸縮功能。并通過齒輪箱來控制它的速度。實現(xiàn)這一功能的意義在于,可以增大其工作范圍,通過它的伸縮功能,機械手臂可以不用移動就能到達指定位置,其傳動簡圖如圖1.2所示。
(a)伸縮裝置簡圖
1―馬達 2―齒輪箱 3―蝸桿 4―連桿
圖1.2 實際伸縮機構(gòu)圖
Fig 1.2 Actual rotating mechanism chart
3.機械手臂的升降機構(gòu)
機械手臂的升降功能則是通過鏈傳動和渦輪蝸桿傳動之間的相互連接來進行實現(xiàn)的。它的傳動簡圖如圖1.3所示。
(a)鏈傳動機構(gòu)簡圖
1―小齒輪;2―鏈條
圖1.3 實際升降機構(gòu)圖
Fig 1.3 Actual lifting mechanism chart
4.機械手臂的開合機構(gòu)
物品的夾起與放開都是通過機械手臂的開合來完成,在設計過程中,選用渦輪蝸桿的結(jié)構(gòu)作為運轉(zhuǎn)的機構(gòu)。將渦輪蝸桿固定在機械手臂的中間,通過馬達帶動蝸桿的轉(zhuǎn)動,渦輪與手臂之間的銜接物會帶動手臂向兩側(cè)張開或夾緊,實現(xiàn)機械手臂對物品的夾緊和放下的功能。
(a)夾緊機構(gòu)簡圖
1-開關(guān);2-銷;3-機械手臂;4-渦輪;5-蝸桿
圖1.4 實際夾緊機構(gòu)圖
Fig 1.4 Actual clamping mechanism
二、控制系統(tǒng)設計方案
1.總體運行過程
假設機械手臂現(xiàn)處于張開狀態(tài),且在最底層,手臂未發(fā)生移動,將物品放置于某一位置,高度與機械手臂高度一致。運行過程如下:一開始,先轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤至某一角度,由馬達M2控制,其位置在小齒輪的齒輪箱旁邊, 順時針為正轉(zhuǎn)。然后將機械手臂向前伸出一定距離,使其恰能觸碰到物品,由馬達M3控制,其位置在移動機構(gòu)中遠離機械手臂的一側(cè),順時針時伸縮裝置向前運動。接下來,用機械手臂夾緊物品,由馬達M4控制,逆時針為手臂閉合。夾住物品后,利用升降結(jié)構(gòu)將物品升至同貨架高度一致的位置,由馬達M1控制,逆時針為上升。接著,調(diào)節(jié)物品與貨架之間的距離,通過向前或后退移動一定距離,直至兩者之間距離為零,再通過旋轉(zhuǎn)功能,旋轉(zhuǎn)到貨架上面,最后控制夾手張開,將物品放置在貨架上,完成運輸功能。系統(tǒng)的總體運行程序如圖2所示。
圖2 總體控制程序圖
Fig 2 Overall control chart
(1)旋轉(zhuǎn)功能介紹。物品的轉(zhuǎn)移可以通過偏置一定的角度,使物品到達指定的地點,可通過編程控制馬達M2實現(xiàn)旋轉(zhuǎn),順時針旋轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn)。
(2)伸縮功能介紹。要想精確的定位重物在哪個位置放置,可通過移動裝置,實現(xiàn)機械手臂的伸縮功能,編程控制馬達M3實現(xiàn)機械手臂的伸縮,順時針旋轉(zhuǎn)為向前移動。
(3)升降功能介紹。要使物品放到貨架上,則需要調(diào)節(jié)物品的高度不得高于貨架且不能過低,裝置通過鏈條傳動,利用小齒輪將鏈條帶動,然后控制渦輪蝸桿的升降,從而實現(xiàn)物品的升降,編程控制馬達M1實現(xiàn)升降,逆時針旋轉(zhuǎn)為物品上升。
(4)開合功能介紹。物品的夾取是在運輸過程中的重要環(huán)節(jié),通過渦輪蝸桿機構(gòu),編程控制馬達M4實現(xiàn)夾手的張開與閉合功能,順時針旋轉(zhuǎn)為夾手張開狀態(tài)。
三、結(jié)語
關(guān)鍵詞:安全;機械;防護設施;警示標志
Abstract: It’s introduced that the campaign machinery and equipment should have the security protection facilities in factories, as well as how to check them during the safety evaluation of the status quo, finally, the author adviced that some measures , such as mechanization, automation of process control, alarm devices and warning signs, shoud be taken against to reducing the mechanical injury and non-mechanical-injury.
Key words: Security; Machinery; Defense facilities
中圖分類號:P624.8文獻標識碼:A 文章編號:
1概述
在對工廠進行安全現(xiàn)狀評價過程中有一個重要的項目,就是對現(xiàn)場狀況進行檢查。除了檢查工廠周邊區(qū)域環(huán)境、廠區(qū)平面布置、工藝操作及安全生產(chǎn)管理等外,最主要的一項應針對生產(chǎn)機械設備設施的安全防護設施進行檢查。
機械設備本身應具有本質(zhì)安全性能,不出現(xiàn)任何事故和危害,但往往很難做到或代價十分昂貴,因此常選擇間接安全技術(shù)措施,即當不能或不完全能實現(xiàn)直接安全技術(shù)措施時,為機械設備設計出一種或多種安全防護裝置,最大限度地預防、控制事故或危害的發(fā)生。一般機械設備是由電或燃油驅(qū)動和控制的,運動形式和危險部位較多。所以當機械或電子控制發(fā)生故障造成失控,或是人的行為失誤時,設備上的安全防護設施就顯得至關(guān)重要。因此,在進行安全評價時,對企業(yè)現(xiàn)場機械設備的安全防護設施檢查也顯得尤為重要。筆者根據(jù)多年基層工廠的經(jīng)驗和參加安全評價工作幾年來對工廠現(xiàn)場檢查的實踐,認為對工廠現(xiàn)場生產(chǎn)機械設備的安全防護設施檢查應首先檢查其有無安全防護裝置,再檢查安全防護裝置是否完好正常。
2工廠機械設備的安全防護裝置的檢查
筆者在在對工廠進行安全現(xiàn)狀評價過程中,針對工廠不同的設備預先制定檢查表,將這些機械設備按常規(guī)都應配置的安全防護裝置用表格的形式列出,按表進行檢查,以免遺漏,例如:
針對生產(chǎn)、使用、貯存或運輸中存在有易燃易爆的生產(chǎn)設備如鍋爐、反應釜、壓力容器、可燃氣體燃燒設備以及其它燃料燃燒設備的檢查,按常規(guī)鍋爐、反應釜、壓力容器及燃燒設備等都應配置安全閥、水位計、溫度計、防爆閥、自動報警裝置、截止閥、限壓裝置、點火或穩(wěn)定火焰裝置等安全防護裝置[1]。現(xiàn)場檢查時對照檢查表查看這些機械設備有無上述安全防護裝置,是否正常完好。
針對工廠各種旋轉(zhuǎn)機械的傳動外露部分的檢查,按常規(guī)如泵、風機及壓縮機等運動機械的聯(lián)軸器部位、砂輪機及電鋸皮帶輪等都應設防護裝置,一般為防護網(wǎng)、防護欄桿、可動式或固定式防護罩和其它專用裝置[2] [5]。現(xiàn)場檢查時對照檢查表查看這些機械設備有無上述安全防護裝置,再看是否正常完好。并且有些可移動式防護罩還裝有有聯(lián)鎖裝置,當打開防護罩時,危險部分立即停止運動。如南京江寧區(qū)經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)金佰利個人衛(wèi)生用品有限公司的衛(wèi)生巾生產(chǎn)線就設有聯(lián)鎖裝置,只要生產(chǎn)線上的防護罩一打開,生產(chǎn)線立即就停止運轉(zhuǎn)。
針對起重設備的檢查,按常規(guī)起重設備都應設有信號裝置、制動器、卷揚限制器、行程限制器、自動聯(lián)鎖裝置、緩沖器以及梯子、平臺、欄桿等[3]。現(xiàn)場檢查時對照檢查表查看起重設備有無上述安全防護裝置,再看是否正常完好。
針對沖壓設備的檢查,按常規(guī)沖壓設備的施壓部分應設置防如擋手板、拔手器聯(lián)鎖電鈕、安全開關(guān)、光電控制等護裝置[5]。現(xiàn)場檢查時對照檢查表查看沖壓設備有無上述安全防護裝置,再看當人體某一部分進入危險區(qū)之前,滑塊能否停止運動,聯(lián)鎖電鈕、安全開關(guān)是否正常完好。
針對自動生產(chǎn)線和復雜的生產(chǎn)設備及重要的安全系統(tǒng)的檢查,按常規(guī)其都應設置自動監(jiān)控裝置、開車預警信號裝置、聯(lián)鎖裝置、減緩運行裝置、防逆轉(zhuǎn)等安全防護裝置[1]。現(xiàn)場檢查時對照檢查表查看這些生產(chǎn)設備有無上述安全防護裝置,是否正常完好。對加工過熱或過冷的部件時,檢查其是否已配置了防接觸屏蔽裝置[1](在不影響操作和設備功能的情況下),避免操作者觸及過熱或過冷部件引起燙凍傷事故。
針對可能產(chǎn)生粉塵、有害氣體及發(fā)生輻射的生產(chǎn)設備的檢查,這些生產(chǎn)設備按常規(guī)都應安裝自動加料及卸料裝置、凈化和排放裝置、監(jiān)測裝置、報警裝置、聯(lián)鎖裝置、屏蔽裝置等[4]。現(xiàn)場檢查時對照檢查表查看生產(chǎn)設備有無上述安全防護裝置,是否正常完好。
對企業(yè)正在進行檢修的機械電氣設備的檢查,檢查時要看這些正進行檢修機械電氣設備是否已掛上“正在檢修,禁止開機”、“正在檢修,禁止合閘”等警告提示牌。
另外機械設備要是間接安全技術(shù)措施無法實現(xiàn)或?qū)嵤r,可采用檢測報警裝置、警示標志等措施,警告、提醒作業(yè)人員注意,以便采取相應的對策措施或緊急撤離危險場所。
3結(jié)語
我們在對機械設備的安全防護設施進行檢查都是為了實現(xiàn)工廠減少或不出現(xiàn)機械傷害和職業(yè)危害。只有當機械設備安全防護裝置齊全,設備處于最佳組合時,它才能自動排除故障,確保人身和設備安全。在有條件的情況下應盡量采用機械化、自動化程序控制等,這是實現(xiàn)機械設備本質(zhì)安全的最基本的途徑。
參考文獻
[1]全國注冊安全評價師執(zhí)業(yè)資格考試輔導教材編審委員會,安全生產(chǎn)技術(shù)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2005.
[2]GB5226.1-2002,機械安全機械電氣設備[S].
[3]GB/T6067-1985,起重機械安全規(guī)程[S].
[4]GB/T17150—1997,放射衛(wèi)生防護監(jiān)測規(guī)范[S].
[5]GB/T8196-2003,機械安全防護裝置固定式和活動式防護裝置設計與制造一般要求[S].
附:作者簡介
關(guān)鍵詞:CAD 協(xié)同設計;勘察設計;信息化
中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)05-0099-03
1 概述
工程項目設計工作由多個專業(yè)、許多設計人員甚至多個工作場所的多個設計單位組成的設計團隊(項目組)按照分工進行協(xié)作完成的,并整個設計過程中貫穿進行提資、查返、校審等交互作業(yè),最終完成設計成果,并在施工過程中可能發(fā)生設計更改。當前,設計人員仍處在獨立使用各自的專業(yè)CAD工具進行分別設計工作,目前使用的CAD平臺,并未提供在設計過程中的消息傳遞和同步更新功能,不同設計者在CAD環(huán)境下設計時,并不能實現(xiàn)真正的同步協(xié)作,設計更改的滯后難以避免。由于設計內(nèi)容的一些修改或者變更無法得到及時共享,協(xié)作也就難以進行。
貴州正業(yè)協(xié)同設計平臺是為任意工作場所內(nèi)基于項目協(xié)同工作的設計團隊進行分工協(xié)作、專業(yè)相互配合以及協(xié)作共同完成設計工作而設計的,它確保無障礙的進行協(xié)作作業(yè),從而提升設計效率:
1)建立并串結(jié)合的科學工作模式,縮短設計工期并減少設計沖突
傳統(tǒng)的設計工作是下游專業(yè)接到上游專業(yè)設計互提條件圖后才能開始,同時又需要將條件圖進行大量的修改才能作為下游專業(yè)的底圖,并在設計過程中一旦上游專業(yè)發(fā)生了修改,底圖需要重新制作,費時費力而且容易出現(xiàn)設計沖突。協(xié)同模式是將設計交互從圖紙轉(zhuǎn)向圖紙的內(nèi)容,條件圖應是自動整理后下游專業(yè)需要的底圖而非整幅全圖,避免下游專業(yè)的整理作業(yè)。
統(tǒng)一設計標準,實現(xiàn)無障礙設計數(shù)據(jù)交換與引用,提高設計質(zhì)量
設計標準是提高繪圖質(zhì)量和效率,創(chuàng)建各專業(yè)基于網(wǎng)絡的協(xié)同設計環(huán)境,實現(xiàn)設計規(guī)范化和標準化的基礎。設計標準為設計數(shù)據(jù)的無障礙交換提供了統(tǒng)一的語言環(huán)境,對提高設計質(zhì)量起到積極促進作用。
2)項目團隊協(xié)同設計,降低溝通成本,提高設計過程管理和監(jiān)控力度
通過協(xié)同平臺,各工作場所、各專業(yè)的設計人員基于統(tǒng)一的設計標準,實現(xiàn)設計數(shù)據(jù)和資料實現(xiàn)自動管理、提資、修改自動發(fā)現(xiàn)以及流程作業(yè),將所有各專業(yè)的設計內(nèi)容有機形成一個完整的項目設計數(shù)據(jù),使設計與管理實現(xiàn)一體化,項目經(jīng)理、各級領導和專業(yè)負責人等可以實時掌握設計進度和圖紙完成情況,及時發(fā)現(xiàn)圖紙質(zhì)量和進度問題,及時指導修改。
3)設計文件資料的統(tǒng)一管理,避免設計文件和資料分散在個人計算機中
工程項目中的所有圖紙資料都集中儲存在協(xié)作服務器中,并且有安全、完善的共享管理和用戶權(quán)限管理,由服務器實現(xiàn)圖紙的版本管理與控制。避免設計文件、工程資料分散在各自的個人計算機中,實現(xiàn)有序的利用、收集、整理和歸檔,促進設計數(shù)據(jù)的重復利用。
2 貴州正業(yè)協(xié)同設計平臺技術(shù)方案
2.1 設計思路
貴州正業(yè)圖層級協(xié)同設計系統(tǒng)設計遵循“十一五國家科技支撐計劃”的研究技術(shù)路線和所制定的“協(xié)同設計標準”。系統(tǒng)設計基于設計院廣泛使用CAD平臺,在不改變設計軟件的情況下,通過制定協(xié)同設計標準,快速建立統(tǒng)一的標準化設計環(huán)境,這樣可以降低推行所需要培訓等學習成本,容易為設計人員接受,降低了推廣的成本。
1)充分借助已有的CAD基礎,避免新采購CAD和學習成本
提供大量工具來協(xié)調(diào)各設計成員之間的圖形和共享圖形數(shù)據(jù),這些技術(shù)貫穿于設計的整個設計過程中。在設計初期,通過建立依據(jù)制圖標準的專業(yè)圖形符號庫、CAD標準(DWS格式文件)等,使用專業(yè)圖形符號庫和CAD標準能夠提高專業(yè)產(chǎn)品設計的效率,保證設計人員采用相同的繪圖標準;在設計過程中,通過使用設計中心、外部參照技術(shù)達到協(xié)同設計主要取決于設計人員之間圖形信息的獲取與信息反饋的及時、便捷并同步更新。在設計后期,在設計人員與用戶之間建立快捷、準確、通暢,又要保證數(shù)據(jù)的安全性電子數(shù)據(jù)溝通與共享環(huán)境。
2)跨部門、專業(yè)、跨地域的網(wǎng)絡化協(xié)同設計
系統(tǒng)支持企業(yè)內(nèi)不同設計部門、不同專業(yè)方向上或者同一項目的不同設計企業(yè)之間進行協(xié)調(diào)和配合,從而滿足跨地域、跨區(qū)域、跨國界的設計發(fā)展趨勢。通過跨專業(yè)、跨地域的網(wǎng)絡化協(xié)同設計縮短產(chǎn)品設計周期,從針對個體的串行設計工作模式,轉(zhuǎn)向上下游多方協(xié)同的并行設計工作模式。
2.2 業(yè)務方案
①系統(tǒng)提供“標準與基礎維護”模塊實現(xiàn)標準圖層和參數(shù)維護管理,建立專業(yè)圖形符號庫和CAD標準。
②項目設計啟動時,通過使用貴州正業(yè)協(xié)同管理系統(tǒng)的“項目管理子系統(tǒng)”,項目負責人(可能為專業(yè)負責人等)進行項目策劃工作,對項目的設計任務進行分解,對專業(yè)人員進行分工,向各個專業(yè)下達具體的設計任務,這些設計任務已經(jīng)按照設計標準進行了規(guī)范化和標準化,保證設計人員采用統(tǒng)一的設計標準;
③設計開始,各專業(yè)設計人員在協(xié)同設計平臺中接受到設計任務,從系統(tǒng)已經(jīng)建立好的設計任務進入到專業(yè)CAD軟件開始設計工作;隨著設計進展,進入提資階段后,系統(tǒng)根據(jù)CAD標準的“專業(yè)間圖層協(xié)作標準”,自動從當前圖中提取對應的圖層圖苑生成規(guī)定的提資文件,提供給相關(guān)專業(yè)直接引用或者參照。
④在設計修改(如自查修改、校審等)時,用戶簽入設計時將自動更新提資文件,引用該提資文件的用戶將收到提醒并自動更新引用,保證所有圖形都是最新和一致的,減少“錯、漏、碰、缺”。