高技能人才校企合作培養中精密制造安全體系的構建與實施

摘要：隨著工業現代化的發展，企業對高技能人才的需求不斷擴大，在高端裝備制造過程中的操作安全性問題變得日益重要，對于人才培養來說，在現有的實踐教學條件下，如何保障人身和設備安全是高技能人才培養中面臨的一個非常重要的問題。根據《國家職業教育改革實施方案》的要求，蘇州經貿職業技術學院在新型現代學徒制下的高技能人才培養方面，結合自身在校企合作高技能人才培養和精密加工實踐教學方面的經驗，從學生安全知識教育、實踐教學管理制度、工藝和技術手段、制定產品作業指導書等多方面著手，全方位的提高學生在精密制造實習方面的安全性。通過這些方法的實施，使得在校企合作下的高技能人才實踐安全體系的建設上取得了顯著的效果。

關 鍵 詞：校企合作;高技能人才;安全;管理

中圖文分類號：G712、TH16

基金項目：江蘇省高等學校自然科學研究資助項目（18KJB510042）

0、引言

安全文明生產是工作人員和設備安全的根本保證，是企事業單位在安全管理體系的重要指標，它直接影響著操作者安全、產品質量和生產效率的提高。傳統的校內金工實訓在安全方面做了大量的工作，一直保持著零事故率。隨著我國工業技術的快速發展，社會對精密制造型高技能人才的需求越來越大。高職院校作為社會高技能人才培養基地，也因此承擔起了社會職責。但實際情況是：精密制造專業學生越來越多，而相應的數控設備和實踐指導教師相對短缺，如何在現有的實踐教學條件下，保障人身和設備安全是精密制造高技能人才培養中面臨的一個非常重要的問題。我院專業教師團隊結合企業實際生產，從人員管理和設備技術改進兩方面著手，在解決精密制造高技能人才培養中實習安全教學方面做出了大量的工作，取得了較好的效果。[1]

1、加強對學生的安全知識教育

“實習就是實戰”，學生在學習先進知識的同時，讓學生明白安全生產的重要性以及事故發生后的嚴重性。

不論學校還是企業，精密加工數控設備上的按鈕、按鍵和手輪很多，很多學生出于好奇心，總是想嘗試著去操作一番，針對學生這樣的心里，一方面我們專業教師耐心的向同學講解要嚴格按照教師的教學計劃和實習步驟的必要性，另一方面我們企業導師以案例方式講解未按照操作規程導致的一些后果實例，增強了學生對精密制造安全操作的正確認識。此外，校企教師團隊定期開展以“安全文明生產”為主題的研討會，在地點選擇上采用校內教室、校內實訓車間、企業生產車間等針對不同環境、不同地點下全面強調安全生產的重要性，讓學生身臨其境感受到實際的工作環境，讓學生意識到從自我做起、從現在做起就要嚴格要求自己，為將來的工作奠定基礎。通過這一系列的安全生產教育活動，提高了學生的安全生產意識，在以后的精密制造實習實訓中都能按照“數控加工安全操作規程”、“企業5S管理規范”、“產品作業指導書”等相應操作規程來做，增強了實踐教學中的安全性。[2]

二、嚴格實踐教學管理制度

專業教師團隊除了對學生必要的安全教育外，同時還嚴格實踐教學管理制度。要保障實習實訓的安全教學，僅僅靠學生自我約束是不夠的，一定要做到讓學生有制可依、有規可遵。校企教師團隊結合校內實訓和企業實際生產情況，盡量縮小學生在校學習與企業工作的距離，同時參考企業的做法，既考慮到企業工作的真實要求，也兼顧了目前學生的實際情況，從而制定了“數控加工安全操作規程”和“產品作業指導書”，并張貼在實踐實訓車間，提供給學生學習。制定的相應制度充分展示了“以學生為主、為學生負責”的重要思想，增強教師指導學生的責任心。使用流程上采用先申請、后使用原則，以便老師及時了解學生學習動態，針對不同情況進行有效輔導。我們所制定的《安全操作規程》要求非常詳細，從加工前的準備到加工過程中的控制都有詳細的要求，對于容易發生安全隱患的地方如工件坐標系、進給速度、程序模擬等都做了特別提示，嚴格的管理制度可有效地預防事故的發生。

實訓守則方面，應盡可能全面地考慮到實訓中可能出現的各種不安全因素，做到制度嚴，規則細，反復宣傳，執行有力，才能為學生實習期間的人身安全提供有力的保障。在實訓制度中要特別強調在任何時候只允許一個學生操作機床，而且嚴禁串崗。安全操作規程既是為了保證學生的人身安全，也是為了保證設備的安全，所以必須強調要嚴格按照操作規程進行操作，指導老師不在場的情況下，嚴禁學生擅自開動不熟悉的機床，以防止人身傷害事故和設備損壞事故的發生。[3]

三、通過各種工藝和技術手段來提高安全性

合理制定零件的加工工藝是進行數控加工的一項基礎性的重要工作，在加工中所有工藝參數必須在零件的數控加工程序中準確地體現，這就要求我們的加工程序要有極高的正確性和合理性，同時在對圖形進行數學處理和編程時要力求準確無誤，否則就可能釀成重大安全事故。如加工刀具的選擇、程序編制的工藝安全措施、工件與刀具的裝夾、加工前的對刀、常態下旋鈕的位置等各方面的工藝措施來保障安全。此外，我們通過運用技術手段，如通過軟限位方式對機床行程進行限制、操作工藝及程序編制安全指令、氣動夾具安全保護設計等技術手段來保障教育安全。

1、機床設備上設置軟限位

機床的軟限位是虛擬的限位開關，是根據設備工作有效行程，在未到達硬限位時提前設置某個點，當工作工程中到達該軟限位點時，系統產生報警，機床停止運動，以防止事故發生，保障安全。

圖1所示的軟限位設置示意圖中，上軟限位A點和下軟限位 B點的對應編碼計數值預先設定到計數控制器中，當定位滑塊移動到 A或 B點的位置時，計數控制器就會發出控制信號，驅動控制器就驅動電機停轉或反向運轉，起到限位的作用。[4]

2、在程序編制和操作上的安全措施

設定“安全指令”：以FANUC 0i Mate-MD操作系統為例，編程時在程序頭設定“G94 G90 G17 G21 G15 G69 G80 G40等安全指令”有利于將之前執行后的某些未取消的指令進行復位，可有效地避免因續效指令未取消而帶來的錯誤，出現安全隱患。

銑削內腔時，對于刀具軌跡不是很清楚，往往將兩個程序語句段寫在同一段中，將會導致撞刀等安全事故的發生。以FANUC-0i系統為例，如程序寫成：G0 X0 Y0 Z100.的話，則Z軸與X、Y軸同時運動，走刀路線斜向運動發生碰撞（如圖2-a所示）;如改成：G0 Z100.; G0 X0 Y0;兩個程序段的話，走刀路線先走Z軸向上運動到100mm位置后，再進行回X、Y軸原點（如圖2-b所示），這樣就會避免碰撞事故，如圖2所示。[5]

實踐證明，學員在編程時加入了“安全指令”后，可有效地提高了加工程序的正確性，降低事故的發生;對程序進行必要的Z軸運動及G0的指令進行排查式收索可有效地降低機床的報警率，提高安全性能，避免因誤輸入引起的撞刀事故。

3、氣動夾具安全保護裝置

該方式是采用流量控制的方式將氣體輸送到作用區，再通過壓力反饋的方法將反饋信號傳送至數控系統中，當氣體壓力突發降低到設定壓力時，機床系統產生報警，機床機械停止動作，工作原理如圖3所示。該方法解決了目前氣動夾具工作時因氣動系統中突發氣管破裂或接頭松動等導致系統氣體壓力突然降低而引起加工事故，有效地保障了生產安全，防范加工事故的發生。

壓縮空氣經系統管道5通過流量控制閥4進入，一路通過換向閥3將氣體輸送至工作管道2內，以供夾具夾緊使用;從流量控制閥4與換向閥3中引另一路氣體接壓力開關6，將壓力開關6轉換的電信號與CNC系統相接。當機床正在運行加工、夾具將工件夾緊工作時，當工作管道2中氣體壓力突然降低，低至壓力開關6所設定的壓力時，壓力開關6將轉換信號傳送給CNC系統7，經CNC系統處理后產生報警信號，將機床動作8正在運行的機械運動即刻停止。實物改進如圖4所示。

4、制定產品作業指導書

以某公司四軸汽車件產品（材質：A6063S-T6 ）加工為例，講述了產品精密加工過程中企業在人員安全、設備安全及產品質量安全方面的注意事項、質量管控，用詳細的工藝安排、加工步驟、檢查項目、易錯點等都進行了合理性安全，以確保產品安全生產，如圖5所示。

（1）檢查機床作業指導書作業準備相關內容，以及安全操作規范要求;

（2）檢查機械設備內周圍及現場要符合5S標準要求規范;

（3）檢查周轉盒內是否有工序流程卡，查看此道工序和工序名稱是否相同;

（4）加工前用氣槍吹干凈待加工工件和夾具，防止碎屑壓傷工件外觀表面;

（5）把待加工件裝上夾具，產品0.5R角槽處裝在夾具定位銷內，壓緊壓板，鎖緊螺絲，確保工件裝夾到位后再松手所示，拉上防護門，啟動綠色開關鍵，機床進行加工;

（6）切削完畢，自動停止拉開防護門，將夾具與產品上的屑吹干凈，松開夾具，取出工件;

（7）用氣槍清潔工件，吹干工件表面切削液，進行檢測;

（8）良品放入半成品盒，可疑品放入黃色盒。

總之，在整個實踐教學過程中，除了對學生有效地安全教育、嚴格實訓管理制度及安全防范外，實訓指導教師還應每天針對當天實訓的內容有針對性地講解企業實際訓練方法及相關的安全注意事項。通過以上校企雙方的安全防范及安全管控，提高了精密制造實踐課程的安全性，不斷縮小畢業生與企業用人在專業技術之間的距離，為社會輸送了一定數量的高技能應用型人才[6]。實踐證明：利用科學的管理和教學方法以及通過技術手段建立的安全體系有效地解決了學生在機械加工實訓方面有可能出現的安全隱患，確保了學生在實習實訓以及企業實際生產中的安全，取得了良好的效果。

參考文獻：

[1] 楊建文. 如何搞好機械加工實習教學中的安全管理 [J].才智，2008，（24）

[2] 蓋立武、朱學超. 數控車床實踐教學安全體系的構建與實施 [J].實驗室研究與探索，2007，（26）

[3] 石紅戈. 淺談專業實習安全事故隱患的預防 [J].職業，2008，（26）

[4] 黃京華. 淺談機械實習教學中的安全教育[OL].（2010-10-8）.[2012-4-18]. http：//www.gzlis.edu.cn/qxjy/onews.asp？id=344

[5]武鋒，于淑萍. 限位開關的設置原理與應用 [J].電氣技術，2009，（10）

[6]王成，劉孝趙. 加工中心實踐教學安全體系的構建與實施 [J].模具制造，2016，（9）.

[7]韋福丹. 對提高專業實訓教學效果的探討 [J].職業，2011，（09）.

作者簡介：

葛鑫偉，（1979-），男，漢族，江蘇丹陽人，碩士研究生，副研究員，主要從事職業教育管理研究工作。