模切机实验台安全防护技术研究

【摘 要】为了让模切机实验台不仅能保障在给纸和收纸的过程当中对操作人员人身安全的实时安全防护，并且还要求有效保护模切装置内进入异物后不受损害。采用安全防护联动装置间接保护以及防护罩和电气部分结合的直接保护，实现机电一体化的双重保护。

【关键词】模切机；安全防护；机电一体化

0 引言

模切机是印刷包装品印后加工的重要设备，主要被用于一些非金属材料、电子、双面胶、不干胶、手机胶垫之类的模切（全断和半断）、压痕和烫印作业，模切机的工作原理是利用五金模具、钢刀、钢线，将一定的压力施加在压印板上，纸板或印品就会被轧切成所需的形状。如果是利用凹凸两块模板，通过一定的压力作，在印品表面加工出带有立体效果的图案则称作凹凸压印；如果是将整个印品压切成为单个的图形产品则称作模切；如果是利用钢线在印品上留下弯折的槽痕或者压出痕迹则称作压痕，这些都可被统称作模切技术[1]。目前这种模切冲压设备给操作人员带来的安全伤害与日俱增，同时也经常造成模切设备的损坏，严重妨碍正常生产活动。对于模切设备缺乏防护措施的现状，需要有针对性地进行安全防护装置的技术研究。

1 模切机防护装置的安全设计要求

防护装置的安全设计要求如下，主要包括几个部分：

1）固定防护装置应该用永久固定（通过焊接等）方式或借助紧固件（螺钉、螺栓、螺母等）固定方式，将其固定在所需的地方，若不用工具就不能使其移动或打开。

2）进出料的开口部分尽可能地小，应满足安全距离的要求，使人不可能从开口处接触危险。

3）活动防护装置或防护装置的活动体打开时，尽可能与防护的机械借助铰链或导链保持连接，防止挪开的防护装置或活动体丢失或难以复原。

4）活动防护装置出现丧失安全功能的故障时，被其"抑制"的危险机器功能不可能执行或停止执行；联锁装置失效不得导致意外启动。

5）防护装置应是进入危险区的唯一通道。防护装置应能有效地防止飞出物的危险[2]。

模切机的动作特性主要是模切平台的上升和下降，合压时间在符合速度要求的前提下，每个单独动作的时间均可以人为设定[3]；人工操作给纸和收纸时应能保证人身安全。

2 模切机实验台安全防护装置的总体设计

我校研制了一种气液增压式新型模切机实验平台，该平台采用人工送料的方式。当有操作人员将纸板放入模切版时，可能会有人无意识触碰模切机的启动按钮，从而导致操作人员人手受到伤害，并且在模切机运转的时候，也有可能出现意外。例如人手不小心进入模切机上下平台中间，极易容易产生事故；而除了外界人员的伤害，由于模切机实验台的操作口是完全暴露于外界，所以极有可能有异物进入模切机的模切版面，而这样也会造成模切机自身的损坏。综上所述，需要对该模切机实验台进行安全防护装置的研发。

根据模切机实验台的机械结构和工艺特点，首先需要设计一个活动式防护罩。该防护装置是通过机械方法（如铁链）与模切机的构架或邻近的固定元件相连接，不用借助工具就可以打开的防护装置。其次需要设计一个联锁防护装置，安全防护装置的开闭状态直接与防护的危险状态相联锁，只要安全防护罩装置不关闭，模切机就不能进行模切作业。即使有人无意识触碰了启动按钮，也不会造成任何伤害发生；只有当安全防护罩装置关闭，同时按下了启动按钮后，模切机才能正常进行模切作业。在模切机工作过程中，只要安全防护装置被打开，就会给出停机指令。模切机还具有急停功能，防护任何不必要的危险发生。模切机实验台装有整机防护罩，更加确保操作人员以及模切机自身的安全。根据该机械设备的结构特点及防护装置功能要求，设计的防护联动装置如图1所示。

图1 模切机安全防护装置结构示意图

1.气缸筒；2.焊接支架；3.活塞杆；4.气缸座；5.推板；6.防护罩支撑杆；7.防护罩；8.直线导轨；9.直线滑块；10.支架横梁；11.气缸；12.动平台；13.上压力平台；14.定位加紧装置；15.定位座

该防护装置的操作流程如下：在模切设备处于停机状态时，首先将防护罩打开，操作人员将模切用的纸板放入导向调节板上，调节好位置之后，将防护罩盖好，由汽缸推动纸板进入模切版面之间。这时再按下模切机启动按钮，进行模切压痕工作。如果工作中突然有异物进入，也会启动报警系统，使得模切机立即停止当前作业。收纸时，保持防护罩打开状态，确保人手在进入危险区内，模切机不会发生动作。

3 结束语

机电设备安全防护的重要性已经被普遍接受和认可，它不仅仅是保护操作人员的人身安全和机器本身，更是对整体工作效率的保障。我们所研发的模切机实验台安全防护装置基本上满足安全生产规范和模切生产要求，虽然该新型模切机还处于试验和改进阶段，但其安全防护设计思想和防护装置，对于今后该型产品的产业化有着很好的借鉴作用和应用价值。

【参考文献】

[1]盛治中.模切工艺与工具制造[M].北京：印刷工业出版社，2011.

[2]罗云.注册安全工程师手册[M].北京：化学工业出版社，2004.

[3]张选生.印后加工工艺与设备[M].北京：印刷工业出版社，2007.