CNC精密機床應(yīng)用技術(shù)

上海翌燦智能科技有限公司研發(fā)的極早期機床自動滅火技術(shù)

一、關(guān)于CNC機床火災(zāi)

1、關(guān)于CNC機床火災(zāi) 大多數(shù)使用油性切削液的CNC機床，往往存在著較為嚴重的火災(zāi)隱患。一臺機床如果沒有采取滅火措施，那么大火就會迅速蔓延到鄰近的機械設(shè)備或建筑物。即使建筑物內(nèi)的自動噴水滅火系統(tǒng)啟動工作，也為時已晚，往往會使機床甚至更多的生產(chǎn)設(shè)備毀于一旦。常規(guī)銑床、車床和磨床都是盡可能以安保的方式進行專門設(shè)計的。但是這些機床大量地應(yīng)用油基冷卻液，這就很容易受到火災(zāi)風(fēng)險的威脅。

2、過高的熱量、錯誤的編程、刀具的故障或其他各種原因，都可以將正常的CNC操作系統(tǒng)瞬間變成一場災(zāi)難。而對于放電加工設(shè)備（EDM）而言，可能會由于介質(zhì)液面下降或其他異常情況而造成火災(zāi)。在任何加工操作中，凡是存在著冷卻油和潤滑油蒸汽的地方，即使是一點火星也會引起。越來越多自動機床被應(yīng)用，當(dāng)一臺機床處于自動化作業(yè)或無人化操作時，其發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險會更高。

3、即使能夠迅速地檢測或撲滅一場小小的火災(zāi)，但仍然會對機床造成損壞和無法預(yù)測的停機時間。如果機床在未經(jīng)檢查或沒有發(fā)現(xiàn)這種火災(zāi)跡象的情況下，哪怕只是離開很短的一段時間，那么這場小小的火災(zāi)就會造成機毀，甚至是建筑物被毀滅的惡性事故。在使用油基冷卻液的機床內(nèi)發(fā)生爆燃時，要求快速果斷地采取行動。然而，人力成本迫使許多工廠不得不讓某些機床實行無人化操作，這極大程度地增加了機床發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險。然而，即使操作人員在現(xiàn)場的情況下，一臺機床也有可能在很短時間內(nèi)，完全被爆燃的火焰所吞噬。我們一直期望雇員們使用便攜式滅火器來控制這種失火局面，但這可能是一個不切實際的期望。即使是一個頭腦冷靜的操作人員，當(dāng)機床發(fā)生火災(zāi)時也會手足無措。況且，當(dāng)一場火災(zāi)足以損毀一臺機床時，可能會危及到工人的安保。

4、專門為機床內(nèi)部防火而設(shè)計的機床滅火系統(tǒng)，可以為機床提供合理的保護，這對于傳統(tǒng)屋頂式的外部自動噴水滅火系統(tǒng)而言是無法達到的。設(shè)備自動滅火系統(tǒng)的投入成本只占數(shù)控機床中的很少一部分，遠遠低于修復(fù)因火災(zāi)而造成重大破壞所需的維修費用。

二、CNC機床火災(zāi)分析可燃物分析：對于使用油基冷卻液、研磨切削油的CNC機床，通常主要可燃物為機床用油（丙類可燃液體），其它可燃物為少量電線電纜包覆用橡膠。 CNC機床火災(zāi)燃燒特性分析：普遍用于機床的用油絕大多數(shù)為閉杯閃點60℃以上的丙類可燃液體，其燃燒特性描述為明火并伴隨大量煙霧，加工點引起的熱量聚，引燃油蒸汽或油霧（氣、液兩相混合物），燃燒特點為閃燃，閃燃放大熱能后會引燃液態(tài)油的燃燒，該類燃燒會持續(xù)擴大，并附加隨著液體流淌擴大燃燒面。 CNC機床火災(zāi)溫度特性曲線示意圖： W0-機床空間正常環(huán)境溫度單位 ℃（攝氏） T0-機床工作異常計時時間單位S（秒） W1-機床產(chǎn)生明火時的空間環(huán)境溫度 T1-機床產(chǎn)生明火，極早期報警開始時間 W2-機床空間環(huán)境標準設(shè)定火災(zāi)報警溫度W0+ 30℃ T2-系統(tǒng)啟動滅火開始時間 W3-機床重要機械部件損壞空間環(huán)境溫度 T3-重大損失相對應(yīng)的火災(zāi)發(fā)展時間 W4-機床達到報廢標準的空間環(huán)境溫度 T4-機床報廢損失相對應(yīng)的火災(zāi)發(fā)展時間注：以上溫度測量點均為機床內(nèi)部（頂部）不利熱量傳導(dǎo)點的空間環(huán)境溫度。

三、三、CNC機床火災(zāi)損失分析綠色區(qū)域 W1明火產(chǎn)生初期，此時著火點明火火焰外延直徑≤30mm，著火點局部溫度已經(jīng)大于油品的閃點（閉杯），但是由于火災(zāi)初期熱量發(fā)出或輻射量較小，熱量傳導(dǎo)至機床空間環(huán)境溫度一般在W0+2℃～W0+5℃。 W2標準設(shè)定火災(zāi)報警溫度W0+ 30℃，考慮到空間環(huán)境的溫度波動以及降低誤動作帶來的不必要損失，以及機床火災(zāi)特點，我們設(shè)定年平均機床空間環(huán)境溫度+30℃作為火災(zāi)報警啟動溫度閥值，此時著火點明火火焰外延直徑≤300mm，著火點局部溫度可能超過220℃。 T1-T2火災(zāi)發(fā)展通常時間范圍65S～185S 綠色區(qū)域階段的機床火災(zāi)直接損失通常很小，幾乎可以忽略不記，機床損失主要為因停產(chǎn)造成的間接損失，該階段的生產(chǎn)恢復(fù)通常需要0h～2h。該階段為好的滅火階段，該階段滅火損失少、滅火效率高。黃色區(qū)域 W2火災(zāi)發(fā)展期，此時著火點明火火焰外延直徑≥300mm，著火點局部溫度可能超過300℃。 W3通常定為機床重要精密機械的退火溫度-120℃，超過此溫度可能會對機床重要精密機械部分造成不可恢復(fù)的損害，例如機床的精度無法滿足加工要求等。此時著火點明火火焰外延直徑≤600mm，著火點局部溫度可能超過600℃。 T2-T3火災(zāi)發(fā)展通常時間范圍55S～245S 黃色區(qū)域階段的機床火災(zāi)直接損失通常為機床內(nèi)部電器及其配線收到損害，機床重要精密機械未受到不可恢復(fù)的損害，以及為因停產(chǎn)造成的間接損失，該階段的生產(chǎn)恢復(fù)通常需要1day～7 day。該階段為傳統(tǒng)滅火技術(shù)的滅火階段，該階段滅火損失少、滅火效率高。紅色區(qū)域 W3火災(zāi)擴大期，此時著火點明火火焰外延直徑≥600mm，著火點局部溫度可能超過600℃。 W4通常定為機床重要精密機械的退火溫度+120℃，此溫度可能會對機床重要精密機械部分造成不可恢復(fù)的損害，例如機床的精度無法滿足加工要求等。此時著火點明火火焰外延填滿所有油浸區(qū)域，著火點局部溫度可能超過900℃。 T3-T4火災(zāi)發(fā)展通常時間范圍35S～125S 紅色區(qū)域階段的機床火災(zāi)直接損失通常為接近購置新機床費用，以及為因停產(chǎn)造成的間接損失，該階段的生產(chǎn)恢復(fù)通常需要大修20day～90 day。黑色區(qū)域黑色區(qū)域階段的機床火災(zāi)直接損失通常為機床報廢。

四、極早期機床自動滅火技術(shù) 專門為機床內(nèi)部防火而設(shè)計的機床滅火系統(tǒng)，為機床提供可靠的火災(zāi)極早期保護。

五、 1、極早期火災(zāi)自動探測及控制系統(tǒng)技術(shù) 采用早發(fā)現(xiàn)早控制的控制原理，結(jié)合火焰光譜探測技術(shù)、圖象傳輸技術(shù)、在線溫度監(jiān)測技術(shù)以及計算算法軟件，針對機床火災(zāi)特點，實現(xiàn)極早期火災(zāi) 探測，主動調(diào)整受門員系統(tǒng)狀態(tài)，實時機床內(nèi)部紅外圖像報警傳送等技術(shù)，科學(xué)解決了極早期快速火災(zāi)探測與誤動作的技術(shù)矛盾，大大縮短了火災(zāi)探測報警時間，為成功無損機床滅火創(chuàng)造了極為有利的條件。

六、2、基本滅火單元技術(shù) 裝置簡單可靠，系統(tǒng)綜合響應(yīng)時間短、可實現(xiàn)控制噴放滅火劑，可根據(jù)軟件設(shè)置實現(xiàn)間斷噴放、連續(xù)噴放、延時噴放等噴放滅火功能；清潔滅火劑采用等，電器絕緣性好，使整個滅火過程不會產(chǎn)生二次污染；可根據(jù)不同需要選用以下類型滅火劑 D類金屬滅火劑；廚房滅火劑；超細干粉滅火劑；干粉滅火劑；水基滅火劑；泡沫滅火劑。通用標準的滅火器，任何消防器材維修維護單位均可更換和維護，單次滅火換裝成本小于100元。目前，市場上可提供各類機床上使用的滅火系統(tǒng)，大多以泡沫、干燥的化學(xué)品或清水作為滅火劑。而上海翌燦智能科技有限公司的自動滅火系統(tǒng)則采用CO2或FM-200和3M Novec 1230一類的滅火劑，這類滅火劑對撲滅機床操作中使用的可燃性冷卻油火勢來說是非常理想的。這些滅火材料被稱作“清潔”的滅火劑，因為它們不會留下任何難以清潔的殘留物，而且屬于非導(dǎo)電性和非腐蝕性物質(zhì)，不會損壞機械設(shè)備。實際上，清潔的滅火劑將以一種氣體的形式擴散滲透到數(shù)控機床內(nèi)部的各個區(qū)域。氣體能夠保護隱藏在機械設(shè)備內(nèi)部的電子元件。這類氣體式滅火劑對不容易接近區(qū)域的滅火是非常有效的，往往可以在發(fā)現(xiàn)苗頭時控制住火勢以防蔓延。清潔的滅火劑按其滅火功能分為A級、B級和C級（分別用于普通可燃物滅火，易燃液體/氣體滅火和電氣設(shè)備滅火）。這類滅火劑是無毒的，對人類和自然環(huán)境不會造成損害。設(shè)備使用廠家應(yīng)該制訂相應(yīng)的防火計劃每個機加工車間應(yīng)事先制訂好防火計劃，防止火災(zāi)應(yīng)該是每一個加工車間的頭等大事，特別是無人化加工車間。因此，我們特別推薦采用可確保生產(chǎn)設(shè)備的自動滅火系統(tǒng)。

七、3. 系統(tǒng)適用領(lǐng)域：各類油煙火災(zāi) ：油煙風(fēng)管各類冷卻、潤滑油火災(zāi) ：精密機床各類冷卻、保溫、淬火火災(zāi) ：熱處理設(shè)備各類有機、無機清洗劑火災(zāi) ：清洗、取干設(shè)備工業(yè)、食用酒精火災(zāi) ：灌裝設(shè)備火災(zāi) ：動力設(shè)備電池火災(zāi) ：電池測試設(shè)備

機床自動滅火裝置是消防行業(yè)的一個發(fā)明。作為一套小型、低成本且高度可靠的獨立自動滅火系統(tǒng)，它可依靠煙感，溫感，以及火焰三種探測方式對設(shè)備進行火災(zāi)檢測。能快速、準確、有效地探測及撲滅火源，集報警和滅火于一體，將火患撲滅在起初階段。既可大幅度降低工程的造價，也可降低每次滅火的費用，并且不會對人員造成任何傷害。采用機床滅火裝置，可由原來對較大封閉空間的房間保護改為直接對各種較小封閉空間的貴重設(shè)備進行保護。

機床滅火裝置的發(fā)明和成功使用引起了國際消防界的廣泛注意，我公司該項發(fā)明已在國內(nèi)獲得了發(fā)明，并已通過第三方質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心"的檢測。目前，機床滅火系統(tǒng)正以每年40%的增長速度在各行各業(yè)普及。

作為一種新型滅火系統(tǒng)，它解決了困擾消防行業(yè)已久的對電器設(shè)備、控制箱、數(shù)控機床、精密儀器、加工中心的防火問題。

無論安放易燃設(shè)備的地方已裝或未裝消防系統(tǒng)，“機床智能滅火裝置”都能提供更快、更可靠、更經(jīng)濟的保護。因此，選擇“機床智能滅火系統(tǒng)”等于為您的財產(chǎn)提供了更安保的保障。

二、技術(shù)特性

1）機床滅火裝置的工作原理：

裝置主要是由控制系統(tǒng)、壓力容器、容器閥、煙感、溫感、火焰探測儀以及能釋放滅火劑的釋放管等組成。將傳感器安裝在火源可能發(fā)生處的上方進行探測。一旦著火時，傳感器會迅速啟動控制系統(tǒng)，將滅火介質(zhì)通過釋放管噴射到被保護區(qū)域。

2）裝置特點：

報警滅火合一，探測反應(yīng)時間快，迅速將火患撲滅在萌芽狀態(tài)，有效降低火災(zāi)帶來的經(jīng)濟損失。

該裝置工作電源為24V，傳感器都采用工業(yè)防爆型，不受震動或沖撞而影響操作功能；溫度傳感器有不銹鋼罩保護，不因油、灰塵的影響而導(dǎo)致探火功能的減弱及誤報警。

尤其是針對數(shù)控機床、磨床、超聲波清洗機等一些加工設(shè)備來說，由于此類設(shè)備大多都會采用冷卻油，一旦有芯就會出現(xiàn)轟燃，當(dāng)我們的控制系統(tǒng)檢測到溫度呈現(xiàn)跳躍式上升時，系統(tǒng)優(yōu)先滅火。

系統(tǒng)不受任何位置的影響，可伸進各種窄小和復(fù)雜易燃空間或設(shè)備中，該特點彌補了現(xiàn)有消防產(chǎn)品不能撲滅此類火源的缺陷。

距離被保護物近，滅火效率高，費用低廉。