數(shù)控雕刻機和數(shù)控加工中心安全工作規(guī)范

介紹

本文提供了使用數(shù)控雕刻機和數(shù)控加工中心以及手動進給/集成進給雕刻機的安全工作實踐的實用指導。它針對的是雇主和其他控制這些機器使用方式的人員。機器操作員也會發(fā)現(xiàn)這些信息很有用。

事故記錄

木工行業(yè)是因接觸移動機械而發(fā)生事故率最高的行業(yè)之一。其中大部分事故都是由于操作員的手或手指接觸旋轉的刀具造成的。 STYLECNC發(fā)現(xiàn)最常見的原因是：

1. 警衛(wèi)不足或缺失；

2.操作員培訓不足或缺乏。

培訓和信息

重要的是，機器必須配備必要的防護裝置，并且機器操作員必須接受培訓，才能使用這些防護裝置并安全地完成工作。培訓對于涉及維護、設置和清潔的人員尤其重要，以確保以安全的方式進行這些活動。除非證明其能力，否則任何人都不得在木工機器上工作。建議由負責人（主管、高級經理等）以書面形式授權有能力的操作員。這將成為培訓記錄的一部分。監(jiān)督工作設備使用的任何人也必須接受足夠的培訓，操作員和主管都必須能夠獲取信息，并在適當?shù)那闆r下獲取書面說明。

法律要求

涵蓋這些機器使用的法律要求包含在《木工安全使用》中

機械。1998 年工作設備規(guī)定和使用 (PUWER) 適用于木工機械。本文件提供了有關木工機械安全使用的實用建議，并涵蓋了信息和培訓的提供以及防護和維護方面。

購買新機器時，應提供符合性聲明并貼有 CE 標志。設計人員和制造商必須遵守機械指令和相關歐洲自由貿易聯(lián)盟 (EFTA) 法規(guī)的基本安全要求。

風險評估

機器設計多種多樣，復雜程度也各不相同。所有機器都應按照制造商的規(guī)格進行安裝，并提供正確的服務。這應包括有足夠的抽吸能力來清除碎屑和灰塵。除非您已先咨詢制造商/供應商并確認修改不會損害機器的安全性/完整性，否則切勿以任何方式修改機器。每臺機器都有自己的特點和配置，在識別危險和評估風險時應考慮到這些特點和配置。您需要考慮以下危險：

1. 彈出工件或刀具——開始前確保它們是安全的；

2. 接觸旋轉刀具和自動換刀裝置（如有安裝）；

3.移動工作臺或加工頭造成的夾傷、擠壓；

4.控制系統(tǒng)故障引起的意外動作或啟動；

5. 噪音排放過多；

6.產生粉塵和碎屑；

7. 自動搬運及裝載裝置（如裝有）；

8.氣動和真空夾緊裝置（如安裝）；

9. 安全編程與被加工材料兼容的切削刀具旋轉和接近速度；

10. 任何新程序都應以慢速進行“試運行”，以防止出現(xiàn)任何錯誤、碰撞等。

圖1a

小型高架/C 型數(shù)控雕刻機，帶固定距離防護裝置。還必須控制固定和移動機器部件之間任何擠壓或夾傷危險的風險。

圖1b

帶有壓力敏感保險杠的 C 型框架/懸臂機器。

數(shù)控雕刻機和數(shù)控加工中心

數(shù)控雕刻機和數(shù)控加工中心主要有2個類別：

1.C型框架/懸臂/高架；

2. 門式框架（龍門架/球門柱）。

C 型框架/懸臂/高架

這些機器有時被稱為高架雕刻機，具有安裝在 C 型框架/懸臂上的單一或多功能頭部單元，該頭部單元可以在工作臺上移動，也可以在工作臺在其下方移動時保持靜止，見圖 1a、b 和 c。

圖1c

配有安全墊的 C 型框架/懸臂機器。

門式框架（龍門架/球門柱）

這些機器有一個單一或多功能的頭部單元，安裝在門式框架（龍門架/球門柱）上，它可以在工作臺上方移動，也可以在工作臺在其下方移動時保持靜止，見圖 2。

圖2

帶有部分封閉和光柵的門式（龍門架/球門架）機器。

數(shù)控加工中心應用可能包括銑削、垂直和水平鉆孔、開槽和成型應用。這些應用均由安裝在頭部單元附近或放置在機器框架上的多位置換刀器完成，見圖 2。使用適合機器和應用的正確刀具非常重要。工具也應保持良好狀態(tài)。

大多數(shù)機器以 3 個軸運行，即 X 和 Y（水平運動）和 Z（垂直運動）。有些機器具有使用垂直和水平旋轉軸（五軸機器）運行的功能，所有這些軸都需要在風險評估中考慮。這對于灰塵和碎屑的收集以及從工件中噴出的廢屑的軌跡尤其重要。

安全保障

數(shù)控雕刻機可由各種固定防護裝置保護，但任何安全距離都應符合標準。如果用戶出于維護或清潔等目的需要拆卸固定防護裝置，則當拆卸防護裝置時，其固定系統(tǒng)應保持與防護裝置或機器的連接，例如，安裝與防護裝置連接的螺釘。

然而，隨著雕刻機上的控制系統(tǒng)從手動控制發(fā)展到數(shù)控，操作員在加工過程中的干預程度已經降低。自動裝卸設施和自動換刀的增加進一步減少了靠近切割區(qū)域的需要。這使得制造商能夠采用與傳統(tǒng)上在老式手動操作機器上使用的近距離防護不同的防護方法。

在大型機器上，通常的做法是通過防護罩防止在加工過程中進入切削區(qū)域，參見圖 3。防護罩的目的是防止：

1.進入危險區(qū)域；

2. 工具部分彈出；

3. 固定機器部件和移動機器部件之間是否存在擠壓或夾傷危險。

圖3

全封閉式數(shù)控加工中心。

以下情況通常需要進入外殼：

1.裝載或卸載工件；

2.清潔、設置或調整；

3.換刀。

如果需要進入封閉空間，則應通過聯(lián)鎖門進入，以防止刀具和其他危險部件移動時進入。使用的任何聯(lián)鎖裝置都應符合標準。封閉空間要求包括：

1. 提供距地面至少 1.8 米的保護；

2.由耐沖擊材料制成，能夠容納彈射出的工件或機器部件；

3. 在即將啟動時發(fā)出聲音或視覺警告（例如黃燈）；

4. 配備緊急停止裝置（位于機柜內部），必要時可停止啟動； ■ 配備符合標準的控制裝置，用于重置門的聯(lián)鎖。該裝置應位于機柜外部，但應位于可以清楚看到內部的位置。從機柜內部無法觸及該裝置；

5.具有降噪功能，機器產生的噪音水平大于85 dB（A）。

可以使用其他保護措施來代替全封閉，例如：

1. 部分封閉空間，帶或不帶光柵/光束（圖2）；

2.壓力敏感保險杠（圖1b）;

3.壓力敏感墊（圖1c）。

所選擇的安全措施將取決于制造商/設計師的評估，以確保滿足機械指令和相關歐洲自由貿易協(xié)會 (EFTA) 法規(guī)的基本安全要求。

如果有任何開口，則應使用窗簾來防止工具部件或工件部件被彈出的風險。因此，它們應該能夠通過撞擊測試，即在以 100 米/秒的速度撞擊時承受 70 克的拋射物。

如果只需要偶爾進入，例如僅用于維護操作，則可以使用固定防護裝置（圖 1a）。前提是已采取必要措施防止機器在工作時意外啟動（參見“維護”）。

還應配備與機器一體的有效局部排氣通風（LEV），以清除灰塵和碎屑。

煞車

應為工具主軸提供自動電動制動器，以便其在十秒內停止。

換刀機構

在某些情況下，切削區(qū)域的外殼可防止接觸換刀器。在其他情況下，可能有一個與加工區(qū)域分開的刀庫，并有自己的檢修門。此類檢修門應與換刀器聯(lián)鎖，如果可以接觸刀具，也應與刀具聯(lián)鎖。在手動換刀過程中，在插入或取出刀具時，刀架不應有旋轉的風險。使用“保持運行”或單步懸垂控制來索引刀架（另請參閱“模式選擇開關”）。

維護

所有安全裝置應由經過適當培訓且勝任的人員（具備必要技能、知識和經驗的人員）定期檢查。檢查時應考慮機器的使用頻率以及供應商或制造商的建議。記錄所有維護和檢查的詳細信息，特別是已確定的任何操作以及已完成操作的確認信息。

某些維護可能需要安全隔離機器以避免意外啟動。安全電氣隔離意味著電能被切斷，并且還需采取適當?shù)念A防措施以確保其保持關閉狀態(tài)。必須防止意外重新連接 - 例如通過機械方式斷開三相并配備鎖定裝置。

模式選擇開關

如果機器設計為在設置期間操作，且可移動聯(lián)鎖防護裝置和/或保護裝置處于禁用狀態(tài)，則必須提供模式選擇開關，以在加工和設置操作模式之間進行選擇。在機器設置操作模式下，如果可移動防護裝置打開和/或保護裝置處于禁用狀態(tài)，則只有在滿足以下幾個要求時才可以進行任何危險移動，包括：

1.主軸旋轉和單軸運動由保持運行控制/使能裝置控制；

2.單軸運動應限制為2米/分鐘的速度或10毫米的增量；

3. 如果提供工具旋轉，則應將其最大轉速限制為 300 轉/分鐘，并且在釋放保持-運行控制后，工具旋轉應在少于 2 轉的范圍內停止。

保持-運行控制裝置和用于工具或軸移動的使能裝置應位于主控制面板上和/或通過固定電纜或無線方式（如果提供）連接到機器的移動控制裝置上。

手動送料/集成送料銑刨機

這些是頂置式/C 型機架式機床，帶有一個位于工作臺上方的單個刀具主軸/工作頭。工作臺最多可沿 3 個方向移動（X、Y 和 Z）。運行速度范圍從 6000 rpm 到 24 000 rpm。工件通常以與刀具主軸相反的方向送入機床。這可以是手動的（例如在某些較舊的機床上），參見圖 4，也可以使用集成的工件進給系統(tǒng)，在加工操作過程中以機械方式固定和控制工件。

保護工具

護環(huán)

圖4

帶有環(huán)形防護裝置的手動操作高架/ C 型框架雕刻機，可以選擇更換工具。

應安裝可調節(jié)且可自動關閉的環(huán)形防護罩，以防止從上方和側面接觸刀具。加工過程中，環(huán)形防護罩應靠在工件上，其下表面應與工作臺保持平行。它可以由一塊制成，也可以由壓力環(huán)與允許更換刀具的包圍式防護罩組合而成，例如通過非互鎖鉸鏈蓋，該蓋可以手動鎖定在關閉位置，見圖 4。為了最大限度地降低彈出風險，環(huán)形防護罩應對工件施加 50N 至 150N 之間的力。

環(huán)形護罩的內徑應允許安裝機器設計的最大直徑的工具。但是，如果工具的最大直徑超過 80 毫米，則應至少有 2 個內徑不同的環(huán)形護罩。環(huán)形護罩應與局部排氣通風系統(tǒng)連接，并由以下任一材料制成：

■ 壁厚至少為1.5毫米的鋼材；

■ 壁厚至少為3毫米的輕合金；

■ 壁厚至少為3毫米的聚碳酸酯；

■ 沖擊強度至少等于或優(yōu)于3毫米聚碳酸酯的其他塑料材料；

■ 鑄鐵壁厚至少為5 毫米。

環(huán)形防護罩支架 環(huán)形防護罩支架應允許其隨主軸頭自動移動，并允許其下表面與工作臺平行，無論工作臺位置如何。它還應允許調整環(huán)形防護罩，以便能夠考慮到機器設計的最大刀具長度。調整應該無需借助工具即可進行。

煞車

應為刀具主軸提供自動電氣或機械制動器，使其在十秒內停止。

工裝

單軸手動進給/綜合進給銑床上使用的任何直徑超過 16 毫米的銑刀都必須是切屑限制型。