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數(shù)控雕刻機(jī)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(jī)和數(shù)控加工中心以及手動進(jìn)給/集成進(jìn)給雕刻機(jī)的安全工作實(shí)踐的實(shí)用指導(dǎo)。它針對的是雇主和其他控制這些機(jī)器使用方式的人員。機(jī)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(jī)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(zhuǎn)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(xùn)不足或缺乏。

培訓(xùn)和信息

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

法律要求

涵蓋這些機(jī)器使用的法律要求包含在《木工安全使用》中

機(jī)械。1998 年工作設(shè)備規(guī)定和使用 (PUWER) 適用于木工機(jī)械。本文件提供了有關(guān)木工機(jī)械安全使用的實(shí)用建議，并涵蓋了信息和培訓(xùn)的提供以及防護(hù)和維護(hù)方面。

購買新機(jī)器時(shí)，應(yīng)提供符合性聲明并貼有 CE 標(biāo)志。設(shè)計(jì)人員和制造商必須遵守機(jī)械指令和相關(guān)歐洲自由貿(mào)易聯(lián)盟 (EFTA) 法規(guī)的基本安全要求。

風(fēng)險(xiǎn)評估

機(jī)器設(shè)計(jì)多種多樣，復(fù)雜程度也各不相同。所有機(jī)器都應(yīng)按照制造商的規(guī)格進(jìn)行安裝，并提供正確的服務(wù)。這應(yīng)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(yīng)商并確認(rèn)修改不會損害機(jī)器的安全性/完整性，否則切勿以任何方式修改機(jī)器。每臺機(jī)器都有自己的特點(diǎn)和配置，在識別危險(xiǎn)和評估風(fēng)險(xiǎn)時(shí)應(yīng)考慮到這些特點(diǎn)和配置。您需要考慮以下危險(xiǎn)：

1. 彈出工件或刀具——開始前確保它們是安全的；

2. 接觸旋轉(zhuǎn)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(chǎn)生粉塵和碎屑；

7. 自動搬運(yùn)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(zhuǎn)和接近速度；

10. 任何新程序都應(yīng)以慢速進(jìn)行“試運(yùn)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(jī)，帶固定距離防護(hù)裝置。還必須控制固定和移動機(jī)器部件之間任何擠壓或夾傷危險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。

圖1b

帶有壓力敏感保險(xiǎn)杠的 C 型框架/懸臂機(jī)器。

數(shù)控雕刻機(jī)和數(shù)控加工中心

數(shù)控雕刻機(jī)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(jī)器有時(shí)被稱為高架雕刻機(jī)，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(shí)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(jī)器。

門式框架（龍門架/球門柱）

這些機(jī)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(shí)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(jī)器。

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

大多數(shù)機(jī)器以 3 個軸運(yùn)行，即 X 和 Y（水平運(yùn)動）和 Z（垂直運(yùn)動）。有些機(jī)器具有使用垂直和水平旋轉(zhuǎn)軸（五軸機(jī)器）運(yùn)行的功能，所有這些軸都需要在風(fēng)險(xiǎn)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(jī)可由各種固定防護(hù)裝置保護(hù)，但任何安全距離都應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)。如果用戶出于維護(hù)或清潔等目的需要拆卸固定防護(hù)裝置，則當(dāng)拆卸防護(hù)裝置時(shí)，其固定系統(tǒng)應(yīng)保持與防護(hù)裝置或機(jī)器的連接，例如，安裝與防護(hù)裝置連接的螺釘。

然而，隨著雕刻機(jī)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(yù)程度已經(jīng)降低。自動裝卸設(shè)施和自動換刀的增加進(jìn)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(jī)器上使用的近距離防護(hù)不同的防護(hù)方法。

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

1.進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域；

2. 工具部分彈出；

3. 固定機(jī)器部件和移動機(jī)器部件之間是否存在擠壓或夾傷危險(xiǎn)。

圖3

全封閉式數(shù)控加工中心。

以下情況通常需要進(jìn)入外殼：

1.裝載或卸載工件；

2.清潔、設(shè)置或調(diào)整；

3.換刀。

如果需要進(jìn)入封閉空間，則應(yīng)通過聯(lián)鎖門進(jìn)入，以防止刀具和其他危險(xiǎn)部件移動時(shí)進(jìn)入。使用的任何聯(lián)鎖裝置都應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)。封閉空間要求包括：

1. 提供距地面至少 1.8 米的保護(hù)；

2.由耐沖擊材料制成，能夠容納彈射出的工件或機(jī)器部件；

3. 在即將啟動時(shí)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(jī)柜內(nèi)部），必要時(shí)可停止啟動； ■ 配備符合標(biāo)準(zhǔn)的控制裝置，用于重置門的聯(lián)鎖。該裝置應(yīng)位于機(jī)柜外部，但應(yīng)位于可以清楚看到內(nèi)部的位置。從機(jī)柜內(nèi)部無法觸及該裝置；

5.具有降噪功能，機(jī)器產(chǎn)生的噪音水平大于85 dB（A）。

可以使用其他保護(hù)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(xiǎn)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(shè)計(jì)師的評估，以確保滿足機(jī)械指令和相關(guān)歐洲自由貿(mào)易協(xié)會 (EFTA) 法規(guī)的基本安全要求。

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

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

還應(yīng)配備與機(jī)器一體的有效局部排氣通風(fēng)（LEV），以清除灰塵和碎屑。

煞車

應(yīng)為工具主軸提供自動電動制動器，以便其在十秒內(nèi)停止。

換刀機(jī)構(gòu)

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(yīng)與換刀器聯(lián)鎖，如果可以接觸刀具，也應(yīng)與刀具聯(lián)鎖。在手動換刀過程中，在插入或取出刀具時(shí)，刀架不應(yīng)有旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。使用“保持運(yùn)行”或單步懸垂控制來索引刀架（另請參閱“模式選擇開關(guān)”）。

維護(hù)

所有安全裝置應(yīng)由經(jīng)過適當(dāng)培訓(xùn)且勝任的人員（具備必要技能、知識和經(jīng)驗(yàn)的人員）定期檢查。檢查時(shí)應(yīng)考慮機(jī)器的使用頻率以及供應(yīng)商或制造商的建議。記錄所有維護(hù)和檢查的詳細(xì)信息，特別是已確定的任何操作以及已完成操作的確認(rèn)信息。

某些維護(hù)可能需要安全隔離機(jī)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(dāng)?shù)念A(yù)防措施以確保其保持關(guān)閉狀態(tài)。必須防止意外重新連接 - 例如通過機(jī)械方式斷開三相并配備鎖定裝置。

模式選擇開關(guān)

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

1.主軸旋轉(zhuǎn)和單軸運(yùn)動由保持運(yùn)行控制/使能裝置控制；

2.單軸運(yùn)動應(yīng)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(zhuǎn)，則應(yīng)將其最大轉(zhuǎn)速限制為 300 轉(zhuǎn)/分鐘，并且在釋放保持-運(yùn)行控制后，工具旋轉(zhuǎn)應(yīng)在少于 2 轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)停止。

保持-運(yùn)行控制裝置和用于工具或軸移動的使能裝置應(yīng)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(jī)器的移動控制裝置上。

手動送料/集成送料銑刨機(jī)

這些是頂置式/C 型機(jī)架式機(jī)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(yùn)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(jī)床。這可以是手動的（例如在某些較舊的機(jī)床上），參見圖 4，也可以使用集成的工件進(jìn)給系統(tǒng)，在加工操作過程中以機(jī)械方式固定和控制工件。

保護(hù)工具

護(hù)環(huán)

圖4

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

應(yīng)安裝可調(diào)節(jié)且可自動關(guān)閉的環(huán)形防護(hù)罩，以防止從上方和側(cè)面接觸刀具。加工過程中，環(huán)形防護(hù)罩應(yīng)靠在工件上，其下表面應(yīng)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(hù)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(guān)閉位置，見圖 4。為了最大限度地降低彈出風(fēng)險(xiǎn)，環(huán)形防護(hù)罩應(yīng)對工件施加 50N 至 150N 之間的力。

環(huán)形護(hù)罩的內(nèi)徑應(yīng)允許安裝機(jī)器設(shè)計(jì)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(yīng)至少有 2 個內(nèi)徑不同的環(huán)形護(hù)罩。環(huán)形護(hù)罩應(yīng)與局部排氣通風(fēng)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(qiáng)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(hù)罩支架環(huán)形防護(hù)罩支架應(yīng)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(yīng)允許調(diào)整環(huán)形防護(hù)罩，以便能夠考慮到機(jī)器設(shè)計(jì)的最大刀具長度。調(diào)整應(yīng)該無需借助工具即可進(jìn)行。

煞車

應(yīng)為刀具主軸提供自動電氣或機(jī)械制動器，使其在十秒內(nèi)停止。

工裝

單軸手動進(jìn)給/綜合進(jìn)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。