Вступ
Ця стаття містить практичні рекомендації щодо безпечних методів роботи під час використання фрезерних верстатів з ЧПК та обробних центрів з ЧПК, а також різьбових верстатів з ручною/інтегрованою подачею. Вона призначена для роботодавців та інших осіб, які контролюють використання цих верстатів. Оператори верстатів також знайдуть цю інформацію корисною.
Історія нещасних випадків
Деревообробна промисловість має один із найвищих показників нещасних випадків, спричинених контактом з рухомими механізмами. Більшість із них відбувається через контакт рук або пальців оператора з обертовими різцями. Розбір розслідуваних нещасних випадків STYLECNC виявив, що найпоширенішими причинами були:
1. невідповідна охорона або її відсутність;
2. недостатня підготовка або недостатня підготовка оператора.
Навчання та інформація
Важливо, щоб машина була оснащена необхідними запобіжними засобами, а оператори машини були навчені використовувати їх і безпечно виконувати роботу, яку вони повинні виконувати. Навчання особливо важливо для тих, хто займається обслуговуванням, налаштуванням і чищенням, щоб переконатися, що ці дії виконуються безпечним способом. Нікого не можна допускати до роботи на деревообробному верстаті, якщо вони не продемонстрували кваліфікацію. Бажано, щоб компетентні оператори були письмово уповноважені відповідальною особою (директором, старшим менеджером тощо). Потім це стане частиною записів про навчання. Будь-хто, хто контролює використання робочого обладнання, також повинен пройти відповідну підготовку, і як оператори, так і наглядачі повинні мати доступ до інформації та, за необхідності, письмових інструкцій.
Правові вимоги
Законодавчі вимоги щодо використання цих верстатів містяться в розділі «Безпечне використання деревини».
техніка. Правила надання та використання робочого обладнання 1998 року (PUWER) щодо деревообробного обладнання. Цей документ містить практичні поради щодо безпечного використання деревообробного обладнання та охоплює надання інформації та навчання, а також аспекти охорони та технічного обслуговування.
Купуючи нову машину, вона повинна бути забезпечена декларацією відповідності та мати маркування CE. Розробники та виробники повинні відповідати основним вимогам безпеки Директиви про машинне обладнання та відповідних нормативних актів Європейської асоціації вільної торгівлі (ЄАВТ).
Оцінка ризику
Існує багато різних конструкцій машин різного ступеня складності. Усі машини мають бути встановлені відповідно до специфікацій виробника з належним обслуговуванням. Це має включати наявність достатнього відведення для видалення стружки та пилу. Ніколи жодним чином не модифікуйте машину, якщо ви спочатку не проконсультувалися з виробником/постачальником і не отримали підтвердження, що модифікація не завдасть шкоди безпеці/цілісності машини. Кожна машина має власні характеристики та конфігурацію, які слід враховувати під час визначення небезпек та оцінки ризиків. Вам потрібно буде враховувати наступні небезпеки:
1. виштовхування заготовки або фрези – переконайтеся, що вони надійно закріплені перед початком;
2. контакт із обертовими різцями та автоматичними пристроями зміни інструменту (якщо вони встановлені);
3. защемлення та розчавлення, спричинені рухомими столами або обробними головками;
4. несподіваний рух або запуск, викликаний несправностями в системі керування;
5. надмірна шумова емісія;
6. утворення пилу та стружки;
7. автоматичні вантажно-розвантажувальні пристрої (якщо вони встановлені);
8. пневматичні та вакуумні затискні пристрої (за наявності);
9. безпечне програмування обертання ріжучого інструменту та швидкостей наближення, сумісних з матеріалом, що обробляється;
10. будь-які нові програми повинні мати «сухий запуск» на повільній швидкості у разі будь-яких помилок, щоб уникнути зіткнень тощо.
Малюнок 1a
Невеликий фрезерний верстат з ЧПК із верхньою головкою/C-образною рамою з фіксованим захистом відстані. Необхідно також контролювати ризики будь-якої небезпеки защемлення або защемлення між нерухомими та рухомими частинами машини.
Малюнок 1b
Машина з С-подібною рамою/консольною рукояткою з чутливими до тиску бамперами.
Фрезерні машини та обробні центри з ЧПК
Фрезерні машини та обробні центри з ЧПК мають 2 основні категорії:
1. С-подібна рама/консольна рука/над головою;
2. Рама порталу (портал/стійка воріт).
С-подібна рама/консольна рука/над головою
Ці машини, які іноді називають підвісними маршрутизаторами, мають один або багатофункціональний головний пристрій, встановлений на С-подібній рамі/консольному кронштейні, який або рухається по столу, або залишається нерухомим, поки робочий стіл рухається під ним, дивіться малюнки 1a, b і c. .
Малюнок 1c
Машина з С-подібною рамою/консольною рукою з захисними килимками.
Портальна рама (портал/стійка воріт)
Ці машини мають одиночний або багатофункціональний головний блок, встановлений на портальній рамі (портал/стійка воріт), який може переміщатися над робочим столом або залишатися нерухомим, поки робочий стіл рухається під ним, див. Малюнок 2.
малюнок 2
Портальна (рама порталу/стовпа воріт) машина з частковим кожухом і світловим бар’єром.
Застосування обробних центрів з ЧПК може включати застосування фрезерування, вертикального та горизонтального розточування, обробки канавок і формування. Усі вони обслуговуються багатопозиційним пристроєм зміни інструменту, встановленим поруч із головним блоком або розміщеним на рамі верстата, див. Малюнок 2. Важливо, щоб використовувався правильний інструмент, який підходить для верстата та застосування. Інструменти також слід підтримувати в належному стані.
Більшість машин працюють по 3 осях: X і Y (горизонтальний рух) і Z (вертикальний рух). Деякі машини мають можливість працювати з вертикальною та горизонтальною віссю обертання (5-осьові машини), і всі ці осі потрібно буде взяти до уваги під час оцінки ризику. Це особливо важливо для збору пилу та стружки та траєкторії викиду фрагментів відходів із заготовки.
Захист
Фрезерні машини з ЧПК можуть охоронятися різними стаціонарними огородженнями, але будь-які безпечні відстані мають відповідати стандартам. Якщо фіксовані захисні кожухи повинні бути демонтовані користувачем для технічного обслуговування чи чищення тощо, тоді їх системи кріплення повинні залишатися прикріпленими до захисного кожуха або до машини, коли огорожу знімають, наприклад, бути оснащені гвинтами, які залишаються прикріпленими до огорожі.
Однак у міру того, як системи керування на маршрутизаторах перейшли від ручного керування до ЧПК, ступінь втручання оператора під час процесу обробки зменшився. Додавання засобів автоматичного завантаження та розвантаження та автоматичної зміни інструменту ще більше зменшило потребу в близькому підході до зони різання. Це дозволило виробникам застосувати методи захисту, які відрізняються від щільного захисту, який традиційно використовується на старих машинах з ручним керуванням.
На великих верстатах є звичайною практикою запобігання доступу до зони різання під час процесу обробки за допомогою кожуха, див. Малюнок 3. Мета кожуха полягає в запобіганні:
1. доступ до небезпечної зони;
2. виштовхування частини інструменту;
3. будь-яка небезпека защемлення або защемлення між нерухомими та рухомими частинами машини.
малюнок 3
Обробний центр з ЧПУ всередині повного корпусу.
Доступ до корпусу зазвичай потрібен для:
1. завантаження або вивантаження заготовки;
2. очищення, настройка або регулювання;
3. зміна інструменту.
Якщо необхідний доступ до корпусу, це має здійснюватися через блоковані двері, які запобігатимуть доступу під час руху різаків та інших небезпечних частин. Будь-які використовувані блокування повинні відповідати стандартам. Вимоги до корпусу включають:
1. забезпечення захисту на висоті не менше 1.8 м від рівня підлоги;
2. виготовлені з ударостійких матеріалів, здатних утримувати викинуті заготовки або компоненти машини;
3. наявність звукового або візуального попередження (наприклад, жовте світло) про загрозу запуску;
4. наявність пристрою аварійної зупинки (всередині корпусу), який при необхідності зупинить запуск; ■ наявність контрольного пристрою для скидання блокування дверей, який відповідає стандартам. Воно повинно бути розташоване поза корпусом, але в такому місці, яке дозволяє чітко бачити всередині. Він не повинен бути доступним зсередини корпусу;
5. мають функції зменшення шуму, якщо машини створюють рівень шуму понад 85 дБ(А).
Замість повного огородження можна використовувати інші засоби захисту, наприклад:
1. часткові огородження, зі світловими бар’єрами/балками або без них (рис. 2);
2. чутливі до тиску бампери (Малюнок 1b);
3. чутливі до тиску килимки (Малюнок 1c).
Вибір обраних заходів безпеки залежатиме від оцінки виробника/розробника, щоб переконатися, що основні вимоги безпеки Директиви про машини та відповідних нормативних актів Європейської асоціації вільної торгівлі (ЄАВТ) були виконані.
Якщо є отвори, слід використовувати завіси для захисту від ризику викиду частин інструментів або деталей заготовки. Таким чином, вони повинні бути здатні пройти випробування на удар, який витримує 100-грамовий снаряд при влученні зі швидкістю 70 м/с.
Там, де необхідний нечастий доступ, наприклад, лише для операцій з технічного обслуговування, можна використовувати стаціонарний захисний кожух (Малюнок 1а). Це за умови, що було вжито необхідних заходів для запобігання випадковому запуску під час роботи з машиною (див. «Технічне обслуговування»).
Також має бути ефективна місцева витяжна вентиляція (LEV), яка є невід’ємною частиною машини для видалення пилу та стружки.
Гальмування
Для шпинделя(ів) інструменту має бути передбачено автоматичне електричне гальмо, щоб він зупинявся протягом десяти секунд.
Механізм зміни інструменту
У деяких випадках кожух для зони різання запобігає контакту з пристроєм зміни інструменту. В інших випадках може бути інструментальний магазин, який знаходиться окремо від зони обробки та має власні дверцята доступу. Такі дверцята доступу повинні бути зблоковані з пристроєм зміни інструменту, а якщо є доступ до фрез, також з ними. Під час ручної заміни інструменту не повинно бути ризику обертання тримача інструменту під час вставлення або видалення інструментів. Використовуйте або «утримуйте для запуску», або однокрокові підвісні елементи керування, щоб індексувати тримач інструменту (див. також «Перемикач вибору режиму»).
технічне обслуговування
Усі пристрої безпеки має регулярно перевіряти відповідним чином навчена та компетентна особа (хтось із необхідними навичками, знаннями та досвідом). При цьому слід враховувати, скільки часу використовується машина, а також будь-які рекомендації постачальника чи виробника. Записуйте деталі будь-яких перевірок технічного обслуговування та перевірок, зокрема будь-які виявлені дії та підтвердження їх виконання.
Для певного технічного обслуговування може знадобитися надійна ізоляція машини, щоб уникнути випадкового запуску. Безпечна електрична ізоляція означає, що електричну енергію вимкнено, а також існують відповідні запобіжні заходи, щоб гарантувати, що вона залишається вимкненою. Необхідно запобігти ненавмисному повторному підключенню, наприклад, шляхом розриву 3-фазної мережі механічними засобами та використання блокуючого засобу.
Перемикач вибору режиму
Якщо верстати призначені для роботи під час налагодження з вимкненими рухомими зблокованими огородженнями та/або захисними пристроями, повинен бути передбачений перемикач режиму для вибору між режимами обробки та налагодження. У режимі налаштування машини, якщо рухомі захисні кожухи відкриті та/або захисні пристрої вимкнені, будь-який небезпечний рух має бути можливим лише за умови дотримання кількох вимог, зокрема:
1. Обертання шпинделя та переміщення однієї осі контролюються пристроєм керування/включення утримування для роботи;
2. рух по одній осі має бути обмежений швидкістю 2 м/хв або кроком 10 мм;
3. якщо передбачено обертання інструменту, його слід обмежити максимум 300 обертами/хв, а обертання інструменту має зупинитися менш ніж через 2 оберти після відпускання кнопки керування утримуванням.
Пристрої керування рухом утримування та пристрої для переміщення інструментів або осей повинні бути розташовані на головній панелі керування та/або на мобільному наборі елементів керування, підключеному до машини за допомогою фіксованого кабелю або бездротового зв’язку (якщо передбачено).
Різьбячі машини з ручною/інтегрованою подачею
Це верстати верхнього/C-подібного типу з одним інструментальним шпинделем/робочою головкою, розташованими над столом. Стіл можна рухати в 3 напрямках (X, Y і Z). Швидкість обертання може варіюватися від 6000 до 24 000 об/хв. Заготовка зазвичай подається на верстат у напрямку, протилежному напрямку шпинделя інструменту. Це можна зробити вручну, як на деяких старих верстатах, див. рис. 4, або за допомогою інтегрованої системи подачі заготовки, де заготовка утримується та контролюється механічно під час операції обробки.
Охорона інструментів
Кільцевий охоронець
малюнок 4
Верхній фрезер із ручним управлінням і C-подібною рамою з кільцевим захистом, який має можливість заміни інструменту.
Повинен бути встановлений регульований захисний кільце, що самозакривається, щоб запобігти доступу до інструменту зверху та з боків. Захист кільця під час обробки повинен спиратися на заготовку, а його нижня поверхня повинна залишатися паралельною столу. Він може бути виготовлений з цілісної деталі або складатися з притискного кільця в поєднанні з охоплюючим захисним кожухом, що дозволяє змінювати інструмент, наприклад, за допомогою неблокованої шарнірної кришки, яку можна зафіксувати вручну в закритому положенні, див. Малюнок 4. Щоб мінімізувати ризик викиду, захисний кільце повинен прикладати силу від 50 Н до 150 Н до заготовки.
Внутрішній діаметр кожуха кільця повинен дозволяти установку інструменту з найбільшим діаметром, на який розрахований верстат. Однак, якщо максимальний діаметр інструменту перевищує 80 мм, то має бути щонайменше 2 кільцевих щитка з різними внутрішніми діаметрами. Огородження кільця повинно бути підключено до місцевої витяжної вентиляції та виготовлятися з:
■ сталь з товщиною стінки не менше 1.5 мм;
■ легкосплавні з товщиною стінки не менше 3 мм;
■ полікарбонат з товщиною стінки не менше 3 мм;
■ інший пластиковий матеріал, який має ударну в'язкість, щонайменше дорівнює полікарбонату товщиною 3 мм або перевищує його;
■ чавун з товщиною стінки не менше 5 мм.
Опора захисного кільця Опора захисного кільця повинна дозволяти йому автоматично переміщатися разом зі шпиндельною головкою та дозволяти установлювати його нижню поверхню паралельно столу, незалежно від положення столу. Він також повинен дозволяти регулювати кожух кільця таким чином, щоб він міг врахувати максимальну довжину інструменту, для якого розроблено верстат. Регулювання має бути можливим без допомоги інструменту.
Гальмування
Для шпинделя інструменту має бути передбачене автоматичне електричне або механічне гальмо, щоб він зупинявся протягом десяти секунд.
Інструменти
Будь-які фрези-фрезери, що використовуються на одношпиндельних різьбових верстатах з ручною/інтегрованою подачею, діаметр яких перевищує 16 мм, повинні бути з обмеженням стружки.
