Introduktion
Denne artikel giver praktisk vejledning i sikre arbejdspraksisser ved brug af CNC-fræsere og CNC-bearbejdningscentre samt håndfremførte/integreret fremførte udskæringsmaskiner. Den er rettet mod arbejdsgivere og andre, der har kontrol over, hvordan disse maskiner bruges. Maskinoperatører vil også finde disse oplysninger nyttige.
Ulykkeshistorie
Træbearbejdningsindustrien har en af de højeste ulykkesrater forårsaget af kontakt med maskiner i bevægelse. Størstedelen af disse skyldes, at operatørens hænder eller fingre kommer i kontakt med de roterende skærere. Analyse af ulykker undersøgt af STYLECNC har fundet ud af, at de mest almindelige årsager var:
1. utilstrækkelige eller manglende vagter;
2. utilstrækkelig eller manglende operatøruddannelse.
Træning og information
Det er vigtigt, at maskinen er udstyret med de nødvendige sikkerhedsforanstaltninger, og maskinførere er uddannet i at bruge dem og udføre det arbejde, de forventes at udføre, sikkert. Uddannelse er især vigtig for dem, der er involveret i vedligeholdelse, indstilling og rengøring for at sikre, at disse aktiviteter udføres på en sikker måde. Ingen bør have lov til at arbejde ved en træbearbejdningsmaskine, medmindre de har demonstreret kompetence. Det tilrådes, at kompetente operatører godkendes skriftligt af en ansvarlig person (direktør, seniorleder osv.). Dette vil så udgøre en del af træningsrekorden. Enhver, der fører tilsyn med brugen af arbejdsudstyr, skal også have modtaget passende uddannelse, og både operatører og arbejdsledere skal have adgang til information og, hvor det er relevant, skriftlige instruktioner.
Lovkrav
Lovmæssige krav, der dækker brugen af disse maskiner, er indeholdt i Sikker brug af træbearbejdning
maskineri. Bestemmelser om levering og brug af arbejdsudstyr 1998 (PUWER), som anvendes på træbearbejdningsmaskiner. Dette dokument giver praktiske råd om sikker brug af træbearbejdningsmaskiner og dækker levering af information og uddannelse samt aspekter af bevogtning og vedligeholdelse.
Ved køb af en ny maskine skal den forsynes med en overensstemmelseserklæring og have et CE-mærke. Konstruktører og fabrikanter skal overholde de væsentlige sikkerhedskrav i maskindirektivet og tilknyttede bestemmelser i Den Europæiske Frihandelssammenslutning (EFTA).
Risikovurdering
Der findes mange forskellige maskindesigns med varierende grad af kompleksitet. Alle maskiner skal installeres i henhold til producentens specifikationer med de korrekte tjenester. Dette bør omfatte tilstrækkelig udsugning til fjernelse af spåner og støv. Modificer aldrig en maskine på nogen måde, medmindre du først har konsulteret producenten/leverandøren og modtaget bekræftelse på, at ændringen ikke vil være til skade for maskinens sikkerhed/integritet. Hver maskine har sine egne egenskaber og konfiguration, som du bør tage i betragtning, når du identificerer farerne og vurderer risiciene. Du skal overveje følgende farer:
1. udkastning af emnet eller fræseren – sørg for, at de er sikret inden start;
2. kontakt med roterende fræsere og automatiske værktøjsskiftere (hvis monteret);
3. indfangning og knusning forårsaget af bevægelige borde eller bearbejdningshoveder;
4. uventet bevægelse eller opstart forårsaget af fejl i styresystemet;
5. overdreven støjemission;
6. Fremstilling af støv og spåner;
7. Automatiske håndterings- og læsseanordninger (hvis monteret);
8. Pneumatiske og vakuumspændeanordninger (hvis monteret);
9. Sikker programmering af skæreværktøjets rotation og tilgangshastigheder, der er kompatible med det materiale, der behandles;
10. Alle nye programmer bør have en 'tørkørsel' ved lav hastighed i tilfælde af fejl for at undgå kollisioner osv.
Figur 1a
Lille overhead/C-ramme CNC overfræser med fast afstandsbeskyttelse. Risikoen ved enhver fare for klemning eller fastklemning mellem faste og bevægelige maskindele skal også kontrolleres.
Figur 1b
C-ramme/cantilever arm maskine med trykfølsomme kofangere.
CNC-fræsere og CNC-bearbejdningscentre
CNC-fræsere og CNC-bearbejdningscentre har 2 hovedkategorier:
1. C-ramme/cantilever arm/overhead;
2. Portalramme (portal/målstolpe).
C-ramme/cantilever arm/overhead
Disse maskiner, nogle gange omtalt som overfræsere, har en enkelt eller multifunktions hovedenhed monteret på en C-ramme/cantileverarm, der enten bevæger sig hen over bordet eller forbliver stationær, mens arbejdsbordet bevæger sig under det, se figur 1a, b og c .
Figur 1c
C-ramme/cantilever arm maskine med sikkerhedsmåtter.
Portalramme (portal/målstolpe)
Disse maskiner har en enkelt eller multifunktions hovedenhed monteret på en portalramme (portal/målstolpe), som kan bevæge sig over arbejdsbordet eller forblive stationært, mens arbejdsbordet bevæger sig under det, se figur 2.
Figur 2
Portal (portal/målstolpsramme) maskine med delvis indkapsling og lysbarriere.
Anvendelser til CNC-bearbejdningscentre kan omfatte fræsning, lodret og vandret boring, riller og formning. Disse betjenes alle af en værktøjsskifter med flere positioner, der er monteret ved siden af hovedenheden eller placeret på maskinens ramme, se figur 2. Det er vigtigt, at der anvendes det korrekte værktøj, der passer til maskinen og applikationen. Værktøj skal også holdes i god stand.
De fleste maskiner fungerer i 3 akser, X og Y (vandret bevægelse) og Z (lodret bevægelse). Nogle maskiner har mulighed for at arbejde med lodret og vandret rotationsakse (5-aksede maskiner), og alle disse akser skal tages i betragtning i risikovurderingen. Dette er især vigtigt for støv- og spånopsamling og banen for udstødte affaldsfragmenter fra arbejdsemnet.
sikring
CNC-routere kan beskyttes af en række faste afskærmninger, men enhver sikkerhedsafstand skal overholde standarderne. Hvis de faste afskærmninger skal demonteres af brugeren til vedligeholdelses- eller rengøringsformål osv., skal deres fastgørelsessystemer forblive fastgjort til afskærmningen eller til maskinen, når afskærmningen fjernes, f.eks. være forsynet med skruer, der forbliver fastgjort til afskærmningen.
Men efterhånden som styresystemerne på overfræsere har udviklet sig fra manuel styring til CNC, er graden af operatørindgreb under bearbejdningsprocessen faldet. Tilføjelsen af automatiske læsse- og aflæsningsfaciliteter og automatisk værktøjsskift har yderligere reduceret behovet for tæt tilgang til skæreområdet. Dette har givet producenterne mulighed for at anvende beskyttelsesmetoder, der adskiller sig fra den tætte afskærmning, der traditionelt anvendes på ældre, manuelt betjente maskiner.
På store maskiner er det normal praksis at forhindre adgang til skæreområdet under bearbejdningsprocessen af et kabinet, se figur 3. Formålet med kabinettet er at forhindre:
1. adgang til farezonen;
2. udkastning af en del af værktøjet;
3. enhver fare for klemning eller klemning mellem faste og bevægelige maskindele.
Figur 3
CNC-bearbejdningscenter inde i fuld indkapsling.
Adgang til kabinettet er normalt påkrævet for:
1. læsning eller aflæsning af emnet;
2. rengøring, indstilling eller justering;
3. værktøjsskift.
Hvor det er nødvendigt at komme ind i et indhegning, skal det ske via en låst dør, der forhindrer adgang, mens skærene og andre farlige dele bevæger sig. Eventuelle låseanordninger skal overholde standarderne. Indkapslingskrav omfatter:
1. yde beskyttelse op til mindst 1.8 m fra gulvniveau;
2. er fremstillet af slagfaste materialer, der er i stand til at indeholde udstødte emner eller maskinkomponenter;
3. have hørbar eller visuel advarsel (f.eks. et gult lys) om forestående opstart;
4. have en nødstopanordning (inde i kabinettet), som vil stoppe opstarten, hvis det er nødvendigt; ■ have en kontrolenhed til at nulstille portens sammenlåsning, der overholder standarderne. Dette skal placeres uden for kabinettet, men i en position, der giver frit udsyn til indersiden. Det bør ikke være tilgængeligt inde fra kabinettet;
5. have støjreducerende funktioner, hvor maskiner producerer støjniveauer på mere end 85 dB(A).
Andre sikkerhedsforanstaltninger kan bruges i stedet for en fuld indkapsling, såsom:
1. delvise indkapslinger, med eller uden lysbarrierer/-bjælker (figur 2);
2. trykfølsomme kofangere (figur 1b);
3. trykfølsomme måtter (figur 1c).
Valget af sikkerhedsforanstaltninger vil afhænge af producentens/designerens vurdering af, at de væsentlige sikkerhedskrav i maskindirektivet og tilhørende EFTA-forordninger er opfyldt.
Hvis der er åbninger, skal der bruges gardiner for at beskytte mod risikoen for udslyngning af dele af værktøj eller dele af emnet. De bør derfor være i stand til at bestå en anslagsprøve, der holder et 100 g projektil, når de rammes med en hastighed på 70 m/s.
Hvor der kræves sjælden adgang, for eksempel blot til vedligeholdelsesarbejde, kan en fast afskærmning anvendes (figur 1a). Dette forudsat at de nødvendige skridt er taget for at forhindre utilsigtet opstart, mens der arbejdes på maskinen (se 'Vedligeholdelse').
Der bør også være effektiv lokal udsugningsventilation (LEV), som er integreret med maskinen for at fjerne støv og spåner.
Bremsning
Der skal være en automatisk elektrisk bremse til værktøjsspindel(erne), så de stopper inden for ti sekunder.
Værktøjsskiftemekanisme
I nogle tilfælde vil indkapslingen til skæreområdet forhindre kontakt med værktøjsveksleren. I andre tilfælde kan der være et værktøjsmagasin, der er adskilt fra bearbejdningsområdet og har sin egen adgangsdør. Sådanne adgangsdøre skal være låst sammen med værktøjsveksleren, og hvis der er adgang til skærerne, også låst sammen med dem. Under manuel værktøjsskift bør der ikke være risiko for rotation af værktøjsholderen, mens værktøjer isættes eller fjernes. Brug enten 'hold-to-run' eller enkelttrins-pendantbetjening til at indeksere værktøjsholderen (se også 'Tilstandsvalgknap').
Vedligeholdelse
Alle sikkerhedsanordninger bør kontrolleres regelmæssigt af en passende uddannet og kompetent person (en person med de nødvendige færdigheder, viden og erfaring). Dette bør tage højde for, hvor meget maskinen bruges, samt eventuelle leverandørers eller producenters anbefalinger. Registrer detaljerne om enhver vedligeholdelses- og inspektionskontrol, især alle identificerede handlinger og bekræftelse af, at de er udført.
Noget vedligeholdelse kan kræve, at maskinen er sikkert isoleret for at undgå utilsigtet opstart. Sikker elektrisk isolation betyder, at den elektriske energi er slukket, og der er også passende forholdsregler for at sikre, at den forbliver slukket. Utilsigtet genindkobling skal forhindres – for eksempel ved at afbryde 3-faset mekanisk og have en afspærringsmulighed.
Omskifter til valg af tilstand
Hvor maskiner er konstrueret til at blive betjent under indstilling med de bevægelige sammenlåste afskærmninger og/eller beskyttelsesanordninger deaktiveret, skal der forefindes en funktionsvælgerkontakt til at vælge mellem bearbejdnings- og indstillingsdriftstilstande. I maskinindstillingstilstand, hvis de bevægelige afskærmninger er åbne og/eller beskyttelsesanordninger deaktiveret, bør enhver farlig bevægelse kun være mulig, når flere krav er opfyldt, herunder:
1. Spindelrotation og enkeltaksebevægelse styres af en hold-to-run-kontrol-/aktiveringsanordning;
2. Bevægelsen på én akse bør begrænses til en hastighed på 2 m/min eller i intervaller på 10 mm;
3. hvis værktøjsrotation er tilvejebragt, bør den begrænses til maksimalt 300 omdrejninger/min, og værktøjsrotation bør stoppe i mindre end 2 omdrejninger efter frigivelse af hold-to-run-kontrollen.
Hold-til-kør-kontrolenheder og aktiveringsenheder til værktøjs- eller aksebevægelser skal placeres på hovedkontrolpanelet og/eller på et mobilt sæt kontrolelementer, der er forbundet til maskinen med et fast kabel eller trådløst (hvis medfølgende).
Håndfodrede/integrerede udskæringsmaskiner
Disse er maskiner af typen overhead/C-ramme med en enkelt værktøjsspindel/arbejdshoved placeret over et bord. Bordet kan bevæge sig i op til 3 retninger (X, Y og Z). Kørehastigheder kan variere fra 6000 rpm til 24 000 rpm. Arbejdsstykket føres normalt til maskinen i en retning modsat retningen af værktøjsspindelen. Dette kan enten være manuelt som på nogle ældre maskiner, se figur 4, eller med et integreret emnefremføringssystem, hvor emnet holdes og styres mekanisk under bearbejdningen.
Bevogtning af værktøjerne
Ringvagt
Figur 4
Manuelt betjent overhead/C-ramme overfræser med ringbeskyttelse, der har mulighed for værktøjsskift.
Der skal være monteret en justerbar og selvlukkende ringskærm, der forhindrer adgang til værktøjet oppefra og fra siderne. Ringbeskyttelsen skal hvile på emnet under bearbejdningen, og dens underside skal forblive parallel med bordet. Den kan enten være lavet i ét stykke eller bestå af en trykring i kombination med en omsluttende skærm, der giver mulighed for værktøjsskift, fx ved hjælp af et ikke-sammenlåst hængslet dæksel, som kan låses manuelt i lukket position, se figur 4. For at minimere risikoen for udstødning skal ringbeskyttelsen påføre en kraft på mellem 50N og 150N på emnet.
Den indvendige diameter af ringskærmen skal tillade, at værktøjet med den største diameter, som maskinen er designet til, kan monteres. Men hvis værktøjets maksimale diameter overstiger 80 mm, skal der være mindst 2 ringskærme med forskellige indvendige diametre. Ringskærmen skal have forbindelse til den lokale udsugningsventilation og være fremstillet af enten:
■ stål med en vægtykkelse på mindst 1.5 mm;
■ letlegering med en vægtykkelse på mindst 3 mm;
■ polycarbonat med en vægtykkelse på mindst 3 mm;
■ andet plastmateriale med en slagstyrke, der mindst er lig med eller bedre end 3 mm polycarbonat;
■ støbejern med en vægtykkelse på mindst 5 mm.
Ringbeskyttelsesstøtte Ringbeskyttelsesstøtten skal tillade den at bevæge sig automatisk med spindelhovedet og tillade dens nedre overflade at blive indstillet parallelt med bordet, uanset bordets position. Det skal også gøre det muligt at justere ringskærmen, så den kan tage højde for den maksimale længde af værktøj, som maskinen er designet til. Justering skal være mulig uden hjælp af værktøj.
Bremsning
Der skal være en automatisk elektrisk eller mekanisk bremse til værktøjsspindelen, så den stopper inden for ti sekunder.
Tooling
Alle fræsere, der anvendes på enkeltspindelte håndfremførte/integreret fremførte udskæringsmaskiner, der er over 16 mm i diameter, skal være af en spånbegrænsende type.
