Introduksjon
Denne artikkelen gir praktisk veiledning om trygge arbeidspraksiser ved bruk av CNC-rutere og CNC-maskineringssentre, og håndmatede/integrert matede utskjæringsmaskiner. Den er rettet mot arbeidsgivere og andre som har kontroll over hvordan disse maskinene brukes. Maskinoperatører vil også finne denne informasjonen nyttig.
Ulykkeshistorie
Trebearbeidingsindustrien har en av de høyeste ulykkesratene forårsaket av kontakt med maskiner i bevegelse. De fleste av disse skyldes at operatørens hender eller fingre kommer i kontakt med de roterende kutterne. Analyse av ulykker undersøkt av STYLECNC har funnet ut at de vanligste årsakene var:
1. utilstrekkelige eller manglende vakter;
2. utilstrekkelig eller mangel på operatøropplæring.
Opplæring og informasjon
Det er viktig at maskinen er utstyrt med nødvendige sikringer og maskinførere er opplært til å bruke dem og utføre arbeidet de forventes å gjøre på en sikker måte. Opplæring er spesielt viktig for de som er involvert i vedlikehold, innstilling og rengjøring for å sikre at disse aktivitetene utføres på en sikker måte. Ingen skal få jobbe ved en trebearbeidingsmaskin med mindre de har utvist kompetanse. Det er tilrådelig at kompetente operatører er skriftlig autorisert av en ansvarlig person (direktør, seniorleder osv.). Dette vil da utgjøre en del av treningsprotokollen. Alle som fører tilsyn med bruk av arbeidsutstyr skal også ha fått tilstrekkelig opplæring og både operatører og arbeidsledere skal ha tilgang til informasjon og eventuelt skriftlige instrukser.
Lovlige krav
Juridiske krav som dekker bruken av disse maskinene er inkludert i Sikker bruk av trebearbeiding
maskineri. Bestemmelser og bruk av arbeidsutstyrsbestemmelser 1998 (PUWER) som gjelder for trebearbeidingsmaskiner. Dette dokumentet gir praktiske råd om sikker bruk av trebearbeidingsmaskiner og dekker informasjon og opplæring samt aspekter ved vakthold og vedlikehold.
Ved kjøp av ny maskin bør den leveres med samsvarserklæring og CE-merke. Konstruktører og produsenter må overholde de grunnleggende sikkerhetskravene i maskindirektivet og tilknyttede bestemmelser i European Free Trade Association (EFTA).
Risikovurdering
Det finnes mange forskjellige maskindesign med varierende grad av kompleksitet. Alle maskiner bør installeres i henhold til produsentens spesifikasjoner med riktige tjenester levert. Dette bør inkludere tilstrekkelig avsug for fjerning av spon og støv. Aldri modifiser en maskin på noen måte med mindre du først har konsultert med produsenten/leverandøren og mottatt bekreftelse på at modifikasjonen ikke vil være skadelig for maskinens sikkerhet/integritet. Hver maskin har sine egne egenskaper og konfigurasjon som du bør ta hensyn til når du identifiserer farene og vurderer risikoene. Du må vurdere følgende farer:
1. utkasting av arbeidsstykket eller kutteren – sørg for at de er sikret før start;
2. kontakt med roterende kuttere og automatiske verktøyvekslere (hvis montert);
3. felling og knusing forårsaket av bevegelige bord eller maskineringshoder;
4. uventet bevegelse eller oppstart forårsaket av feil i kontrollsystemet;
5. overdreven støyutslipp;
6. produksjon av støv og flis;
7. automatiske håndterings- og lasteinnretninger (hvis montert);
8. pneumatiske og vakuumklemmeanordninger (hvis montert);
9. sikker programmering av skjæreverktøyets rotasjon og tilnærmingshastigheter som er kompatible med materialet som behandles;
10. Alle nye programmer bør ha en «tørrkjøring» på lav hastighet i tilfelle feil, for å unngå kollisjoner osv.
Figur 1a
Liten overhead/C-ramme CNC-fres med fast avstandsvakt. Risikoen for klem- eller klemfare mellom faste og bevegelige maskindeler må også kontrolleres.
Figur 1b
C-ramme/utkragende arm maskin med trykkfølsomme støtfangere.
CNC rutere og CNC maskineringssentre
CNC-rutere og CNC-bearbeidingssentre har 2 hovedkategorier:
1. C-ramme/utkragerarm/overhead;
2. Portalramme (portal/målstolpe).
C-ramme/utkragerarm/overhead
Disse maskinene, noen ganger referert til som overfresere, har en enkelt- eller multifunksjonshodeenhet montert på en C-ramme/utkragerarm som enten beveger seg over bordet eller forblir stasjonært mens arbeidsbordet beveger seg under det, se figur 1a, b og c.
Figur 1c
C-ramme/utkragende arm maskin med sikkerhetsmatter.
Portalramme (portal/målstolpe)
Disse maskinene har en enkelt- eller multifunksjonshodeenhet montert på en portalramme (portal/målstolpe) som kan bevege seg over arbeidsbordet eller forbli stasjonært mens arbeidsbordet beveger seg under det, se figur 2.
Figur 2
Portal (portal/målstolperamme) maskin med delvis innkapsling og lysbarriere.
CNC maskineringssenterapplikasjoner kan omfatte ruting, vertikal og horisontal boring, rilling og forming. Disse betjenes alle av en verktøyveksler med flere posisjoner montert ved siden av hovedenheten eller plassert på maskinens ramme, se figur 2. Det er viktig at det brukes riktig verktøy, egnet for maskinen og applikasjonen. Verktøy bør også holdes i god stand.
De fleste maskinene opererer i 3 akser, X og Y (horisontal bevegelse) og Z (vertikal bevegelse). Noen maskiner har mulighet til å operere med vertikal og horisontal rotasjonsakse (5 akse maskiner) og alle disse aksene vil måtte tas med i risikovurderingen. Dette er spesielt viktig for støv- og sponoppsamling og banen til utkastede avfallsfragmenter fra arbeidsstykket.
sikring
CNC-rutere kan beskyttes av en rekke faste beskyttelser, men eventuelle sikkerhetsavstander bør være i samsvar med standarder. Hvis de faste beskyttelsene skal demonteres av brukeren for vedlikeholds- eller rengjøringsformål osv., bør festesystemene deres forbli festet til vernet eller til maskinen når vernet fjernes, f.eks. være utstyrt med skruer som forblir festet til vernet.
Ettersom kontrollsystemene på rutere har utviklet seg fra manuell styring til CNC, har imidlertid graden av operatørintervensjon under maskineringsprosessen redusert. Tillegget av automatiske laste- og lossefasiliteter og automatisk verktøybytte har ytterligere redusert behovet for nær tilnærming til skjæreområdet. Dette har gjort det mulig for produsenter å ta i bruk beskyttelsesmetoder som skiller seg fra den tette beskyttelsen som tradisjonelt brukes på eldre, manuelt betjente maskiner.
På store maskiner er det normal praksis å hindre tilgang til skjæreområdet under maskineringsprosessen av en kapsling, se figur 3. Hensikten med kapslingen er å hindre:
1. tilgang til faresonen;
2. utstøting av en del av verktøyet;
3. enhver klem- eller klemfare mellom faste og bevegelige maskindeler.
Figur 3
CNC maskineringssenter inne i full kapsling.
Tilgang til kabinettet er normalt nødvendig for:
1. lasting eller lossing av arbeidsstykket;
2. rengjøring, innstilling eller justering;
3. verktøyskifte.
Der det er nødvendig å gå inn i en innhegning, bør det være via en låst dør som vil hindre tilgang mens kutterne og andre farlige deler beveger seg. Eventuelle forriglinger som brukes bør være i samsvar med standarder. Kravene til vedlegg inkluderer:
1. gi beskyttelse inntil minst 1.8 m fra gulvnivå;
2. være laget av slagfaste materialer som er i stand til å inneholde utkastede arbeidsstykker eller maskinkomponenter;
3. ha hørbar eller visuell advarsel (f.eks. et gult lys) om forestående oppstart;
4. ha en nødstoppanordning (inne i kabinettet) som vil stoppe oppstart om nødvendig; ■ ha en kontrollenhet for å tilbakestille forriglingen av døren som er i samsvar med standarder. Dette bør være plassert utenfor kabinettet, men i en posisjon som gir fri sikt innvendig. Den skal ikke være tilgjengelig fra innhegningen;
5. ha støyreduserende funksjoner der maskiner produserer støynivåer over 85 dB(A).
Andre sikkerhetstiltak kan brukes i stedet for en fullstendig innkapsling, for eksempel:
1. delvise innkapslinger, med eller uten lysbarrierer/-bjelker (figur 2);
2. trykkfølsomme støtfangere (Figur 1b);
3. trykkfølsomme matter (Figur 1c).
Valget av sikkerhetstiltak vil avhenge av produsentens/designerens vurdering for å sikre at de grunnleggende sikkerhetskravene i maskindirektivet og tilhørende forskrifter fra Det europeiske frihandelsforbund (EFTA) er oppfylt.
Hvis det er noen åpninger, bør gardiner brukes for å beskytte mot risikoen for utstøting av deler av verktøy eller deler av arbeidsstykket. De bør derfor være i stand til å bestå en støttest som holder et 100 g prosjektil når de treffes med en hastighet på 70 m/s.
Der det kreves sjelden tilgang, for eksempel kun for vedlikeholdsoperasjoner, kan et fast vern brukes (figur 1a). Dette forutsatt at nødvendige tiltak er tatt for å forhindre utilsiktet oppstart mens maskinen arbeides på (se «Vedlikehold»).
Det bør også være effektiv lokal avtrekksventilasjon (LEV) som er integrert med maskinen for å fjerne støv og flis.
bremse~~POS=TRUNC
Det skal være en automatisk elektrisk brems for verktøyspindelen(e) slik at de stopper innen ti sekunder.
Verktøyskiftemekanisme
I noen tilfeller vil innkapslingen for skjæreområdet forhindre kontakt med verktøyveksleren. I andre tilfeller kan det være et verktøymagasin som er atskilt fra maskineringsområdet og har sin egen tilgangsdør. Slike tilgangsdører bør være låst sammen med verktøyveksleren, og hvis det er tilgang til fresene, også låst sammen med dem. Under manuelt verktøybytte skal det ikke være noen risiko for rotasjon av verktøyholderen mens verktøy settes inn eller fjernes. Bruk enten «hold-to-run» eller ett-trinns anhengskontroller for å indeksere verktøyholderen (se også «Modusvalgbryter»).
Vedlikehold
Alle sikkerhetsanordninger bør kontrolleres av en passende opplært og kompetent person (noen med nødvendige ferdigheter, kunnskap og erfaring) med jevne mellomrom. Dette bør ta hensyn til hvor mye maskinen brukes, samt eventuelle anbefalinger fra leverandører eller produsenter. Registrer detaljene om eventuelle vedlikeholds- og inspeksjonskontroller, og spesielt eventuelle identifiserte tiltak og bekreftelse på at de er fullført.
Noe vedlikehold kan kreve at maskinen er trygt isolert for å unngå utilsiktet oppstart. Sikker elektrisk isolasjon betyr at elektrisk energi er slått av, og det er også egnede forholdsregler for å sikre at den forblir slått av. Utilsiktet gjeninnkobling må forhindres – for eksempel ved å bryte 3-fasen med mekaniske midler og ha en låsemulighet.
Bryter for modusvalg
Der maskiner er konstruert for å betjenes under innstilling med de bevegelige forriglede vernene og/eller beskyttelsesanordningene deaktivert, må det leveres en modusvalgbryter for å velge mellom maskinerings- og innstillingsmodus. I maskininnstillingsmodus, hvis de bevegelige vernene er åpne og/eller beskyttelsesanordninger deaktivert, bør enhver farlig bevegelse kun være mulig når flere krav er oppfylt, inkludert:
1. Spindelrotasjon og enkeltaksebevegelse styres av en hold-to-run kontroll/aktiveringsenhet;
2. Bevegelsen på én akse bør begrenses til en hastighet på 2 m/min eller et trinn på 10 mm;
3. hvis verktøyrotasjon er gitt, bør den begrenses til maksimalt 300 omdreininger/min, og verktøyrotasjon skal stoppe på mindre enn 2 omdreininger etter at holde-til-kjør-kontrollen slippes.
Hold-til-kjør-kontrollenheter og aktiveringsenheter for verktøy- eller aksebevegelser bør være plassert på hovedkontrollpanelet og/eller på et mobilt sett med kontroller koblet til maskinen med en fast kabel eller trådløst (hvis inkludert).
Håndmatede/integrerte utskjæringsmaskiner
Dette er maskiner av typen overhead/C-ramme med en enkelt verktøyspindel/arbeidshode plassert over et bord. Bordet kan bevege seg i opptil 3 retninger (X, Y og Z). Kjørehastigheter kan variere fra 6000 rpm til 24 000 rpm. Arbeidsstykket mates normalt til maskinen i motsatt retning av verktøyspindelens retning. Dette kan enten være manuelt slik som på enkelte eldre maskiner, se figur 4, eller med et integrert arbeidsstykkematingssystem hvor arbeidsstykket holdes og styres mekanisk under maskineringsoperasjonen.
Beskytter verktøyene
Ringvakt
Figur 4
Manuelt betjent over-/C-ramme fres med ringbeskyttelse som har mulighet for verktøybytte.
Det skal være montert en justerbar og selvlukkende ringbeskyttelse som hindrer tilgang til verktøyet ovenfra og fra sidene. Ringbeskyttelsen skal hvile på arbeidsstykket under bearbeiding og dens nedre overflate skal forbli parallell med bordet. Den kan enten være laget i ett stykke eller bestå av en trykkring i kombinasjon med en omsluttende beskyttelse som gjør det mulig å bytte verktøy, f.eks ved hjelp av et ikke-låst hengslet deksel som er i stand til å låses manuelt i lukket posisjon, se figur 4. For å minimere risikoen for utstøting, bør ringbeskyttelsen påføre en kraft på mellom 50N og 150N.
Den innvendige diameteren til ringbeskyttelsen skal tillate at verktøyet med den største diameteren som maskinen er designet for, kan monteres. Men hvis den maksimale diameteren til verktøyet overstiger 80 mm, bør det være minst 2 ringbeskyttere med forskjellige innvendige diametere. Ringbeskyttelsen skal ha tilkopling til lokal avtrekksventilasjon og være produsert av enten:
■ stål med en veggtykkelse på minst 1.5 mm;
■ lettlegering med en veggtykkelse på minst 3 mm;
■ polykarbonat med en veggtykkelse på minst 3 mm;
■ annet plastmateriale med slagstyrke som er minst lik eller bedre enn 3 mm polykarbonat;
■ støpejern med en veggtykkelse på minst 5 mm.
Ringbeskyttelsesstøtte Ringbeskyttelsesstøtten skal la den bevege seg automatisk med spindelhodet og la dens nedre overflate stilles parallelt med bordet, uansett bordposisjon. Den skal også tillate at ringbeskyttelsen kan justeres slik at den kan ta hensyn til den maksimale lengden på verktøyet som maskinen er konstruert for. Justering skal være mulig uten hjelp av verktøy.
bremse~~POS=TRUNC
Det bør være en automatisk elektrisk eller mekanisk brems for verktøyspindelen slik at den stopper innen ti sekunder.
Verktøy
Alle fresefrettere som brukes på enspindelte håndmatede/integrert matede utskjæringsmaskiner som er over 16 mm i diameter, må være av en sponbegrensningstype.
