Thực hành làm việc an toàn của máy phay CNC và trung tâm gia công CNC

Thực hành làm việc an toàn của máy phay CNC và trung tâm gia công CNC

Giới thiệu

Bài viết này cung cấp hướng dẫn thực tế về các biện pháp làm việc an toàn khi sử dụng máy định tuyến CNC và trung tâm gia công CNC, cũng như máy định tuyến nạp tay/nạp tích hợp. Bài viết này hướng đến người sử dụng lao động và những người khác có quyền kiểm soát cách sử dụng các máy này. Người vận hành máy cũng sẽ thấy thông tin này hữu ích.

Lịch sử tai nạn

Ngành chế biến gỗ có một trong những tỷ lệ tai nạn cao nhất do tiếp xúc với máy móc đang chuyển động. Phần lớn các trường hợp này là do tay hoặc ngón tay của người vận hành tiếp xúc với máy cắt đang quay. Phân tích các vụ tai nạn được điều tra bởi STYLECNC đã phát hiện ra rằng những nguyên nhân phổ biến nhất là:

1. Không đủ hoặc thiếu người bảo vệ;

2. Người vận hành không được đào tạo đầy đủ hoặc thiếu đào tạo.

Đào tạo và thông tin

Điều quan trọng là máy phải được trang bị các biện pháp bảo vệ cần thiết và người vận hành máy phải được đào tạo để sử dụng chúng và thực hiện công việc mà họ được yêu cầu thực hiện một cách an toàn. Đào tạo đặc biệt quan trọng đối với những người tham gia bảo trì, lắp đặt và vệ sinh để đảm bảo rằng các hoạt động này được thực hiện một cách an toàn. Không ai được phép làm việc tại máy chế biến gỗ trừ khi họ đã chứng minh được năng lực. Nên cho phép người vận hành có năng lực bằng văn bản bởi một người có trách nhiệm (giám đốc, quản lý cấp cao, v.v.). Sau đó, điều này sẽ trở thành một phần của hồ sơ đào tạo. Bất kỳ ai giám sát việc sử dụng thiết bị làm việc cũng phải được đào tạo đầy đủ và cả người vận hành và giám sát đều phải có quyền truy cập vào thông tin và nếu thích hợp, phải có hướng dẫn bằng văn bản.

Yêu cầu pháp lý

Các yêu cầu pháp lý liên quan đến việc sử dụng các máy này được nêu trong Sử dụng an toàn đồ gỗ

máy móc. Quy định về cung cấp và sử dụng thiết bị làm việc năm 1998 (PUWER) áp dụng cho máy móc chế biến gỗ. Tài liệu này đưa ra lời khuyên thực tế về việc sử dụng an toàn máy móc chế biến gỗ và bao gồm việc cung cấp thông tin và đào tạo cũng như các khía cạnh về bảo vệ và bảo trì.

Khi mua máy mới, máy phải được cung cấp kèm theo tuyên bố về sự phù hợp và có dấu CE. Các nhà thiết kế và nhà sản xuất phải tuân thủ các yêu cầu an toàn thiết yếu của Chỉ thị máy móc và các quy định liên quan của Hiệp hội thương mại tự do châu Âu (EFTA).

Đánh giá rủi ro

Có nhiều thiết kế máy khác nhau với nhiều mức độ phức tạp khác nhau. Tất cả các máy phải được lắp đặt theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất với các dịch vụ chính xác được cung cấp. Điều này bao gồm việc có đủ khả năng chiết xuất để loại bỏ phoi và bụi. Không bao giờ được sửa đổi máy theo bất kỳ cách nào trừ khi bạn đã tham khảo ý kiến ​​của nhà sản xuất/nhà cung cấp trước và nhận được xác nhận rằng việc sửa đổi sẽ không gây bất lợi cho sự an toàn/tính toàn vẹn của máy. Mỗi máy có các đặc điểm và cấu hình riêng mà bạn nên tính đến khi xác định các mối nguy hiểm và đánh giá rủi ro. Bạn sẽ cần cân nhắc các mối nguy hiểm sau:

1. Đẩy phôi hoặc dao cắt ra – đảm bảo chúng được cố định chắc chắn trước khi bắt đầu;

2. tiếp xúc với máy cắt quay và bộ thay đổi dụng cụ tự động (nếu có);

3. kẹt và đè bẹp do bàn máy hoặc đầu gia công di chuyển;

4. chuyển động hoặc khởi động bất ngờ do lỗi trong hệ thống điều khiển;

5. phát ra tiếng ồn quá mức;

6. việc sản xuất bụi và mảnh vụn;

7. thiết bị xử lý và nạp hàng tự động (nếu có);

8. thiết bị kẹp khí nén và chân không (nếu có);

9. lập trình an toàn tốc độ quay và tiếp cận của dụng cụ cắt tương thích với vật liệu đang được xử lý;

10. Mọi chương trình mới đều phải được chạy thử ở tốc độ chậm để tránh xảy ra lỗi, va chạm, v.v.

Hình 1a

Máy phay CNC nhỏ trên cao/khung chữ C có bảo vệ khoảng cách cố định. Các rủi ro từ bất kỳ mối nguy hiểm bị đè bẹp hoặc kẹt giữa các bộ phận máy cố định và chuyển động cũng phải được kiểm soát.

Hình 1b

Máy có khung chữ C/cánh tay đòn với bộ giảm chấn cảm biến áp suất.

Máy định tuyến CNC và trung tâm gia công CNC

Máy định tuyến CNC và trung tâm gia công CNC có 2 loại chính:

1. Khung chữ C/cánh tay đòn/trên cao;

2. Khung cổng (cổng trục/cột cầu môn).

Khung chữ C/cánh tay đòn/trên cao

Những máy này, đôi khi được gọi là máy phay trên cao, có một đầu máy đơn hoặc đa chức năng được gắn trên một khung chữ C/cánh tay đòn có thể di chuyển trên bàn hoặc đứng yên trong khi bàn làm việc di chuyển bên dưới nó, xem Hình 1a, b và c.

Hình 1c

Máy có khung chữ C/cánh tay đòn có thảm an toàn.

Khung cổng (cổng trục/cột cầu môn)

Những máy này có một đầu máy đơn hoặc đa chức năng được gắn trên khung cổng (cổng trục/cột gôn) có thể di chuyển trên bàn làm việc hoặc đứng yên trong khi bàn làm việc di chuyển bên dưới, xem Hình 2.

Hình 2

Máy dạng cổng (khung cột cờ/cột cầu môn) có vỏ bọc một phần và rào chắn ánh sáng.

Các ứng dụng trung tâm gia công CNC có thể bao gồm các ứng dụng định tuyến, khoan theo chiều dọc và chiều ngang, tạo rãnh và định hình. Tất cả những ứng dụng này đều được phục vụ bởi bộ đổi công cụ đa vị trí được lắp cạnh bộ phận đầu hoặc đặt trên khung máy, xem Hình 2. Điều quan trọng là phải sử dụng đúng công cụ, phù hợp với máy và ứng dụng. Các công cụ cũng phải được bảo dưỡng trong tình trạng tốt.

Phần lớn các máy hoạt động theo 3 trục, X và Y (chuyển động ngang) và Z (chuyển động dọc). Một số máy có khả năng hoạt động theo trục quay dọc và ngang (máy 5 trục) và tất cả các trục này sẽ cần được tính đến trong đánh giá rủi ro. Điều này đặc biệt quan trọng đối với việc thu gom bụi và phoi và quỹ đạo của các mảnh vụn thải ra từ phôi.

Bảo vệ

Máy phay CNC có thể được bảo vệ bằng nhiều loại bảo vệ cố định nhưng bất kỳ khoảng cách an toàn nào cũng phải tuân thủ các tiêu chuẩn. Nếu người dùng tháo bảo vệ cố định để bảo trì hoặc vệ sinh, v.v., thì hệ thống cố định của chúng phải được gắn chặt vào bảo vệ hoặc vào máy khi bảo vệ được tháo ra, ví dụ như được lắp các vít vẫn gắn chặt vào bảo vệ.

Tuy nhiên, khi hệ thống điều khiển trên máy phay phát triển từ điều khiển thủ công sang CNC, mức độ can thiệp của người vận hành trong quá trình gia công đã giảm. Việc bổ sung các cơ sở nạp và dỡ tự động và thay đổi công cụ tự động đã làm giảm thêm nhu cầu tiếp cận gần khu vực cắt. Điều này cho phép các nhà sản xuất áp dụng các phương pháp bảo vệ khác với phương pháp bảo vệ chặt chẽ thường được sử dụng trên các máy cũ, vận hành thủ công.

Trên các máy lớn, thông lệ thường là ngăn chặn việc tiếp cận khu vực cắt trong quá trình gia công bằng cách sử dụng lớp vỏ bọc, xem Hình 3. Mục đích của lớp vỏ bọc là để ngăn chặn:

1. tiếp cận khu vực nguy hiểm;

2. việc đẩy một phần của dụng cụ ra;

3. bất kỳ nguy cơ đè bẹp hoặc kẹt giữa các bộ phận máy cố định và chuyển động.

Hình 3

Trung tâm gia công CNC bên trong vỏ bọc hoàn chỉnh.

Việc tiếp cận bên trong khu vực bao quanh thường được yêu cầu để:

1. nạp hoặc dỡ phôi;

2. vệ sinh, cài đặt hoặc điều chỉnh;

3. Thay đổi công cụ.

Khi cần phải vào trong một khu vực bao quanh thì phải đi qua một cửa liên động có thể ngăn chặn việc tiếp cận trong khi máy cắt và các bộ phận nguy hiểm khác đang di chuyển. Bất kỳ liên động nào được sử dụng đều phải tuân thủ các tiêu chuẩn. Các yêu cầu về khu vực bao quanh bao gồm:

1. cung cấp khả năng bảo vệ lên đến ít nhất 1.8 m tính từ mặt sàn;

2. được làm bằng vật liệu chịu va đập có khả năng chứa các chi tiết máy hoặc các bộ phận máy bị bắn ra;

3. có cảnh báo bằng âm thanh hoặc hình ảnh (ví dụ đèn vàng) về việc sắp khởi động;

4. có thiết bị dừng khẩn cấp (bên trong vỏ bọc) sẽ dừng khởi động nếu cần thiết; ■ có thiết bị điều khiển để thiết lập lại khóa liên động của cửa tuân thủ các tiêu chuẩn. Thiết bị này phải được đặt bên ngoài vỏ bọc nhưng ở vị trí cho phép nhìn rõ bên trong. Không được tiếp cận từ bên trong vỏ bọc;

5. có tính năng giảm tiếng ồn khi máy móc tạo ra mức tiếng ồn lớn hơn 85 dB(A).

Có thể sử dụng các biện pháp bảo vệ khác thay vì bao vây toàn bộ, chẳng hạn như:

1. bao phủ một phần, có hoặc không có rào chắn/dầm sáng (Hình 2);

2. thanh cản nhạy áp suất (Hình 1b);

3. Thảm cảm ứng áp suất (Hình 1c).

Việc lựa chọn biện pháp bảo vệ sẽ phụ thuộc vào đánh giá của nhà sản xuất/nhà thiết kế để đảm bảo đáp ứng các yêu cầu an toàn cần thiết của Chỉ thị máy móc và các quy định liên quan của Hiệp hội thương mại tự do châu Âu (EFTA).

Nếu có bất kỳ lỗ hở nào thì nên sử dụng rèm để bảo vệ chống lại nguy cơ các bộ phận của dụng cụ hoặc các bộ phận của phôi bị bắn ra. Do đó, chúng phải có khả năng vượt qua bài kiểm tra va đập giữ được vật phóng 100 g khi bị bắn với tốc độ 70 m/giây.

Khi cần tiếp cận không thường xuyên, ví dụ, chỉ để bảo trì, thì có thể sử dụng một tấm chắn cố định (Hình 1a). Điều này được thực hiện với điều kiện các bước cần thiết đã được thực hiện để ngăn ngừa việc khởi động ngẫu nhiên trong khi máy đang được vận hành (xem 'Bảo trì').

Máy cũng cần có hệ thống thông gió cục bộ hiệu quả (LEV) đi kèm để loại bỏ bụi và vụn gỗ.

Phanh

Nên có phanh điện tự động cho trục chính của dụng cụ để chúng dừng lại trong vòng mười giây.

Cơ chế thay đổi công cụ

Trong một số trường hợp, vỏ bọc cho khu vực cắt sẽ ngăn tiếp xúc với bộ đổi dụng cụ. Trong những trường hợp khác, có thể có một kho dụng cụ tách biệt với khu vực gia công và có cửa ra vào riêng. Các cửa ra vào như vậy phải được liên kết với bộ đổi dụng cụ và nếu có thể tiếp cận các dao cắt, cũng phải liên kết với chúng. Trong quá trình thay đổi dụng cụ thủ công, không được có nguy cơ xoay giá đỡ dụng cụ trong khi lắp hoặc tháo dụng cụ. Sử dụng điều khiển 'giữ để chạy' hoặc điều khiển mặt dây chuyền một bước để lập chỉ mục giá đỡ dụng cụ (xem thêm 'Công tắc chọn chế độ').

bảo trì

Tất cả các thiết bị an toàn phải được kiểm tra bởi một người được đào tạo phù hợp và có năng lực (một người có các kỹ năng, kiến ​​thức và kinh nghiệm cần thiết) theo định kỳ. Điều này phải tính đến mức độ sử dụng máy cũng như bất kỳ khuyến nghị nào của nhà cung cấp hoặc nhà sản xuất. Ghi lại chi tiết về bất kỳ kiểm tra bảo trì và kiểm tra nào và đặc biệt là bất kỳ hành động nào được xác định và xác nhận rằng chúng đã được hoàn thành.

Một số hoạt động bảo trì có thể yêu cầu máy phải được cách ly an toàn để tránh khởi động ngẫu nhiên. Cách ly điện an toàn có nghĩa là năng lượng điện được tắt và cũng có các biện pháp phòng ngừa phù hợp để đảm bảo rằng nó vẫn tắt. Phải ngăn ngừa việc kết nối lại vô tình - ví dụ bằng cách ngắt 3 pha bằng phương tiện cơ học và có cơ sở khóa.

Công tắc lựa chọn chế độ

Khi máy được thiết kế để vận hành trong quá trình cài đặt với các bộ phận bảo vệ liên động có thể di chuyển và/hoặc các thiết bị bảo vệ bị vô hiệu hóa, phải cung cấp công tắc lựa chọn chế độ để lựa chọn giữa chế độ gia công và chế độ cài đặt. Trong chế độ cài đặt máy, nếu các bộ phận bảo vệ có thể di chuyển mở và/hoặc các thiết bị bảo vệ bị vô hiệu hóa, bất kỳ chuyển động nguy hiểm nào cũng chỉ có thể thực hiện được khi đáp ứng được một số yêu cầu, bao gồm:

1. Sự quay của trục chính và chuyển động của một trục được điều khiển bằng thiết bị điều khiển/kích hoạt giữ-chạy;

2. chuyển động trục đơn phải được giới hạn ở tốc độ 2 m/phút hoặc gia số 10 mm;

3. Nếu có chức năng xoay dụng cụ thì phải giới hạn ở mức tối đa là 300 vòng/phút và chức năng xoay dụng cụ phải dừng lại sau chưa đầy 2 vòng quay sau khi nhả nút điều khiển giữ-để-chạy.

Các thiết bị điều khiển giữ-chạy và các thiết bị cho phép di chuyển dụng cụ hoặc trục phải được đặt trên bảng điều khiển chính và/hoặc trên một bộ điều khiển di động được kết nối với máy bằng cáp cố định hoặc không dây (nếu có).

Máy định tuyến nạp tay/nạp tích hợp

Đây là loại máy dạng overhead/C-frame với một trục chính công cụ/đầu gia công đơn nằm phía trên bàn. Bàn có thể di chuyển theo tối đa 3 hướng (X, Y và Z). Tốc độ chạy có thể thay đổi từ 6000 vòng/phút đến 24 000 vòng/phút. Phôi thường được đưa vào máy theo hướng ngược với hướng của trục chính công cụ. Có thể thực hiện thủ công như trên một số máy cũ hơn, xem Hình 4, hoặc với hệ thống nạp phôi tích hợp, trong đó phôi được giữ và điều khiển cơ học trong quá trình gia công.

Bảo vệ các công cụ

Vòng bảo vệ

Hình 4

Máy phay trên cao/khung chữ C vận hành thủ công có vòng bảo vệ có tùy chọn thay đổi dụng cụ.

Nên lắp một vòng bảo vệ có thể điều chỉnh và tự đóng để ngăn không cho dụng cụ tiếp cận từ phía trên và từ hai bên. Vòng bảo vệ nên nằm trên phôi trong quá trình gia công và bề mặt dưới của nó phải song song với bàn. Nó có thể được làm từ một khối hoặc bao gồm một vòng áp suất kết hợp với một vòng bảo vệ bao bọc cho phép thay đổi dụng cụ, ví dụ bằng cách sử dụng một nắp bản lề không liên kết có thể được khóa thủ công ở vị trí đóng, xem Hình 4. Để giảm thiểu nguy cơ bị đẩy ra ngoài, vòng bảo vệ nên tác dụng một lực từ 50N đến 150N vào phôi.

Đường kính bên trong của vòng bảo vệ phải cho phép lắp dụng cụ có đường kính lớn nhất mà máy được thiết kế để lắp. Tuy nhiên, nếu đường kính tối đa của dụng cụ vượt quá 80 mm, thì phải có ít nhất 2 vòng bảo vệ có đường kính bên trong khác nhau. Vòng bảo vệ phải được kết nối với hệ thống thông gió xả cục bộ và được sản xuất từ:

■ thép có độ dày thành ít nhất là 1.5 mm;

■ hợp kim nhẹ có độ dày thành ít nhất là 3 mm;

■ polycarbonate có độ dày thành ít nhất là 3 mm;

■ vật liệu nhựa khác có độ bền va đập ít nhất bằng hoặc tốt hơn độ bền va đập của polycarbonate 3 mm;

■ gang có độ dày thành ít nhất là 5 mm.

Giá đỡ bảo vệ vòng Giá đỡ bảo vệ vòng phải cho phép nó di chuyển tự động cùng với đầu trục chính và cho phép bề mặt dưới của nó được đặt song song với bàn, bất kể vị trí bàn là gì. Nó cũng phải cho phép điều chỉnh bảo vệ vòng để có thể tính đến chiều dài tối đa của dụng cụ mà máy được thiết kế. Có thể điều chỉnh mà không cần sự trợ giúp của dụng cụ.

Phanh

Nên có phanh điện hoặc phanh cơ tự động cho trục chính của dụng cụ để nó dừng lại trong vòng mười giây.

Dụng cụ

Bất kỳ dao phay nào được sử dụng trên máy phay thủ công/máy phay tích hợp một trục chính có đường kính trên 16 mm phải là loại có giới hạn phoi.