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新版数控车床,数控铣床,加工中心机安全要求(下)

时间:2021-12-22     作者:山东万汇数控机床有限公司【原创】

11月3号发布的新版数控车床,数控铣床,加工中心机安全要求(上),已说明各机器群组的区别与其适用的防护装置、保护措施等,以下将继续介绍不同机器操作模式的安全要求与不同功能的补充特定要求。

机器操作的MSO

机器群组常见的几个安全操作模式(MSO)如表1,不同群组能配备的MSO各不相同,配备超过一个以上的MSO在设计上应配备MSO选择装置,该装置一次只能选择及致能一个,只允许从危险区域的外面选择,且可以被锁定在所选择的位置,选择时不得启动机器操作,而动态模式选择只允许在MSO 1及MSO 3之间(只适用于Group3及Group4)。

MSO 0(手动模式)

由操作员在机器轴的非自动模式下操作机器,在本模式下操作员控制加工制程,不使用预设的程式控制操作。

可移动式联锁防护装置关闭时,主轴旋转只能透过为该目的所提供的控制装置来手动启动。防护装置开启时,在致能装置作动下,才能启动及维持主轴的移动;可移动式联锁防护装置关闭时,轴进给移动才可进行,且横向移动速率限制在5 m/min。联锁防护装置开启时,可手动选择轴进给移动,且只能透过压动控制装置进行,速限2 m/min;有多个可控制的动力驱动进给轴时,一次只允许一个进给轴移动。允许主轴同时旋转。


                                             

MSO 1(自动模式)

具手动或自动装载/卸载工件及刀具等设备的数控铣床机器,其自动、程式控制、依顺序的操作模式,直到程式或操作员令其停止。

安全防护装置作用中且防护装置关闭时,透过压动控制装置或MPG(即电子式手轮)操作,允许机器轴的手动移动及使用运转中的主轴驱动器操进行操作。满足下列条件下才允许启动机器:(1)允许接近工作区域的可移动式联锁防护装置关闭,且保护装置处于作用中。(2)预见全身可进入危害区域,控制位置(启动/再启动)可容易确认该区域内没有人员。若无法确保则采取额外保护措施,例如:存在感测装置或可进入工作区域内外的双重确认或声响或视觉警告。(3)多个主控制循环启动装置一次只能致动一个,危害性元件不能同时被一个以上控制装置启动。(4)启动/重新启动,须符合下列要求:只能从不存在危害的控制站进行启动、所有保护装置应该妥善配置及正常工作、应确保装置不会意外地被启动、操作位置能清楚无阻地看见危害区域内的人员。(5)防护装置关闭时,允许使用压动控制装置或电子式手轮操作机器轴来进行加工。


MSO 2(设定模式)

由操作员(设定人员)执行后续加工制程的调整及准备的操作模式,有可能防护装置是开启的且/或保护装置是暂停的。

无论可移动式联锁防护装置是关闭或开启,此模式下不允许进行加工。当使用压动控制装置或电子式手轮时,只有在致能装置作动时,才能启动及维持单轴移动及主轴旋转。联锁可移动式防护装置开启且/或保护装置暂停时,只有在下列条件下才允许移动:(1) 单一线性轴进给移动,限制最高2 m/min,或逐步移动(最大增量10mm)。(2) 旋转轴圆周速率限制在15m/min且旋转速率限制在50r/min。(3) 主轴在没有刀具下收到停止命令后,2转内达到静止。(4) 预见可全身进入时,应监测旋转速限或轴进给移动或距离增量。(5) 防止垂直轴或倾斜轴在重力作用下的危害性移动。(6) 透过压动控制装置或透过致能装置(第一只手)与方向控制装置(第二只手)一起来启动及维持无防护切屑输送机移动,但不能与进给轴及主轴移动搭配。(7) 自动刀具及工件更换机构禁用。允许手动控制刀具及工件更换机构的单个移动与致能装置搭配。


MSO 3(特殊模式)

由操作员启动的有限自动模式(固定顺序的个别连续步骤),在防护装置开启且/或保护装置暂停下,暂时允许手动控制或数值控制操作数控车床机器。

只有在知道预期应用的细节且操作员经机器制造商或供应商训练及授权时,才提供MSO 3。操作员所需具备的技术水准应在说明书中定义。在MSO 3的模式下不允许车削操作。国内制造商考量风险基本上很少提供此模式,在此不作细节介绍。




MSO 维护

用于保养及维护工作的操作模式,在此时防护装置是开启的且/或保护装置是暂停的。此模式只供经机器制造商训练及授权的维护人员使用,国内制造商考量风险基本上不会提供此模式,因此不多作介绍。

刀库的额外要求

(1) 透过固定式及/或联锁可移动式防护装置来防止接近或暂停或禁止刀库的危害性移动。若需要对刀库进行定期观察,应提供措施(例如窗户)。(2) 联锁可移动式防护装置开启或保护装置暂停时,应停止刀库驱动器及其他危害性移动。(3) 进入开口应依照ISO15534-1及ISO 15534-2。(4) 预见可全身进入刀库的危害区域,则与工作区域的要求相同(参见MSO1、MSO2、MSO3)。(5) 在防护装置开启/保护装置暂停的状况下,符合以下任一条件,允许移动(在距离危害区域足够距离的位置启动及维持移动):致能装置连同方向控制装置(只有冲击危害下,移动速率最高15m/min;挤压、剪断或卷入危害下,移动速率最高2m/min或不到4mm内停下来)、双手控制装置(符合ISO 13851 类型III B及C的要求,若是无法单手启动双手控制装置,最小按钮间距260mm可无视,但至少100mm)、固定位置的致能装置搭配启动开关(最小间距要求至少100mm)。(6) 联锁防护装置或受监测的防护装置开启时,任何感测器或反馈装置的作动都不得启动危害性移动。(7) 防止垂直轴或倾斜轴在重力作用下的危害性移动。





换刀器的额外要求

(1) 透过固定式及/或联锁可移动式防护装置来防止从任何方向接近换刀器的危害性移动。(2) 当安全防护装置措施暂停时,应停止换刀器驱动器及其他危害性移动,并禁止进一步的移动。(3) 在防护装置开启/保护装置暂停且无全身进入的状况下,符合以下任一条件,允许移动(在距离危害区域足够距离的位置启动及维持移动):致能装置连同方向控制装置(只有冲击危害下,移动速率最高5m/min;挤压、剪断或卷入危害下,移动速率最高2m/min或不到4mm内停下来)、双手控制装置(符合ISO 13851 类型III B及C的要求,若是无法单手启动双手控制装置,最小按钮间距260mm可无视,但至少100mm)。(4) 预见可全身进入换刀器的危害区域,在档案文件中应该提供有关由于人员在场所造成的残余危险的资讯,工作区域的要求同于MSO1、MSO2、MSO3叙述。(5) 联锁防护装置或受监测的防护装置开启时,任何感测器或反馈装置的作动都不得启动危害性移动。为了防止掉落或弹出,在所有操作条件及/或动力供应失效下,刀具应该牢固地夹持在换刀器的夹持器中。(6) 防止垂直轴或倾斜轴在重力作用下的危害性移动。

工件装卸机构的额外要求

(1) 操作员在工件装载/卸载机构的位置应该位于工作区域外面,并且远离其他危害性机器移动。(2) 透过固定式及/或联锁可移动式防护装置防止从任何方向接近工件装卸机构的危害性移动。(3) 当联锁可移动式防护装置开启时,应停止工件装卸机构驱动器及其他危害性移动,并禁止进一步的移动。(4) 在可移动式联锁防护装置开启及/或保护装置暂停的状况下,符合以下任一条件允许移动(在距离危害区域足够距离的位置启动及维持移动):致能装置连同方向控制装置(只有冲击危害下,移动速率最高15m/min;挤压、剪断或卷入危害下,移动速率最高2m/min或不到4mm内停下来)、双手控制装置(符合ISO13851 类型III B及C的要求,若是无法单手启动双手控制装置,最小按钮间距260mm可无视,但至少100mm)。(5) 预见可全身进入装卸机构的危害区域,工作区域的要求同于MSO1、MSO2、MSO3叙述。(6) 联锁防护装置或受监测的防护装置开启时,任何感测器或反馈装置的作动都不得启动危害性移动。(7) 防止垂直轴或倾斜轴在重力作用下的危害性移动。

工件设定工位的额外要求

(1) 在联锁防护装置开启/保护装置暂停的状况下,符合以下任一条件,允许移动:致能装置连同方向控制装置(只有冲击危害下,移动速率最高15m/min;挤压、剪断或卷入危害下,移动速率最高5m/min或不到4mm内停下来)、双手控制装置(符合ISO 13851 类型III B及C的要求,若是无法单手启动双手控制装置,最小按钮间距260mm可无视,但至少100mm)。(2) 预见可全身进入工件设定工位的危害区域,工作区域的要求同于MSO1、MSO2、MSO3叙述。(3) 联锁防护装置或受监测的防护装置开启时,任何感测器或反馈装置的作动都不得启动危害性移动。

动力工件夹持机构的额外要求

(1) 须预防由于重力而在非预期下松开工件。(2) 需监测动力工件夹持机构的状态,未达到所需的致动力,则防止操作启动,若操作已开始,则启动停止命令。(3) 当联锁防护装置或受监测的防护装置开启时,任何感测器或反馈装置的作动都不得启动工件夹持装置的危害性移动。(4) 可移动式联锁防护装置开启时,动力操作工件夹持装置符合以下任一条件,允许移动:限制在4mm以下夹持行程、透过致能装置连同方向控制装置启动及维持、透过双手控制装置启动及维持、若需要用手支撑工件以进行固定或调整,可透过三段式脚踏开关(类别3) 控制移动,且最高5m/min的速度。压缩三段式脚踏开关会导致紧急停止或启动在释放方向的移动。(5) 磁控工件夹持机构,应符合下列要求(无PL可使用):须预防由于重力而在非预期下松开工件、需监测动力工件夹持机构的状态,未达到所需的致动力,则防止操作启动,若操作已开始,则启动停止命令、透过插头及插座连接、连续连接、透过滑动触点连接。(6) 真空操作工件夹持机构,应符合下列要求:须预防由于重力而在非预期下松开工件、需监测动力工件夹持机构的状态,未达到所需的致动力,则防止操作启动,若操作已开始,则启动停止命令。(7) 对于机器暖机、装填机器或修整生产,有可能在防护装置关闭时、自动操作模式下,在夹具内没有工件的状况下运转机器。在此状况下,工件夹持的监测可以停用。无效化功能应具有与不正确夹持工件的侦测相同的安全等级。暖机循环应在MSO 1的模式下进行。

切屑输送机及移除系统的额外要求

(1) 透过固定式防护装置防止接近危害性移动零件。若操作员需要比每一轮班一次还要更频繁接近,须提供联锁可移动式防护装置。(2) 联锁可移动式防护装置打开时,停止移动。(3) 联锁防护装置开启时,符合以下任一条件,允许移动:透过压动控制装置、透过致能装置搭配启动装置,最高5m/min 的圆周速率、透过双手控制装置启动及维持。最小间距至少100mm。(4) 切屑排出区(移除区) ,应符合下列要求:防护装置的设计及安全距离依据ISO 13857:2008,图7的Y短于850mm,须采许额外措施以防止进入的危害性移动,额外措施范例如下说明:Y至少150mm、切屑容器至少有三面高于漏斗下缘,使漏斗完全触及容器内部、降低切屑被卡在漏斗的设计、提供可锁装置以切断切屑排出区的移动、漏斗的每一侧贴上警告图示、漏斗周围地板上的黄黑警告标志,并在操作手册中声明应注意地板上的黄色及黑色标示。(5) 操作手册提供有关操作/装卸切屑输送机及容器的资讯。(6) Group 4的机器应提供能收集及移除切屑但无需移除防护装置的措施。



机坑的额外要求

(1) 机坑须被覆盖或固定以防止人员掉进里面。无法覆盖可依优先顺序选择以下一个做法:依据ISO 13857及ISO 14122-1到ISO 14122-4的栏杆、具有卷起装置或围栏链条的缆线、带子或具有警告标志的缆线,位于危害区域前方至少1m但是不超过2m处、在危害区域前方1m处且具有警告标志的黄色/黑色链条。(2) 为了观察、维护或调整的目的,可以经由防止机器移动的可移动式防护装置进入机坑。相关要求参考MSO 0、MSO 1、MSO 2、MSO 3、MSO 维护、工件设定工位、工件装卸机构。(3) 移动机器元件与坑壁或其他固定零件之间的最小间隙应该依照ISO 13854。若无法实现这些最小间隙,应该采取额外保护措施尽可能降低挤压或卷入的风险。(4) 若存在冲击危害,应防止进入机械的移动零件。

新版安全要求强化机械操作安全

新版加工中心机安全要求相较于旧版主要是带入13849的安全回路性能等级要求,并追加一部分新的要求,例如切屑输送带的安全要求。而13849这部分需要提供额外的计算书来佐证加工中心机符合新的要求,根据国内业者常见的规格性能下,一般建议在紧急停止、开门联锁、启动、致动装置、MPG、主轴/伺服轴降速监控、模式选择、刀库、换刀器、主轴夹松刀、切屑液、切屑输送装置、APC、动力门都设计成双回路并通过安全模组或各家控制器搭配的安全功能来达成PL=d的性能等级设计。

文章来源:山东万汇数控机床有限公司 www.sdwhjc.com

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