ممارسات العمل الآمنة في أجهزة التوجيه CNC ومراكز التصنيع CNC

المُقدّمة

توفر هذه المقالة إرشادات عملية حول ممارسات العمل الآمنة عند استخدام أجهزة التوجيه ذات التحكم الرقمي ومراكز التصنيع ذات التحكم الرقمي وآلات التوجيه ذات التغذية اليدوية/المتكاملة. وهي موجهة إلى أصحاب العمل وغيرهم ممن يتحكمون في كيفية استخدام هذه الآلات. كما سيجد مشغلو الآلات هذه المعلومات مفيدة.

تاريخ الحادث

إن صناعة النجارة لديها واحدة من أعلى معدلات الحوادث الناجمة عن ملامسة الآلات المتحركة. وتحدث أغلب هذه الحوادث بسبب ملامسة أيدي أو أصابع المشغل للقواطع الدوارة. تحليل الحوادث التي تم التحقيق فيها بواسطة STYLECNC وقد وجد أن الأسباب الأكثر شيوعا كانت:

1. حراس غير كافيين أو مفقودين؛

2. عدم كفاية أو عدم تدريب المشغل.

التدريب والمعلومات

من المهم أن تكون الماكينة مزودة بالضمانات اللازمة وأن يتم تدريب مشغلي الماكينة على استخدامها وتنفيذ العمل المتوقع منهم القيام به بأمان. التدريب مهم بشكل خاص لأولئك المشاركين في الصيانة والإعداد والتنظيف لضمان القيام بهذه الأنشطة بطريقة آمنة. لا ينبغي السماح لأي شخص بالعمل على ماكينة نجارة ما لم يثبت كفاءته. من المستحسن أن يتم تفويض المشغلين الأكفاء كتابيًا من قبل شخص مسؤول (مدير أو مدير أول وما إلى ذلك). سيشكل هذا بعد ذلك جزءًا من سجلات التدريب. يجب أن يكون أي شخص يشرف على استخدام معدات العمل قد تلقى تدريبًا كافيًا ويجب أن يكون لدى كل من المشغلين والمشرفين إمكانية الوصول إلى المعلومات والتعليمات المكتوبة عند الاقتضاء.

المتطلبات القانونية

المتطلبات القانونية التي تغطي استخدام هذه الآلات موجودة في الاستخدام الآمن للنجارة

الآلات. لوائح توفير واستخدام معدات العمل لعام 1998 (PUWER) كما تنطبق على آلات النجارة. تقدم هذه الوثيقة نصائح عملية حول الاستخدام الآمن لآلات النجارة وتغطي توفير المعلومات والتدريب بالإضافة إلى جوانب الحماية والصيانة.

عند شراء آلة جديدة، يجب أن تكون مصحوبة بإعلان المطابقة وعلامة CE. يجب على المصممين والمصنعين الالتزام بمتطلبات السلامة الأساسية لتوجيه الآلات واللوائح المرتبطة برابطة التجارة الحرة الأوروبية (EFTA).

تقييم المخاطر

هناك العديد من تصميمات الآلات المختلفة بدرجات متفاوتة من التعقيد. يجب تركيب جميع الآلات وفقًا لمواصفات الشركة المصنعة مع تقديم الخدمات الصحيحة. يجب أن يشمل ذلك وجود شفط كافٍ لإزالة الرقائق والغبار. لا تقم أبدًا بتعديل أي آلة بأي شكل من الأشكال ما لم تستشر الشركة المصنعة/المورد أولاً وتتلقى تأكيدًا بأن التعديل لن يضر بسلامة/سلامة الآلة. تتمتع كل آلة بخصائصها وتكوينها الخاصين بها والتي يجب أن تأخذها في الاعتبار عند تحديد المخاطر وتقييم المخاطر. ستحتاج إلى مراعاة المخاطر التالية:

1. إخراج قطعة العمل أو القاطع - تأكد من تأمينها قبل البدء؛

2. الاتصال مع القواطع الدوارة ومغيرات الأدوات الأوتوماتيكية (حيثما تم تركيبها)؛

3. الاحتجاز والسحق الناجم عن تحريك الطاولات أو رؤوس الآلات؛

4. الحركة غير المتوقعة أو التشغيل الناجم عن أخطاء في نظام التحكم؛

5. انبعاث الضوضاء المفرطة؛

6. إنتاج الغبار والرقائق؛

7. أجهزة المناولة والتحميل الأوتوماتيكية (حيثما تم تركيبها)؛

8. أجهزة التثبيت الهوائية والفراغية (حيثما تم تركيبها)؛

9. برمجة آمنة لدوران أداة القطع وسرعات الاقتراب المتوافقة مع المادة التي تتم معالجتها؛

10. يجب أن يتم تشغيل أي برامج جديدة بشكل تجريبي بسرعة بطيئة في حالة حدوث أي أخطاء، لتجنب الاصطدامات وما إلى ذلك.

الشكل 1a

جهاز توجيه CNC صغير علوي/إطار على شكل حرف C مزود بحماية مسافة ثابتة. يجب أيضًا التحكم في المخاطر الناجمة عن أي خطر سحق أو احتجاز بين أجزاء الآلة الثابتة والمتحركة.

الشكل 1b

آلة ذات إطار على شكل حرف C/ذراع معلقة مع مصدات حساسة للضغط.

أجهزة التوجيه CNC ومراكز التصنيع CNC

تشتمل أجهزة التوجيه CNC ومراكز التصنيع CNC على فئتين رئيسيتين:

1. إطار على شكل حرف C/ذراع معلق/علوي؛

2. إطار البوابة (المنصة/عمود المرمى).

إطار على شكل حرف C/ذراع معلق/علوي

تحتوي هذه الآلات، التي يشار إليها أحيانًا باسم الموجهات العلوية، على وحدة رأسية أحادية أو متعددة الوظائف مثبتة على ذراع إطار/ذراع معلق على شكل حرف C يتحرك عبر الطاولة أو يظل ثابتًا أثناء تحرك طاولة العمل أسفلها، انظر الشكلين 1أ، ب، ج.

الشكل 1c

آلة ذات إطار على شكل حرف C/ذراع معلقة مع حصائر أمان.

إطار البوابة (المنصة/عمود المرمى)

تحتوي هذه الآلات على وحدة رأسية أحادية أو متعددة الوظائف مثبتة على إطار بوابة (منصة/عمود هدف) يمكنها التحرك فوق طاولة العمل أو البقاء ثابتة أثناء تحرك طاولة العمل أسفلها، انظر الشكل 2.

الشكل 2

آلة بوابة (إطار جسر/عمود مرمى) مع حاوية جزئية وحاجز ضوئي.

قد تتضمن تطبيقات مركز التصنيع باستخدام الحاسب الآلي التوجيه والثقب الرأسي والأفقي والحفر والتشكيل. يتم تنفيذ كل هذه التطبيقات بواسطة مبدل أدوات متعدد المواضع مثبت بجوار وحدة الرأس أو موضوع على إطار الماكينة، انظر الشكل 2. من المهم استخدام الأداة الصحيحة والمناسبة للماكينة والتطبيق. يجب أيضًا الحفاظ على الأدوات في حالة جيدة.

تعمل أغلب الآلات على ثلاثة محاور، X وY (حركة أفقية) وZ (حركة رأسية). تتمتع بعض الآلات بإمكانية العمل على محور دوران رأسي وأفقي (آلات ذات خمسة محاور) ويجب أخذ كل هذه المحاور في الاعتبار في تقييم المخاطر. وهذا مهم بشكل خاص لجمع الغبار والرقائق ومسار شظايا النفايات المقذوفة من قطعة العمل.

حماية الطلبة

يمكن حماية أجهزة التوجيه CNC بمجموعة متنوعة من الحراسات الثابتة ولكن يجب أن تتوافق أي مسافات أمان مع المعايير. إذا كان من المقرر تفكيك الحراسات الثابتة بواسطة المستخدم لأغراض الصيانة أو التنظيف وما إلى ذلك، فيجب أن تظل أنظمة التثبيت الخاصة بها متصلة بالحراسة أو بالماكينة عند إزالة الحراس، على سبيل المثال يجب أن تكون مزودة بمسامير تظل متصلة بالحراسة.

ومع ذلك، مع تطور أنظمة التحكم في أجهزة التوجيه من التحكم اليدوي إلى التحكم الرقمي بالكمبيوتر، انخفضت درجة تدخل المشغل أثناء عملية التصنيع. كما أدى إضافة مرافق التحميل والتفريغ التلقائية وتغيير الأدوات التلقائي إلى تقليل الحاجة إلى الاقتراب من منطقة القطع. وقد سمح هذا للمصنعين بتبني أساليب الحماية التي تختلف عن الحماية الدقيقة المستخدمة تقليديًا في الآلات القديمة التي يتم تشغيلها يدويًا.

في الآلات الكبيرة، من الطبيعي منع الوصول إلى منطقة القطع أثناء عملية التصنيع بواسطة حاوية، انظر الشكل 3. والغرض من الحاوية هو منع:

1. الوصول إلى منطقة الخطر؛

2. إخراج جزء من الأداة؛

3. أي خطر سحق أو احتجاز بين أجزاء الآلة الثابتة والمتحركة.

الشكل 3

مركز تصنيع CNC داخل حاوية كاملة.

عادةً ما يكون الوصول إلى القفص مطلوبًا للأسباب التالية:

1. تحميل أو تفريغ قطعة العمل؛

2. التنظيف أو الإعداد أو التعديل؛

3. تغيير الأداة.

عندما يكون الدخول إلى حاوية ضروريًا، فيجب أن يتم ذلك عبر باب متشابك يمنع الدخول أثناء تحريك القواطع والأجزاء الخطرة الأخرى. يجب أن تتوافق أي أقفال متشابكة مستخدمة مع المعايير. تتضمن متطلبات الحاوية ما يلي:

1. توفير الحماية حتى مسافة 1.8 متر على الأقل من مستوى الأرض؛

2. مصنوعة من مواد مقاومة للصدمات وقادرة على احتواء قطع العمل أو مكونات الآلة المقذوفة؛

3. وجود تحذير صوتي أو مرئي (على سبيل المثال ضوء أصفر) من بدء التشغيل الوشيك؛

4. وجود جهاز إيقاف طوارئ (داخل العلبة) يوقف التشغيل إذا لزم الأمر؛ ■ وجود جهاز تحكم لإعادة ضبط قفل الباب بما يتوافق مع المعايير. يجب أن يكون هذا الجهاز موجودًا خارج العلبة ولكن في وضع يسمح برؤية واضحة للداخل. يجب ألا يكون في متناول اليد من داخل العلبة؛

5. تتمتع بخصائص تقليل الضوضاء حيث تنتج الآلات مستويات ضوضاء أكبر من 85 ديسيبل (أ).

يمكن استخدام ضمانات أخرى بدلاً من الإغلاق الكامل، مثل:

1. حاويات جزئية، مع أو بدون حواجز/عوارض ضوئية (الشكل 2)؛

2. مصدات حساسة للضغط (الشكل 1ب)؛

3. حصائر حساسة للضغط (الشكل 1ج).

سيعتمد اختيار الضمانات المختارة على تقييم الشركة المصنعة/المصمم للتأكد من استيفاء متطلبات السلامة الأساسية لتوجيه الآلات واللوائح المرتبطة برابطة التجارة الحرة الأوروبية (EFTA).

إذا كانت هناك أي فتحات، فيجب استخدام الستائر للحماية من خطر قذف أجزاء من الأدوات أو أجزاء من قطعة العمل. وبالتالي، يجب أن تكون قادرة على اجتياز اختبار التأثير الذي يتحمل مقذوفًا وزنه 100 جرام عند ضربه بسرعة 70 مترًا في الثانية.

في حالة الحاجة إلى الوصول بشكل غير متكرر، على سبيل المثال، فقط لعمليات الصيانة، فيمكن استخدام واقي ثابت (الشكل 1أ). وهذا بشرط اتخاذ الخطوات اللازمة لمنع التشغيل العرضي أثناء العمل على الماكينة (انظر "الصيانة").

يجب أيضًا أن تكون هناك تهوية عادم محلية فعالة (LEV) متكاملة مع الماكينة لإزالة الغبار والحطام.

الكبح

يجب توفير فرامل كهربائية أوتوماتيكية لمحور الأداة بحيث تتوقف خلال عشر ثوانٍ.

آلية تغيير الأدوات

في بعض الحالات، سيمنع الغلاف الخاص بمنطقة القطع ملامسة مبدل الأدوات. وفي حالات أخرى، قد يكون هناك مخزن أدوات منفصل عن منطقة التصنيع وله باب وصول خاص به. يجب أن تكون أبواب الوصول هذه متشابكة مع مبدل الأدوات وإذا كان هناك وصول إلى القواطع، فيجب أن تكون متشابكة معها أيضًا. أثناء تغيير الأدوات يدويًا، يجب ألا يكون هناك خطر دوران حامل الأداة أثناء إدخال الأدوات أو إزالتها. استخدم عناصر التحكم "الإمساك للتشغيل" أو التحكم المعلق بخطوة واحدة لفهرسة حامل الأداة (انظر أيضًا "مفتاح اختيار الوضع").

الصيانة

يجب فحص جميع أجهزة السلامة بواسطة شخص مؤهل ومدرب بشكل مناسب (شخص لديه المهارات والمعرفة والخبرة اللازمة) على فترات منتظمة. ويجب أن يأخذ هذا في الاعتبار مقدار استخدام الجهاز بالإضافة إلى توصيات أي مورد أو شركة مصنعة. سجل تفاصيل أي فحوصات صيانة وتفتيش وخاصة أي إجراءات تم تحديدها وتأكيد اكتمالها.

قد تتطلب بعض أعمال الصيانة عزل الماكينة بشكل آمن لتجنب التشغيل العرضي. ويعني العزل الكهربائي الآمن فصل الطاقة الكهربائية، كما توجد احتياطات مناسبة لضمان بقائها مفصولة. ويجب منع إعادة التوصيل غير المقصود - على سبيل المثال عن طريق قطع التيار ثلاثي الطور بوسائل ميكانيكية وتركيب مرفق إغلاق.

مفتاح اختيار الوضع

عندما تكون الآلات مصممة للتشغيل أثناء الضبط مع تعطيل الحراس المتشابكين المتحركين و/أو أجهزة الحماية، فيجب توفير مفتاح اختيار الوضع للاختيار بين وضعي التشغيل للتشغيل والضبط. في وضع تشغيل الضبط، إذا كانت الحراس المتحركة مفتوحة و/أو أجهزة الحماية معطلة، فيجب ألا تكون أي حركة خطرة ممكنة إلا عند استيفاء العديد من المتطلبات، بما في ذلك:

1. يتم التحكم في دوران المغزل وحركة المحور الفردي بواسطة جهاز التحكم/تمكين التشغيل؛

2. يجب أن تقتصر حركة المحور الواحد على سرعة 2 متر/دقيقة أو زيادة قدرها 10 مم؛

3. إذا تم توفير دوران الأداة، فيجب أن يقتصر ذلك على 300 دورة في الدقيقة كحد أقصى، ويجب أن يتوقف دوران الأداة في أقل من دورتين بعد تحرير عنصر التحكم في الاستمرار في التشغيل.

يجب وضع أجهزة التحكم في التشغيل المستمر وأجهزة التمكين لتحريك الأدوات أو المحاور على لوحة التحكم الرئيسية و/أو على مجموعة متنقلة من عناصر التحكم المتصلة بالماكينة بواسطة كابل ثابت أو لاسلكي (إذا كان متوفرًا).

آلات التوجيه ذات التغذية اليدوية/التغذية المتكاملة

هذه هي الآلات ذات الإطار العلوي/على شكل حرف C مع محور أداة/رأس عمل واحد يقع فوق طاولة. يمكن للطاولة أن تتحرك في ما يصل إلى 3 اتجاهات (X وY وZ). يمكن أن تتراوح سرعات التشغيل من 6000 دورة في الدقيقة إلى 24 دورة في الدقيقة. يتم تغذية قطعة العمل عادةً إلى الآلة في اتجاه معاكس لاتجاه محور الأداة. يمكن أن يتم ذلك إما يدويًا كما هو الحال في بعض الآلات القديمة، انظر الشكل 000، أو بنظام تغذية قطعة عمل متكامل حيث يتم تثبيت قطعة العمل والتحكم فيها ميكانيكيًا أثناء عملية التصنيع.

حراسة الأدوات

حارس الحلقة

الشكل 4

جهاز توجيه يدوي علوي/إطار على شكل حرف C مع واقي حلقي يحتوي على خيار لتغيير الأدوات.

يجب أن يكون هناك واقي حلقي قابل للتعديل وذو إغلاق ذاتي مثبت يمنع الوصول إلى الأداة من الأعلى ومن الجانبين. يجب أن يستقر واقي الحلقة على قطعة العمل أثناء التشغيل ويجب أن يظل سطحه السفلي موازيًا للطاولة. يمكن تصنيعه من قطعة واحدة أو يتكون من حلقة ضغط مع واقي مغلف يسمح بتغيير الأداة، على سبيل المثال عن طريق غطاء مفصلي غير متشابك وقادر على القفل يدويًا في الوضع المغلق، انظر الشكل 4. لتقليل خطر القذف، يجب أن يطبق واقي الحلقة قوة تتراوح بين 50 نيوتن و150 نيوتن على قطعة العمل.

يجب أن يسمح القطر الداخلي لواقي الحلقة بتثبيت الأداة ذات القطر الأكبر الذي صُممت الآلة من أجله. ومع ذلك، إذا تجاوز القطر الأقصى للأداة 80 مم، فيجب أن يكون هناك على الأقل واقيان حلقان بأقطار داخلية مختلفة. يجب أن يكون لواقي الحلقة اتصال بفتحة التهوية المحلية وأن يكون مصنوعًا من:

■ فولاذ بسمك جدار لا يقل عن 1.5 مم؛

■ سبيكة خفيفة بسمك جدار لا يقل عن 3 مم؛

■ البولي كربونات بسمك جدار لا يقل عن 3 مم؛

■ مادة بلاستيكية أخرى لها قوة تأثير تساوي على الأقل أو أفضل من قوة تأثير البولي كربونات 3 مم؛

■ الحديد الزهر بسمك جدار لا يقل عن 5 مم.

دعامة واقي الحلقة يجب أن تسمح دعامة واقي الحلقة لها بالتحرك تلقائيًا مع رأس المغزل والسماح بضبط سطحها السفلي بالتوازي مع الطاولة، أياً كان موضع الطاولة. يجب أيضًا أن تسمح بتعديل واقي الحلقة بحيث يمكن أن يأخذ في الاعتبار الحد الأقصى لطول الأداة التي تم تصميم الآلة من أجلها. يجب أن يكون التعديل ممكنًا بدون مساعدة أداة.

الكبح

يجب توفير فرامل كهربائية أو ميكانيكية أوتوماتيكية لمحور الأداة بحيث تتوقف خلال عشر ثوانٍ.

تزيين

يجب أن تكون أي قواطع توجيه مستخدمة في آلات التوجيه ذات التغذية اليدوية/التغذية المتكاملة ذات المحور الواحد والتي يزيد قطرها عن 16 مم من النوع ذي الحد الأقصى للرقاقة.