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| 标准编号 | GB 16655-2008 (GB16655-2008) | | 中文名称 | 机械安全 集成制造系统 基本要求 | | 英文名称 | [GB/T 16655-2008] Safety of machinery -- Integrated manufacturing systems -- Basic requirements | | 行业 | 国家标准 | | 中标分类 | J09;N10 | | 国际标准分类 | 13.110; 25.040.01 | | 字数估计 | 34,321 | | 发布日期 | 2008-10-29 | | 实施日期 | 2009-10-01 | | 旧标准 (被替代) | GB 16655-1996 | | 采用标准 | ISO 11161-2007, IDT | | 标准依据 | 国家标准批准发布公告2008年第19号(总第132号) | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | 本标准规定了集成制造系统(IMS)的安全要求, 这些系统将两台以上互联的机器集成为一体, 以实现特定的应用, 例如:零件的加工或装配。本标准给出了这类IMS(IMS的基本结构见图1)安全设计、安全防护和使用信息的要求和建议。注1:在本标准中, “系统”是指集成制造系统.注2 |
GB 16655-2008
ICS 13.110;25.040.01
J09;N10
中华人民共和国国家标准
GB 16655-2008/ISO 11161:2007
代替GB 16655-1996
机械安全 集成制造系统 基本要求
(ISO 11161:2007,IDT)
2008-10-29发布
2009-10-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅲ
引言 Ⅳ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 2
4 风险评价和减小风险的策略 5
5 风险评价 8
6 减小风险 11
7 任务区 11
8 安全防护和控制范围 12
9 使用信息 16
10 设计方面需做的确认 17
附录A(资料性附录) 集成制造系统(IMS)的示例 18
附录B(资料性附录) 集成制造系统(IMS)的示例集成者、用户和供应商之间的信息流 20
附录C(资料性附录) IMS内控制范围的示例 21
附录D(资料性附录) 对自动工序的临时监测 24
参考文献 27
GB 16655-2008/ISO 11161:2007
前言
本标准的第4章~第10章为强制性的,其余为推荐性的。
本标准等同采用国际标准ISO 11161:2007《机械安全 集成制造系统 基本要求》(英文版)。
本标准结构和内容与ISO 11161:2007一致,但按照我国标准的编写规则对国际标准做了编辑性修
改,与ISO 11161:2007相比主要有以下几点不同:
---用“本标准”代替了“本国际标准”;
---取消了国际标准的前言,重新按照我国国家标准的要求起草了前言;
---修改了第2章中规范性引用文件的导语,第2章中引用的相关国际标准和区域标准已转化成
我国国家标准的,均直接引用相应的国家标准;
---本标准其他章节中出现的国际标准已转化为国家标准的,将其编号改为国家标准编号,并将相
应的国际标准版本号放在国家标准编号后的括弧内,便于使用和查阅,未转化的国际标准
保留。
本标准代替GB 16655-1996《工业自动化系统 集成制造系统安全的基本要求》。
本标准对GB 16655-1996作了如下修改:
---标准的属性由全文强制性改为条文强制性;
---更新了规范性引用文件;
---删除了“屏障、示警屏障、控制停机、握持运行控制装置、限位装置、闭锁、操作停机、悬挂式操作
盒、任务程序、跳闸装置和非控制停机”共11个术语及其定义;
---增加了“探测区域、急停、伤害、集成者、操作者、保护措施、控制范围、供应商、任务区、用户”共
10个术语;
---术语“使能装置”改为“使动装置”;
---将第4章“安全对策”分为第4章“风险评价和减小风险的策略”、第5章“风险评价”和第6章
“减小风险”三章;
---增加了第7章“任务区”的内容;
---将第5章“控制系统安全性能设计要求”、第6章“系统的设计和安全防护”、第7章“培训、安
装、交付试车及功能测试”和第8章“使用和注意事项”整合为第8章“安全防护和控制范围”、
第9章“使用信息”和第10章“设计方面需做的确认”;
---增加了资料性附录B、附录C和附录D。
本标准的附录A、附录B、附录C和附录D为资料性附录。
本标准由中国机械工业联合会提出。
本标准由全国工业自动化系统与集成标准化技术委员会(SAC/TC159)归口。
本标准负责起草单位:北京机械工业自动化研究所。
本标准参加起草单位:机械科学研究总院中机生产力促进中心。
本标准主要起草人:张晓飞、高雪芹、李勤、宁燕、付大为、富锐。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB 16655-1996。
GB 16655-2008/ISO 11161:2007
引 言
机械安全标准的结构如下:
a) A类标准(基础安全标准),规定了适用于所有机械的基本概念、设计原则和一般特征。
b) B类标准(通用安全标准),规定了机械的一种安全特征或者使用范围较宽的一类安全防护
措施。
---B1类,特定的安全特征(如安全距离、表面温度、噪音)标准;
---B2类,安全防护装置(如双手操纵装置、联锁装置、压力感应装置、防护装置)标准。
c) C类标准(机器安全标准),规定了特定机器或者机组的详细安全要求。
按照GB/T 15706.1中的规定,本标准属于B1类通用安全标准。
集成制造系统(IMS,见3.1)在尺寸和复杂性方面有很大的区别,并且能将涉及各种专门技能及知
识的不同技术结合起来。
宜把集成制造系统看成一部全新的整机,而不是各部件的简单组合。集成者(见3.10)需要与那些
仅熟悉系统部件的部门合作。IMS的部件需要经常手动调整的场合,例如:检查、维修、设置,停止整个
IMS系统是不切实际和没有必要的。本标准给出了保证执行这些任务的人员的安全要求。这些任务
涉及的安全防护与“任务区”的概念和使用有关。
本标准的目的是说明怎样应用GB/T 15706.1-2007、GB/T 15706.2-2007和GB/T 16856.1-
2008规定的要求。
图1给出了集成制造系统的一般结构。
附录A给出了集成制造系统的一些示例。
GB 16655-2008/ISO 11161:2007
说明:
1---控制器; 6---危险区B;
2---手控盒; 7---危险区C;
3---安全防护区域; 8---废料和消耗品流;
4---局部控制器; 9---原材料流;
5---危险区A; 10---成品。
图1 集成制造系统的结构
GB 16655-2008/ISO 11161:2007
机械安全 集成制造系统 基本要求
1 范围
本标准规定了集成制造系统(IMS)的安全要求,这些系统将两台以上互联的机器集成为一体,以实
现特定的应用,例如:零件的加工或装配。本标准给出了这类IMS(IMS的基本结构见图1)安全设计、
安全防护和使用信息的要求和建议。
注1:在本标准中,“系统”是指集成制造系统。
注2:在本标准中,“机器”是指集成制造系统的组成机器和关联设备。
本标准不包括单台机器和设备的安全要求,这些要求可在这些机器和设备的专门标准中给出。本
标准仅涉及对机器和部件的互连安全至关重要的内容。在集成制造系统中的机器和设备分离或独立工
作的场合,当安全防护装置对生产模式的保护效果被抑制或暂停时,则可采用这些机器和设备的相关安
全标准。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有
的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究
是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 8196-2003 机械安全 防护装置 固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求(ISO
14120:2002,MOD)
GB/T 15706.1-2007 机械安全 基本概念与设计通则 第1部分:基本术语和方法(ISO
12100-1:2003,IDT)
GB/T 15706.2-2007 机械安全 基本概念与设计通则 第2部分:技术原则(ISO 12100-2:
2003,IDT)
GB 16754-2008 机械安全 急停 设计原则(ISO 13850:2006,IDT)
GB/T 16855.1-2008 机械安全 控制系统有关安全部件 第1部分:设计通则(ISO 13849-1:
2006,IDT)
GB/T 16855.2-2007 机械安全 控制系统有关安全部件 第2部分:确认(ISO 13849-2:2003,
IDT)
GB/T 16856.1-2008 机械安全 风险评价 第1部分:原则(ISO 14121-1:2007,IDT)
GB 17888.1-2008 机械安全 进入机械的固定设施 第1部分:进入两级平面之间的固定设施
的选择(ISO 14122-1:2001,IDT)
GB 17888.2-2008 机械安全 进入机械的固定设施 第2部分:工作平台和通道(ISO 14122-2:
2001,IDT)
GB 17888.3-2008 机械安全 进入机械的固定设施 第3部分:楼梯、阶梯和护栏(ISO 14122-
3:2001,IDT)
GB 17888.4-2008 机械安全 进入机械的固定设施 第4部分:固定式直梯(ISO 14122-4:
2004,IDT)
IEC 60204-1:2005 机械安全 机械电气设备 第1部分:通用技术条件
IEC 62061:2005 机械安全 有关安全的电气、电子、可编程电子控制系统的功能安全
GB 16655-2008/ISO 11161:2007
IEC/T S62046:2004 机械安全 探测人员存在的保护设备的应用
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
IMS
为了制造、处理、移动或包装零部件或组件,由原材料处理系统连接,并由控制器(即IMS控制器)
实现互连,采用协同方式工作的一组机器。
注:可参见附录A。
3.2
电子传感保护装置(ESPE)能够探测指定试件的区域。
[IEC/T S62046:2004,3.1.3]
3.3
该功能:
---防止发生或减少对人员存在的危险以及对机械或加工过程的破坏;
---由单人触发。
注:GB 16754-2008给出了详细规定。
[GB/T 15706.1-2007,3.37]
3.4
与启动控制一起使用并且只有连续操动时才能使机器运行的附加手动操作装置。
注:IEC 60204-1:2005中的9.2.5.8给出了使动装置的规定。
[GB/T 15706.1-2007,3.26.2]
3.5
机器的组成部分,用于提供保护的物理屏障。
注1:防护装置可以:
---单独使用。对于活动式防护装置,只有当其“闭合”时才有效;对于固定式防护装置,只有当其处于“锁定
位置”才有效。
---与带或不带防护锁的联锁装置结合使用。在这种情况下,无论防护装置处于什么位置都能起到防护
作用。
注2:根据设计,防护装置可以称作外壳、护罩、盖、屏、门和封闭式装置。
注3:防护装置的类型及其要求,见GB/T 15706.2-2007中的5.3.2和GB/T 8196-2003。
[GB/T 15706.1-2007,3.25]
3.6
对健康产生的生理上的损伤或危害。
[GB/T 15706.1-2007,3.5]
3.7
潜在的伤害源。
GB 16655-2008/ISO 11161:2007
注1:“危险”一词可由其起源(例如:机械危险和电气危险),或其潜在伤害的性质(例如:电击危险、切割危险、中毒
危险和火灾危险)进行限定。
注2:本定义中的危险包括:
---在机器的预定使用期间,始终存在的危险(例如:危险运动部件的运动、焊接过程中产生的电弧、不健康
的姿势、噪声排放、高温);
---意外出现的危险(例如:爆炸、意外启动引起的挤压危险、泄漏引起的喷射、加速/减速引起的坠落)。
[GB/T 15706.1-2007,3.6]
3.8
使人员暴露于危险的机械内部和/或其周围的任何空间。
[GB/T 15706.1-2007,3.10]
3.9
指人员暴露于具有至少一种危险的环境。这类暴露可能会立即或在一定时间之后对人员产生
伤害。
[GB/T 15706.1-2007,3.9]
3.10
设计、提供、制造或装配集成制造系统的实体,该实体负责安全策略,包括保护措施、控制界面以及
控制系统的互连。
注:集成者可能是制造者、装配人员、工程公司或用户。
3.11
联锁 interlock
用于防止危险机器功能在特定条件下(通常是指只要防护装置未关闭)运行的机械、电气或者其他
类型的装置。
[GB/T 15706.1-2007,3.26.1]
3.12
只能在任务区进行控制的一种状态。
3.13
由控制系统有关安全部件实现的安全功能的自动暂停。
[GB/T 16855.1-2008,3.1.8]
3.14
被派以安装、使用、调整、维护、清洗、修理或运输机械任务的人员。
3.15
用于达到风险减小的措施。这些措施是由下列人员实施的:
---设计者(本质安全设计、安全防护和附加防护措施、使用信息);
---使用者(组织方面:安全工作程序、监督、工作许可制度;附加安全防护装置的提供和使用;个人
GB 16655-2008/ISO 11161:2007
防护装置的使用;培训)。
[GB/T 15706.1-2007,3.18]
3.16
防护装置以外的安全装置。
[GB/T 15706.1-2007,3.26]
3.17
伤害发生概率和伤害发生的严重程度的综合。
[GB/T 15706.1-2007,3.11]
3.18
防护装置或保护装置。
[GB/T 15706.1-2007,3.24]
3.19
由保护措施所确定的空间,这些保护措施所防止的危险不会在该空间中发生。
3.20
使用安全防护装置保护人员的措施。这些保护措施使人员远离那些不能合理消除的危险或者通过
本质安全设计方法无法充分减小的风险。
注:GB/T 15706.2-2007的第5章对安全保护措施进行了详细描述。
[GB/T 15706.1-2007,3.20]
3.21
其失效后会立即造成风险增加的机器功能。
[GB/T 15706.1-2007,3.28]
3.22
一种专门的规程,用以在执行指定任务时,减少遭受伤害的可能性。
3.23
在特定装置控制下,预先确定的IMS的工作区域。
3.24
提供IMS整体或部分设备和服务的实体(例如:设计者、制造商、承包人、安装人员、集成者)。
注:用户可能也担当供应商的角色。
3.25
在IMS中和/或周围预先确定的空间,在该空间中操作者进行操作。
注:可参见危险区和安全防护空间。
3.26
系统地判断IMS或IMS的某个部分不能执行预定任务或功能的原因的一种工作。
GB 16655-2008/ISO 11161:2007
3.27
使用和维护IMS的人员。
4 风险评价和减小风险的策略
4.1 总则
IMS的风险评价和减低风险策略应符合 GB/T 15706.1-2007、GB/T 15706.2-2007 和
GB/T 16856.1-2008中的要求。
为充分减小风险,集成者应向机器及相关设备的用户和供应商(见附录B)咨询。集成者应考核技
术状况,并按照第9章的要求制定IMS的使用信息。
IMS的设计应便于进行安全的手动调节,包括维护。对于某些手动调节而言,停止整个IMS是不
切实际的,这种情况下,IMS应该把操作者能安全完成任务的区域隔离出来。
第5章用于进行风险评价,包括:
---IMS的技术规范(5.1);
---危险和危险状态的识别(5.2);
---风险评估(5.3);
---风险评定(5.4)。
第6章用于减小风险,包括:
---保护措施(6.1);
---保护措施的确认(6.2)。
IMS的风险评价和减小风险是按照以下步骤进行的一个迭代过程(见GB/T 15706.1-2007中的
图2)。
4.2 IMS的界限说明
为了充分进行风险评价,定义下列IMS基本参数:
---功能性;
---界限;
---IMS不同部分之间的接口。
见图2。
GB 16655-2008/ISO 11161:2007
说明:
1---机器A-机器人; 3---机器C-物料处理系统(传送);
2---机器B-机床; 4---IMS。
图2 IMS的界限说明
4.3 任务的确定
集成者应确定可预见的任务(对于IMS的多重结构),并确定其布局和入口的相关要求。见图3。
说明:
1---任务1:工具更换;
2---任务2:清洗;
3---任务1和任务2的入口。
图3 任务的确定(要求、布局、入口)
4.4 危险状态的识别
IMS的风险评价应包括由以下原因引起的危险状态:
---组成IMS的机器与相关设备的集成;
---机器保护措施的任何更改;
---机器用途的改变。
见图4。
GB 16655-2008/ISO 11161:2007
说明:
1---IMS;
2---危险区域。
图4 危险/危险区域以及相关危险状态的识别
4.5 风险评估和风险评定
集成者应对每个任务区内所识别出的每种危险和危险状态进行风险评估和评定。
4.6 减小风险
集成者应按照GB/T 15706.1-2007中的各级保护措施消除危险或减小风险,步骤如下:
---通过设计排除危险;
---通过设计要求和确定出任务区减小风险;
---通过安全防护和补充措施减小风险,包括控制范围;
---通过提供使用信息减小风险(见第9章)。
见图5和图6。
说明:
1---任务区A;
2---任务区B。
图5 任务区的确定
GB 16655-2008/ISO 11161:2007
说明:
1---光控范围;
2---联锁装置控制范围。
图6 包括控制范围在内的安全防护的确定
5 风险评价
5.1 IMS的技术规范
5.1.1 界限
IMS的风险评价首先依据界限的技术规范,包括IMS用途的确定、空间要求和寿命(可参见
GB/T 15706.1-2007中的5.2)。集成者应考虑:
a) 功能描述;
b) 包括入口和结构容量的布局;
c) 不同工作过程和手动操作之间交互作用的描述;
d) 工艺步骤的分析,包括手动交互操作;
e) 分界面的描述;
f) 工艺流程图;
g) 基础平面图;
h) 原料处理的平面图和空间;
i) 功能服务连接;
j) 相似操作或系统的有效事故记录;
k) 相似系统装配的分析;
l) 环境特征。
5.1.2 功能性
关于IMS功能性的说明应包括(但不局限于)以下几个方面:
a) 考虑到工作任务和IMS效能的生产率;
b) 自动化水平、技术和制造过程;
c) 模式[例如:手动模式、自动模式、与区域的整体或部分相关的模式、观测模式(可参见附录
D)];
d) 机器/IMS的多重结构要求;
注:当IMS部分不能使用或这部分作为单独机械使用时,多重结构(IMS内机械的设计重组和再分区)允许
另一部分IMS运行。多重结构也能提供额外的生产柔性(例如:同一时间产出的部件的数量和多样性)。
e) 控制功能,包括有关安全的控制功能(见8.8);
GB 16655-2008/ISO 11161:2007
f) 控制范围;
g) 检查要求。
5.1.3 工作任务的确定
集成者应将IMS与人的交互作用分类并归档。IMS工作任务的技术规范应包括:
a) 将要完成的具体工作;
b) 工作任务的布局;
c) 人为干预的频率和持续时间,包括(但不限于)质量检查、预防性维护、故障修正;
d) 完成工作任务的安全防护装置的控制范围(例如:全速、减速、停止);
e) 工作任务所需的模式[例如:手动模式、自动模式、与特定功能或操作的区域或部分区域相关的
模式(例如:设置模式、编程、测试模式)];
f) 个人保护装备方面的需求(例如:手套、护目镜);
g) 辅助装备方面的需求(例如:手工工具、提升设备);
h) 与任务相关的人类工效学方面(例如:姿态、规模、尺寸、复杂性);
i) 与任务相关的环境问题(例如:新鲜空气、废气和通风、照明......
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