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| 标准编号 | GB 22997-2008 (GB22997-2008) | | 中文名称 | 机床安全 小规格数控车床与车削中心 | | 英文名称 | Safety of machine tools -- Small numerically controlled turning machines and turning centers | | 行业 | 国家标准 | | 中标分类 | J53 | | 国际标准分类 | 25.040.20 | | 字数估计 | 36,396 | | 发布日期 | 2008-12-31 | | 实施日期 | 2009-10-01 | | 引用标准 | GB/T 3767-1996; GB/T 3768-1996; GB 4208-2008; GB 5226.1-2002; GB 7247.1-2001; GB/T 8129-1997; GB/T 8196-2003; GB 12265.1-1997; GB 12265.3-1997; GB/T 15706.1-2007; GB/T 15706.2-2007; GB 15760-2004; GB/T 16404-1996; GB 16754-2008; GB/T 16855.1-2008; GB/T 16856.1-2008; GB/T | | 采用标准 | EN 12415-2000, MOD | | 标准依据 | 国家标准批准发布公告2008年第26号(总第139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 | 本标准规定了一般用途的数控车床与车削中心(以下简称机床)消除危险和减少风险的安全要求和/或措施。本标准所识别出的危险见第4章中的表1。本标准适用于:夹持装置的最大外径至500 mm, 最大顶尖距至2000 mm的数控卧式车床与车削中心;夹持装置的最大外径至500 mm的数控立式车床、主轴倒置的机床(包括改进后)与车削中心。大规格数控车床与车削中心可执行本标准或执行GB 22998-2008。本标准也适用于作为机床整体组成部分的附件, 如:刀具, 卡盘, 工件上、下料装置和排屑装置。本标准还适用于组成自动加工线或车 |
GB 22997-2008: 机床安全 小规格数控车床与车削中心
GB 22997-2008 英文名称: Safety of machine tools -- Small numerically controlled turning machines and turning centers
中华人民共和国国家标准
GB 22997-2008
机床安全 小规格数控车床与车削中心
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
1 范围
本标准规定了一般用途的数控车床与车削中心(以下简称机床)消除危险和减少风险的安全要求
和/或措施。
本标准所识别出的危险见第4章中的表1。
本标准适用于:
---夹持装置的最大外径至500mm,最大顶尖距至2000mm的数控卧式车床与车削中心;
---夹持装置的最大外径至500mm的数控立式车床、主轴倒置的机床(包括改进后)与车削中心。
大规格数控车床与车削中心可执行本标准或执行GB 22998-2008。
本标准也适用于作为机床整体组成部分的附件,如:刀具,卡盘,工件上、下料装置和排屑装置。
本标准还适用于组成自动加工线或车削单元的车床,当它们所产生的危险和风险与单独加工的机
床相似时。
本标准中所给出的附加方法是依据参考文献所列的标准。
本标准适用于单轴自动车床,不适用于多轴自动车床(见EN13788:2001)。
本标准不适用于与EN12840:2000有关的加工时需人工控制的数控(NC)车床(不带可编程控
制器)。
简式数控车床可参照执行本标准。
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。
4 危险一览表
按GB/T 15706.1-2007中第4章和GB/T 16856.1-2008的规定识别出的危险见表1。
消除危险和减少风险的安全要求和/或措施见第5章。
注:对于按GB/T 16856.1-2008风险评估识别出的、而本标准没有涉及的附加危险,可按GB/T 15706.1-2007
和GB/T 15706.2-2007采取安全措施,消除危险和减少风险。
机床设计者应特别注意机床寿命期间所发生的危险,如:在预定使用条件下,操作者和其他人员进
入危险区,以及一些可预见的误用(见GB/T 15706.1-2007的3.22)。还必须考虑机床操作期间和/或
需要操作者和/或其他人员干预操作(如:调整、清理和维修)时产生的危险。机床部件的故障分析包括
控制系统的故障,其风险评价见GB/T 16855.1-2008的有关内容。
本标准涉及的危险见表1。应特别注意下列危险:
---刀具、夹爪、工件或其他部分(含切屑)等的甩出危险(见表1中的17);
---机床运动部件的缠绕或卷入危险,尤其是卡盘、刀具和工件(见表1中的1.4和1.5);
---机床运动部分和固定/运动部分之间的剪切和挤压危险(见表1中的1.1和1.2)。
主要危险区有:
---运动的主轴、工件夹具(如:卡盘)、滑板、转塔刀架、刀具、工件、排屑器(如:作为一体的)的工
作区;
---上、下料装置,包括卧式车床的棒料送进装置;
---刀库和换刀装置。
5 安全要求和/或措施
小规格数控车床与车削中心的安全要求和/或措施应符合本章的规定。此外,对本标准没有涉及
到的未识别危险,机床设计时应按GB/T 15706.1-2007中第5章的规定。
对于通过设计减少风险见GB/T 15706.2-2007的第4章;对于通过采取安全防护措施减少风险
见GB/T 15706.1-2007的第4章。
5.1 控制系统一般要求
控制系统的安全要求应符合GB/T 15706.2-2007中第4章,以及本标准5.1.1~5.1.10的规定。
5.1.1 控制系统安全和可靠性
在本标准中,控制系统有关安全部件的控制起始于操动器(控制装置)或触发点,结束于最终操作机
构或元件(如:电机)的输出处。
控制系统有关安全部件涉及下列功能,并且应满足下面所规定的类别(见GB/T 16855.1-2008)
要求:
---起动或重新起动,1类(见5.1.3);
---运行中停止,1类(见5.1.4);
---最高主轴转速被选择,2类或3类(见5.1.8);
---紧急停止,1类或3类(见5.1.5);
---模式选择,1类(见5.1.7);
---联锁,1类或3类(见5.2.3);
---带防护锁的联锁,3类(见5.2.4.2);
---轴线运动(包括低速进给),2类(见5.1.8);
---带自复位控制装置,3类(见5.1.7.2);
---工件夹紧,1类(见5.2.1)。
对于一些不同类别的控制系统有关安全部件组合使用,至少应达到同一级别的承受故障能力(见
GB/T 16855.1-2008的6.3)。
验证:检查相应的图样和/或线路图、视检、制造者提供外购件符合相关标准的证明。
5.1.2 控制装置的位置
控制装置的位置应符合 GB 5226.1-2002中第10章和 EN894-1:1997、EN894-2:1997、
EN894-3:2000的有关规定(见5.1.5)。
验证:检查相应的图样、视检。
5.1.3 起动
起动和重新起动应符合GB 5226.1-2002中9.2.5.2的规定,并在机床的防护装置全部有效的条
件下进行。联锁装置应符合5.1.7.1和5.1.7.2的规定。
起动和重新起动功能应符合GB/T 16855.1-2008中规定的1类要求。
机床不同功能的起动与所选择的工作方式有关(见5.1.7)。
活动式防护装置闭合时,运动部件不应自行起动。除非动力驱动式防护装置上装有压敏片,在防护
装置闭合后,无需重新起动(见5.2.4.3)。
活动式防护装置脱开时,应按GB/T 19670-2005中第6章的规定,防止工件主轴、运动轴、刀架、
尾座套筒、刀具和工件夹具等危险动作的意外起动。
5.1.4 运行中停止
在机床运行中,应可通过停止器件实现运行中停止。运行中停止(符合GB 5226.1-2002中9.2.2
规定的2类停止要求)时,则无需中断运动轴驱动电机、工件(如:动力卡盘)和NC控制系统的供电。对
于需保持动力的工件夹持主轴,应配有主轴驱动监视器。监视器应满足GB/T 16855.1-2008中规定
的3类要求。
当机床运行中停止时,活动式防护装置的脱开应在机床保持2类停止(见GB 5226.1-2002的9.2
和GB/T 19670-2005的6.4)下进行。
运动中停止功能应符合GB/T 16855.1-2008中规定的1类要求。
由于控制系统安全部件故障,而导致运行中停止时,应符合GB 5226.1-2002中9.2规定的1类停
止要求(见5.2.2)。
验证:检查相应图样和/或线路图、视检和功能检查。
5.1.5 紧急停止
紧急停止功能应符合GB 5226.1-2002中9.2.2规定的1类停止要求,并应符合 GB 5226.1-
2002中9.2.5.4和GB/T 16754-2008的有关规定。
紧急停止功能的设计如果采用硬线控制,应符合GB/T 16855.1-2008中规定的1类要求。对于
其他情况(如:软件控制等)应符合GB/T 16855.1-2008中规定的3类要求。
起动紧急停止功能的紧急停止装置应符合GB 5226.1-2002中10.7的规定。在每个操作位置应
设置一个急停装置,如:
---主操作台上;
---可携式操作台上(如果有);
---工件的上、下料处(如:远离主操作台时);
---当刀库与工作区分离时,在围栏或刀库内和附近(若全身可能接近)。
验证:检查相应图样和/或线路图、视检和功能检查。
5.1.6 访问NC程序
在生产工作方式下,可通过可编程功能访问程序,进行修改,如:刀具偏置的修正等。为防止未授权
人员访问程序数据或可编程功能,这些功能必须闭锁,可采用密码或钥匙开关(见6.2.9)。
验证:检查相应图样和/或线路图、视检和功能检查。
5.1.7 模式选择
对于生产工作方式和调整工作方式,应设置工作方式选择开关,选择开关在所选方式下能锁住,并
且还应符合EN292-2:1991/A1:1995中A.1.2.5和GB 5226.1-2002中9.2.3的有关规定(见图2)。
模式选择器件应确保在任何时候只有一个工作方式起作用。
模式选择功能应符合GB/T 16855.1-2008中规定的1类要求。
另外,各工作方式应按5.1.7.1和5.1.7.2规定的安全防护措施下进行。
验证:检查相应图样和/或线路图、视检和功能检查。
5.1.7.1 生产工作方式
在生产工作方式下,当活动式防护装置脱开时,机床部件应停止运动,下列情况除外:
---换工件时,工件夹具的脱开和闭合运动;和
---主轴运转由自复位命令装置(瞬时开关)控制,转速小于或等于50r/min。
只有当联锁的活动式防护装置闭合时,才允许其他的运动(见5.2.4.2)。
验证:检查相应图样和/或线路图、视检和功能检查。
5.1.7.2 调整工作方式
在调整工作方式下,当活动式防护装置脱开时,机床部件的运动,应在下列条件下进行:
---轴线运动最高速度小于或等于2m/min(见5.1.8)。只允许用自复位命令装置(瞬时开关)(符
合GB/T 16855.1-2008中规定的3类要求)控制,或移动距离小于或等于6mm。
---工件主轴和/或刀具主轴的转速小于或等于50r/min,并且运动由自复位命令装置(瞬时开关)
控制。
---只有当操作者的双手处在危险区之外时,才允许刀架转动/分度。如:采用 GB/T 19671-
2005中6.2规定的Ⅱ型或ⅢB型双手操纵开关,或采用同使能装置一起使用的自复位命令装
置(瞬时开关)。
---尾座套筒的操作,由自复位命令装置(瞬时开关)控制。
所采用的安全装置和措施,如:在自复位命令装置(瞬时开关)控制下,降低刀具、主轴和轴线运动的
运行速度;采用双手操纵开关或同使能装置一起使用的自复位命令装置(瞬时开关),转动/分度转塔刀
架,仅应在调整工作方式下进行。
5.1.8 速度控制
对于监控工件主轴和刀具主轴速度的控制系统安全部件,应符合GB/T 16855.1-2008中规定的
3类要求;对于监控轴线运动速度的控制系统安全部件,应符合GB/T 16855.1-2008中规定的2类
要求。
对于控制主轴转速,轴线进给和带自复位命令的系统,至少应具有两个独立的控制通道,并且所采
用的元件不同,通过外围回路,它们之间互相监控。在每一循环的开始,它们都应能被检测到。在这种
情况下,两个通道的传感器可共用。
对于限制或程序预置/选取的速度,由于速度偏差可能会引起危险的,应采取紧急停止措施(见5.1.5)。
验证:检查相应图样和/或线路图、视检和功能检查。
5.1.9 数字控制
有关安全性的软件应采取措施,防止未授权人员改变。特别是应不能让用户通过插入或调入手段,
改变安全部件程序的排序,而延迟安全功能(包括联锁防护装置)的操作。
注:参见GB/T 20438.1~20438.7-2006、GB/T 21109.1-2007、IEC 62061:2005。
验证:检查相应图样和/或线路图、视检和功能检查。
5.1.10 动力供应中断
当压力或电压欠压时,机床的循环应停止。
动力中断或发生故障时,不应导致夹持的工件和刀具松脱,直至完全停止后。
存储的能量不应导致机床自动重新起动(见 GB/T 15706.2-2007的4.11.4和 GB/T 19670-
2005)。系统的设计应确保线路断裂(电线、导管或软管断裂等)时,不应导致安全功能丧失
(见GB 5226.1-2002、EN982:1996和EN983:1996)。
验证:检查相应图样和/或线路图。
5.2 对机械危险的防护
有关的机械危险见GB/T 15706.1-2007的4.2。采取防护的基本原则见GB/T 15706.2-2007
的第5章。
防护装置应符合GB/T 8196-2003的有关规定。
5.2.1 工件夹紧条件
5.2.1.1 一般要求
a) 主轴运转时,应不能人工起动工件夹具的夹紧和松开。
b) 工件夹具应标有允许的最高转速。
c) 对于手动装/卸工件的机床,应防止夹手。可采取下列措施:
1) 夹爪行程调整范围不超过4mm;或按GB 12265.1-1997规定的安全距离设置防护装
置;或
2) 步距不超过4mm;或
3) 闭合速度不超过4mm/s;或
4) 在工作区外,应用双手调整工件夹具(双手一起调整工件夹持的缩紧)。
d) 在生产工作方式下,满足下列条件之前,程序不允许运行:
1) 机床应具有输入限制/确认功能,使操作者在程序中输入的某一工件的最高主轴速度和
工件夹具的最高转速符合机床的规定。对由于操作者疏忽,在程序中输入或确认了不符
合要求的速度时,机床不应运行(见6.2.4)。输入的速度不应超过二者之中的较低速度。
2) 对于工件动力夹紧装置(见5.2.1.4),一般应具有夹紧力监控装置(如:监视液压压力)。
此外,还应监控工件夹紧所需的卡爪行程。当工件未达所要求的夹紧力或保留行程不够
时,不允许驱动工件主轴。
3) 在主轴转动情况下,当夹紧力或保留行程低于预先调节的安全值时,机床应按GB 5226.1-
2002中规定的1类停止......
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