機床 安全 電火花機床 編制說明

《機床安全電火花機床》編制說明（征求意見稿）12一、工作簡況本項目根據(jù)《國家標準化管理委員會關(guān)于下達2023年第四批推薦性國家標準計劃及相關(guān)標準《機床安全電火花機床》；主要起草單計劃應(yīng)完成時間：16個月。2主要工作過程本項目是ISO28881：2022國際標準采標項目，ISO/TC39/SC10負責(zé)該國際標準起草工作?？紤]到該國際標準化組織的國內(nèi)對口技術(shù)組織是全國金屬切削機床標準化技術(shù)委員會（SAC/TC22因此在標準立項申報階段，全國特種加工機床標準化技術(shù)委員會（SAC/TC161）與全國金屬切削機床標準化技術(shù)委員會（SAC/TC39）經(jīng)協(xié)調(diào)達成了標準聯(lián)合歸口事宜，共同開展標準研制工作。標準研制過程主要分為以下幾個階段：（1）起草階段ISO28881：2022的前一版本是ISO28881：2013，SAC/TC161在2008年曾經(jīng)組織國內(nèi)電加工機床領(lǐng)域的骨干企業(yè)實質(zhì)性參與該國際標準的制定工作，由于當(dāng)時國內(nèi)外的電加工機床制造水平差距明顯，2013年版國際標準中的諸多技術(shù)要求在國內(nèi)一直沒有得到推廣實施。但是，在2013年版國際標準正式發(fā)布后，TC161就組織國內(nèi)專家開展了國際標準翻譯工作，并在少數(shù)幾家龍頭企業(yè)開展相關(guān)技術(shù)要求的標準驗證工作。上述工作成為了ISO28881：2022國際標準采標的基礎(chǔ)。在2023年12月底收到標準正式立項文件后，TC161即刻面向特種加工機床領(lǐng)域的機床制造企業(yè)、科研院所、高等院校、用戶及檢驗檢測機構(gòu)等公開征集標準項目參與單位，組成更加廣泛的標準起草工作組開展標準研討和編制工作。TC161于2024年5月24-25日在江蘇泰州舉行了《機床安全電火花機床》國家標準首次研討會，SAC/TC161、SAC/TC22兩個標委會秘書處以及標準起草單位專家及代表共35人參會，會上針對標準申報草案及其總體技術(shù)內(nèi)容進行了討論。6月11日，TC161秘書處組織包含國外電加工機床制造商在內(nèi)的9家起草單位的專家通過視頻會議的方式，針對首次會議提出的問題進行了討論，初步達成了標準技術(shù)內(nèi)容的修改方案。經(jīng)過一個多月的努力，形成了標準討論稿，并由TC161秘書處于7月21-23日組織舉行了《機床安全電火花機床》國家標準第二次研討會。會上，對前期修改的規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、危險清單、安全要求和防護措施、附錄等技術(shù)內(nèi)容進行了系統(tǒng)梳理，并明確了后續(xù)標準完善的分工和目標。在標準起草階段，工作組成員基于國際標準原文及國家標準申報草案，多次利用線上通訊和線下研討等手段，對標準草案反復(fù)進行論證修改，幾易其稿，于2024年10月9日向TC161秘書處提交了標準征求意見稿及編制說明。秘書處在審核相關(guān)文件材料后，于2024年10月14日上傳國家標準制修訂管理系統(tǒng)并發(fā)起標準征求意見。（2）征求意見階段2024年10月14日—12月14日，SAC/TC161、SAC/TC22就《機床安全電火花機床》征求意見稿及編制說明在兩個標委會分別向全體委員及專家廣泛征求意見。33主要參加單位、工作組成員及其所做工作本標準由蘇州電加工機床研究所有限公司、北京理工大學(xué)、江蘇冬慶數(shù)控機床有限公司、東莞臺一盈拓科技股份有限公司、通用技術(shù)集團機床工程研究院有限公司、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京市電加工研究所有限公司、中國石油大學(xué)（華東）、沙迪克（廈門）有限公司、三菱電機大連機器有限公司、北京阿奇夏米爾工業(yè)電子有限公司等單位共同起草。二、標準編制原則及主要內(nèi)容1標準編制原則本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》、GB/T1.2—2020《標準化工作導(dǎo)則第2部分：以ISO/IEC標準化文件為基礎(chǔ)的標準化文件起草規(guī)則》的規(guī)定進行起草。在編寫標準時，遵循面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、立足國內(nèi)、對標國際的原則，結(jié)合試驗驗證及應(yīng)用推廣，努力使標準語句更加符合我國電加工機床行業(yè)習(xí)慣，文字表述更加簡潔清楚，以求充分體現(xiàn)標準的經(jīng)濟合理性和市場適應(yīng)性，便于生產(chǎn)企業(yè)和用戶使用。2標準主要內(nèi)容本文件規(guī)定了電火花加工機床和電火花加工系統(tǒng)的安全要求和防護措施，例如：——手動控制電火花成形機床或電火花鉆孔機床；——數(shù)值控制電火花成形機床或電火花鉆孔機床；——數(shù)值控制電火花線切割機床。本文件電火花加工機床和電火花加工系統(tǒng)，不適用于電弧蝕除和電化學(xué)加工設(shè)備。本文件還適用于電火花加工過程的輔助設(shè)備。2.1關(guān)于第1章“范圍”概括了標準的技術(shù)內(nèi)容，規(guī)定了標準的適用范圍。具體如下：本文件規(guī)定了電火花加工機床和電火花加工系統(tǒng)的安全要求和防護措施，例如：——手動控制電火花成形機床或電火花鉆孔機床；——數(shù)值控制電火花成形機床或電火花鉆孔機床；——數(shù)值控制電火花線切割機床。本文件還給出了由制造商提供給用戶的信息。本文件考慮了電火花加工機床和電火花加工系統(tǒng)在正常車間環(huán)境和非爆炸環(huán)境中的預(yù)期使用和合理可預(yù)見的誤用，包括運輸、安裝、調(diào)試、維護、修理以及為搬移和報廢進行的拆卸。本文件適用于電火花加工機床和電火花加工系統(tǒng)，不適用于電弧蝕除和電化學(xué)加工設(shè)備。本文件還適用于電火花加工過程的輔助設(shè)備。本文件涉及在預(yù)期和由制造商可合理預(yù)見的誤用條件下使用的電火花加工機床和電火花加工系統(tǒng)有關(guān)的重大危險、危險情況或危險事件。本文件適用于文件發(fā)布日期后制造的機床。本文件確定了電火花加工機床和電火花加工系統(tǒng)安全相關(guān)部件的必要等級及安全類別，這些設(shè)備和系統(tǒng)在GB/T16855.1—2018中有定義。2.2關(guān)于第2章“規(guī)范性引用文件”4國際標準第二章列出了所涉及的規(guī)范性引用文件共46項，包括25項ISO標準、13項IEC標準和8項EN標準。經(jīng)查，我國相關(guān)專業(yè)標準化技術(shù)委員會已經(jīng)對其中的22項ISO標準、9項IEC標準和4項EN標準進行了翻譯，并以等同采用或修改采用的方式發(fā)布為我國的國家標準。2.3關(guān)于第3章“術(shù)語和定義”為了更好地理解標準中出現(xiàn)的術(shù)語，標準界定了31項術(shù)語及其定義（包括4項二級術(shù)語涉及電加工機床的技術(shù)和裝備、功能部件、工作液及其參數(shù)、操作模式、電磁兼容等。其中，數(shù)值控制（數(shù)控）、使能裝置、保持-運行控制裝置、性能等級四項術(shù)語及其定義來源于相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的標準，并對其定義進行了直接或修改采用，其他術(shù)語均為自行定義。2.4關(guān)于第4章“重大危險清單”國際標準基于ISO12100：2010的表B.1列出了與電火花機床相關(guān)的所有重大危險、危險情況及事件（見本標準的表1），包括危險類型、危險來源、操作場景及危險區(qū)域，涉及機械危險、電氣危險、噪聲危險、輻射危險、材料/物質(zhì)產(chǎn)生的危險、人類工效學(xué)危險、與機器使用環(huán)境有關(guān)的危險及組合危險，并要求特別注意電氣危險、可燃性工作液、危害物質(zhì)及電磁輻射等。重大危險清單還指出了各種危險所對應(yīng)的安全要求與防護措施的具體條款（見本標準的表3），為標準技術(shù)內(nèi)容的對照執(zhí)行提供了方便。值得一提的是，國外的機床設(shè)計者和制造商特別重視風(fēng)險評估，標準專門設(shè)置重大危險清單的章節(jié)，闡述風(fēng)險評估的目的是識別、估計和評價需要降低的風(fēng)險以及轉(zhuǎn)移給用戶的剩余風(fēng)險，風(fēng)險評估的過程相比所選方法或工具更具重要性，風(fēng)險評估的優(yōu)勢在于過程的嚴謹性而非結(jié)果的精確性，因而國際標準所述的安全要求和防護措施都是以風(fēng)險評估為基礎(chǔ)的，旨在呼吁電加工機床設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)集中關(guān)注機床使用壽命期間可能發(fā)生的危險，機床制造商應(yīng)當(dāng)通過風(fēng)險評估來消除已經(jīng)識別的危險或減小其產(chǎn)生的影響。2.5關(guān)于第5章“安全要求與防護措施”首先，標準明確要求電火花機床及系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)符合第5章所列的安全要求和防護措施，鑒于標準技術(shù)內(nèi)容可能無法完全覆蓋所有危險，存在其他未涉及的不太重要的危險，標準同時提出機床及系統(tǒng)的設(shè)計原則應(yīng)當(dāng)符合GB/T15706—2012/ISO12100：2010的規(guī)定。其次，電火花機床的元件故障和控制系統(tǒng)故障的風(fēng)險評估導(dǎo)則需符合GB/T16855.1—2018/ISO13849-1：2015的規(guī)定，并且將安全功能的可靠性要求定義為性能等級，提出了電加工再次，針對自動模式、設(shè)置模式、放電校正模式、MO服務(wù)模式等不同的操作模式，以及操作停止、緊急停止等不同的停止功能，國際標準都分別提出了安全相關(guān)技術(shù)要求。最后，在本標準第4章重大危險清單的基礎(chǔ)上，提出了電加工機床及系統(tǒng)的安全要求和防護措施，不僅細化了各類危險情況和事件，而且針對具體的安全要求和防護措施給出了檢驗方法，例如測試、測量、計算、目視檢查或文件分析等，大多數(shù)檢驗方法都有對應(yīng)的引用標準（見本標準的表2.6關(guān)于第6章“使用信息”使用信息主要包括二個方面：一是標記、標志和文字警告，例如銘牌的相關(guān)安全信息；二是使危險物質(zhì)、電磁兼容等相關(guān)安全信息，有關(guān)電加工操作特別推薦包含機床制造商提供的必要的安全5信息，以及有關(guān)噪聲的安全信息。總之，在電火花機床使用壽命期間可能對操作人員和其他在預(yù)期使用條件下進入危險區(qū)域的人員造成的危險，都應(yīng)當(dāng)通過文本、文字、標志、信號、符號、圖表等形式向有關(guān)人員傳送安全信息。2.7關(guān)于附錄A“示例和示意圖”附錄A是資料性附錄，列出了電火花加工機床及系統(tǒng)的安全功能為滿足相關(guān)性能等級而涉及的9個示例及示意圖，包括EMC屏蔽、火災(zāi)探測和排抽氣的工作區(qū)屏蔽示例、機床屏蔽示例，排抽氣裝置接口示例，火災(zāi)探測系統(tǒng)接口示例，機床安全功能電路圖示例，監(jiān)控工作液液位和溫度冗余性示例，帶線性電極變換器的電火花成形機床示意圖，帶機器人的電火花成形機床示意圖，以及電火花線切割機床示意圖。2.8關(guān)于附錄B“噪聲測試規(guī)范”在標準的第6章中，有關(guān)噪聲的使用信息包括噪聲聲壓級、測量不確定度、測量噪聲時機床運行情況、噪聲測量方法、最大聲壓值及其測量點、噪聲發(fā)射的聲明等。而附錄B正是針對以上噪聲使用信息的詳細要求，它規(guī)定了在標準化條件下高效執(zhí)行電加工機床噪聲發(fā)射值的確定、聲明和驗證所需的所有信息，以及噪聲測量方法、安裝和操作條件。附錄B的主要技術(shù)內(nèi)容包括A-計權(quán)聲功率水平測定、工作站A-計權(quán)發(fā)射聲壓水平測定、機床的安裝條件和運行條件、信息記錄、測試報告、噪聲發(fā)射值的聲明和驗證，這對于正確實施電加工機床噪聲測試具有較強的指導(dǎo)意義。2.9關(guān)于附錄C“特定區(qū)域防火規(guī)范示例”附錄C也是資料性附錄，它參考日本MAS810：2017給出了特定區(qū)域防火規(guī)范案例，比較全面地介紹了相關(guān)設(shè)備（如工作液和工作液箱、各類安全檢測設(shè)備、自動滅火器等）、使用標準（如工作液種類和液面高度、安全裝置及操作、維護和檢查、運行環(huán)境及各種火災(zāi)風(fēng)險案例等）、自發(fā)水壓試驗（如試驗裝置及步驟、判定等）的技術(shù)內(nèi)容。3解決主要問題目前我國在電火花加工機床安全規(guī)范方面仍采用上世紀90年代的強制性國家標準GB13567—1998《電火花加工機床安全防護技術(shù)要求》，一些防火、有害氣體、電磁兼容的安全要求和防護措施無法滿足當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展水平和國內(nèi)外應(yīng)用需求。ISO28881：2022是目前全球范圍內(nèi)專門針對電火花機床的一項安全技術(shù)標準，較為全面地提出了電火花機床及系統(tǒng)的安全要求和防護措施，技術(shù)要求規(guī)范、檢驗方法科學(xué)，已經(jīng)被多個電火花機床制造強國所采用。我國的電火花加工機床在特種加工機床領(lǐng)域內(nèi)屬于量大面廣的產(chǎn)品，新的安全要求技術(shù)標準亟需在國內(nèi)推廣實施，不僅有利于促進國產(chǎn)裝備與國際標準接軌，提高我國電火花機床的市場競爭力，而且能夠推動國內(nèi)機床制造商開展采標驗證和風(fēng)險評估等工作，不斷提升國產(chǎn)電火花機床的安全與防護水平。三、試驗驗證情況在編寫本標準時，起草工作組的部分單位根據(jù)先進的國際標準技術(shù)內(nèi)容，在自主研制的電火花機床上開展了標準驗證工作，重點圍繞標準第5章的安全要求和防護措施清單進行了檢測與試驗，驗證了本標準的技術(shù)要求先進、檢測方法科學(xué)。同時，在標準驗證過程中，國外機床制造商生產(chǎn)的電火花機床在電磁兼容、防火措施等方面做得更加規(guī)范，而國內(nèi)機床制造商顯然存在不小的差距，這也將是本標準發(fā)布實施后需要進一步引導(dǎo)國內(nèi)企業(yè)開展風(fēng)險評估和技術(shù)攻關(guān)的重點方向和內(nèi)容。四、涉及專利問題的說明6本標準不涉及有關(guān)專利等知識產(chǎn)權(quán)問題。本標準的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。五、預(yù)期達到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用情況隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，眾多領(lǐng)域及產(chǎn)品向高、精、尖方向發(fā)展，一些高強度、高硬度、高脆性的難加工材料應(yīng)用越來越廣泛，零件尺寸也向著更大或更小的極端方向發(fā)展，不僅零件形狀更加復(fù)雜，加工精度和表面質(zhì)量要求也越來越高，這給加工制造技術(shù)提出了新的要求。電火花加工是在介質(zhì)中利用工具、工件電極之間脈沖放電產(chǎn)生的電蝕作用對零件材料進行加工的特種加工方法，基于該方法研制的裝備統(tǒng)稱為電火花機床。隨著工業(yè)基礎(chǔ)制造水平和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，電火花機床在國民經(jīng)濟各行各業(yè)的難加工領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，已經(jīng)成為我國制造業(yè)的重要組成部分。然而，在電火花機床的使用過程中會產(chǎn)生電磁輻射、有害氣體甚至發(fā)生火災(zāi)等危險，從而導(dǎo)致人身和財產(chǎn)損失。隨著電火花機床的廣泛應(yīng)用，電火花加工過程中的設(shè)備安全、工藝安全和環(huán)境安全受到了國內(nèi)專業(yè)技術(shù)管理人員的重視。全國特種加工機床標準化技術(shù)委員會早在上世紀90年代就組織編寫了電火花機床的安全技術(shù)標準，對該類機床的安全要求和防護措施提出了明確規(guī)定，對機床制造商和用戶正確操作設(shè)備、提高安全及防護意識起到了引領(lǐng)性的規(guī)范作用。2007年開始，負責(zé)機床安全領(lǐng)域國際標準化工作的ISO/TC39/SC10組織包括中國在內(nèi)的多個成員國共同起草電加工機床的安全標準，并于2013年首次發(fā)布為ISO28881：2013，2022年4月machines”。與我國早期研制的相關(guān)安全技術(shù)