1948年12月,聯(lián)合國大會表決通過世界人權宣言,表明提供安全的工作設備是雇主道德上的義務。隨著社會文明的進步,生活水平以及生存狀況的提高,安全已經(jīng)被人們越來越重視,機器的安全性是指,在機器安全使用說明書規(guī)定的預訂使用條件下執(zhí)行其功能和在運輸、安裝、調整、拆卸和處理時不產(chǎn)生傷害或危害健康的能力。評估一臺機器的優(yōu)劣,除了考慮其自動化程度高低外,還應該注重該機器的安全性。從一臺機器的設計、制造、使用過程中,安全是一個不可或缺的重要內容。在歐盟、美國已制定出相關的法律、規(guī)范和標準,來保護人和機器的安全。如今任何一臺進入歐洲市場的機器,都必須施加歐盟CE認證標志,以此證明機器達到CE認證的安全要求。對于提高國產(chǎn)機械競爭能力并突破西方國家的技術壁壘,機械的安全必須為我們所重視。
1.機器需要安全
從技術的角度來講,現(xiàn)代自動化技術的不斷發(fā)展,一方面大大提升了機械的生產(chǎn)能力,另一方面,自動化技術也會引發(fā)事故。特別實在一些非正常操作的過程中(如試車、清洗、維修等),一起事故就會對操作人員造成嚴重的傷害。
在機床的正常操作過程中,以沖壓機械為例,其作業(yè)傷指事故較多。該行業(yè)曾流行一句話:十個沖工九個殘。客觀原因是沖壓機械滑塊垂直下沖速度極快。以一般100噸液壓沖床為例,滑塊每分鐘往復次數(shù)為75次,即單程一次只約需0.4秒。采用行程為100毫米進行拉伸作業(yè),若手在模內,沖床滑塊下沖傷指的時間約為0.1秒。而當操作者發(fā)現(xiàn)或感覺到滑塊下沖時,反應到大腦,再由大腦指揮手縮回的時間約為0.2-0.3秒,顯然手是來不及收回的。因此常造成傷指事故。所以安全防護設備和安全控制器件的使用(如安全光柵和安全繼電器),可以避免此類傷害事故的發(fā)生。
一臺安全的機器可以大大減少事故的成本。在機器的使用過程中,事故成本好比是一座漂浮的冰山,其10%的部分是在海平面以上,是我們可以看見的,如傷害的成本回復、雇主的責任成本。但有90%的部分是在海平面以下,是隱含的事故成本,我們往往所忽視的,如產(chǎn)品損毀、產(chǎn)品延誤、罰款、加班費用、停產(chǎn)損失等等。
所以,無論從企業(yè)生產(chǎn)成本的降低,還是從員工工作環(huán)境的提升、減少傷害事故的角度來看,企業(yè)管理者或機器生產(chǎn)商應該意識到機器安全的重要性。
2.安全標準規(guī)范
隨著機器的安全越來越被重視,世界上的各個組織或各個國家都制定了相關的安全標準和安全規(guī)范。歐盟,作為目前世界上最大的經(jīng)濟自由區(qū),已經(jīng)把對機器的安全要求上升到法律的高度――機械指令2006/42/EC。任何進入歐盟的機器,無論是新的或是二手的,都必須符合機械指令及其他相關指令的基本要求。
CE 認證標志是歐盟官方頒布的、統(tǒng)一再工業(yè)產(chǎn)品上使用的強制性標志。CE標志是一種產(chǎn)品合格標志,產(chǎn)品上施加有CE標志,就證明該產(chǎn)品符合歐盟頒布的有關新方法指令的要求,并已經(jīng)按規(guī)定對產(chǎn)品進行了合格評定。新方法指令主要是保障人身安全與健康、保障財產(chǎn)安全方面的要求,所以CE標志是一種產(chǎn)品安全合格的標志,不具有商業(yè)意義。
機械CE認證規(guī)定了基本安全與衛(wèi)生要求,同時,又進一步規(guī)定了制造商可依據(jù)標準來達到指令所規(guī)定基本安全與衛(wèi)生要求。標準為指令實施提供技術支撐,標準規(guī)定了實現(xiàn)指令基本要求的方法和措施。制造商要使其產(chǎn)品符合新方法指令所規(guī)定的基本要求,獲得CE認證,最好的方法就是按照標準來制造產(chǎn)品。常用的一些國家、歐洲和國際標準有:
EN 1050-1996 機械安全 風險評價
EN 292-1:1991 機器安全 基本概念與設計通則
EN 954-1 機械安全 控制系統(tǒng)有關安全部件 第1部分 設計通則
EN/IEC 60204 機械安全 機械電氣設備
EN/ISO 13894 機械的安全 控制系統(tǒng)有關的安全部件
EN/IEC 61508 主要涵蓋了電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)的功能安全
EN 418 緊急制動設備
EN 1088 與保護裝置有關的連鎖裝置 設計和選擇原則
EN 12415 機床 安全 小型數(shù)控車床和車削中心
EN 12417 機床 安全 加工中心
EN 12478 機床 安全 大型數(shù)控車床和車削中心
GB 5226.1-2002 機械安全 機床電氣設備 第1部分:通用技術條件
3.機器安全控制系統(tǒng)的構造
一臺機床的安全控制系統(tǒng)通常由安全輸入設備、安全控制電氣元件和安全輸出控制來組成。安全輸入設備有急停按鈕、安全門限位開關或聯(lián)鎖開關、安全光柵或光幕、雙手控制按鈕以及需要進行安全監(jiān)控的輸入信號(如上死點和下死點的安全位置信號)等。安全控制電氣元件包括有安全繼電器、監(jiān)控繼電器、安全PLC和安全總線。安全輸出控制通常則是主回路中的接觸器、繼電器或閥等。這樣一個安全控制電氣回路的設計,必須嚴格符合該臺機床的安全等級。
不同于輔助回路中的普通中間繼電器或普通PLC,安全繼電器、安全PLC有其特殊的結構。安全繼電器甚至在內部出現(xiàn)觸點焊死的故障情況下,也能夠把電源安全的從負載斷開。同時通過內部冗余、強制斷開觸點的結構、自檢測等功能,檢測內部電路和外部輸入和輸出控制回路的故障情況。而安全PLC以多處理器的冗余、相異技術,并帶有實時的自我檢測功能,同樣能夠保證控制系統(tǒng)的安全運行。
4.總結
綜上所述,歐盟CE認證對機械安全不僅有利于生產(chǎn)者的人身安全,也有利于企業(yè)的持續(xù)發(fā)展,提高機械產(chǎn)品的整體競爭力。它是每個企業(yè)家和設計者必須考慮的具有較大社會效益的行為。我們相信,通過國家標準的相繼出臺和認真貫徹實施、安全理念和安全技術越來越被人們廣為重視和接受,對于我國制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,提升國產(chǎn)產(chǎn)品在國際上的競爭能力,將起到舉足輕重的作用