GB 12557—2024《木工机床 安全技术规范》标准修订解读

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吴尚璟

(福建省机械科学研究院,福建福州350003)

摘要:木工机床安全是关乎木工机床行业健康高效发展的决定性因素。随着木工机床行业的快速发展,木工机床的安全性和可靠性要求对比GB12557-2010《木工机床安全通则》制定时存在一定的提升,因此,将其修订为GB 12557-2024《木工机床安全技术规范》。文章主要分析了GB 12557-2024的修订背景,对比了两个版本标准在章节和主要安全技术内容上的变化,2024版标准做了较大的改动以满足当前行业发展的需求,对降低我国木工机床在运行、维护、调整等多方面的风险以及促进木工机床产业升级有着重要意义。

关键词:木工机床;安全性;标准;行业发展

中图分类号:TP212.14 文献标识码:A 文章编号:1005-1937(2025)03-019-07

Abstract: The safety of woodworking machinery is a critical factor determining the healthy and high-efficiency development of the industry. With the rapid development of the woodworking machinery industry, safety and reliability requirements have advanced significantly since the enactment of GB 12557-2010 Woodworking machines Safety code. Consequently, the standard has been revised and upgraded to GB 12557-2024 Woodworking machines Safety technical specification. This paper primarily analyzes the revision background of GB 12557-2024 and compares the changes in the structure and key safety technical content between the two versions. The 2024 version introduces substantial modifications to meet the current needs of industrial development. It is of great significance for reducing risks associated with the operation, maintenance, and adjustment of woodworking machinery in China and for promoting the industrial upgrading of the sector.

Key words: wood working machines; safety; standards; industry development

木工机床是切削实木、刨花板、纤维板、胶合板和有塑料贴面或贴边材料的机床,在加工过程中存在着一定的安全风险。目前我国木工机床行业发展迅猛,已经形成配套较为完整的产业链和产业集群,并进入相对成熟的发展阶段。木工机床生产定制化、智能化及各种先进制造技术层出不穷,数控机床、自动化集成生产线也已规模化生产,并逐渐形成胶东半岛、长三角、珠三角等几大产业集群[1]。但是,多年以来,木材加工行业的三大公害-安全、噪声、粉尘一直困扰着人们,克服和消除三大公害是国内几代人努力奋斗的目标[2]。标准对产业升级和规范具有引领作用,制定木工机床安全技术国家标准,就是要从制度上和管理上制定设备维护的各项操作规程和安全防护的规则,避免设备故障以及保护人身安全。这对提高我国木工机床的安全性和装备制造水平,促进行业的技术进步以及促进我国木工机床产品进一步占领国际市场均有重要的意义。

强制性国家标准GB 12557-2010《木工机床 安全通则》于2010年12月1日发布,2011年10月1日实施,该标准规定了木工机床的安全技术要求,适用于除木工手提机外的所有木工机床,降低了木工机床的各类危险并规范了木工机床产品质量。近年来,随着木工机床行业的快速发展,木工机床的性能不断提升,对木工机床的安全要求也呈现不断上升的趋势,GB 12557-2010《木工机床安全通则》已经出现了不适配的情况,因此对其进行修订具有重要的现实意义。该标准的修订以GB12557-2010《木工机床安全通则》为基础,对整个木工机床行业安全的规范和引领具有重要的作用。

作者简介:吴尚璟(1979一),女,高级工程师,主要从事机械设计与制造、标准化研究工作。

2024年9月29日,修订后的GB12557-2024《木工机床安全技术规范》正式发布,将于2025年10月1日正式实施。

本文将对修订后的GB 12557-2024《木工机床安全技术规范》的主要技术内容按章节进行解读,重点分析其与GB 12557-2010《木工机床安全通则》在木工机床安全要求上的差异,以期提高整个木工机床行业对标准的理解,助力标准的实施和木工机床行业的技术提升。

1 范围

修订后的标准适用于固定式、可移动式的木工锯机,木工刨床,木工铣床,木工钻床,木工槽机,木工车床,木工磨光机,木工联合机,木工辅机,木工多工序机床,木工接合、组装和涂布机等除手提式木工机床外的所有木工机床,规定了这些木工机床的安全技术要求和检验方法。明确标准适用范围有助于各类木工机床在设计、制造、使用、检验等环节进行统一的安全管理,可以有效地避免由于标准适用范围模糊而带来的安全风险。

2 规范性引用文件

修订后的标准引用了多项最新的国家标准,与标准内容相互结合,为标准的修订和实施提供了技术依据,使标准的各项安全要求及技术指标更加合理可靠和具有可操作性。对比GB12557--2010《木工机床安全通则》,修订后的标准在"规范性引用文件"章节删除了GB/T 2893.1-2004和GB 2894-2008等标准,更新了GB 4208、GB/T5226.1等标准的最新现行版本,增加了GB/T 19671-2022、GB/T 44902-2024等标准。

3 术语与定义

对比GB12557--2010《木工机床安全通则》,修订后的标准直接引用GB/T44902-2024《木工机床安全共同性要求》中"术语和定义"章节的内容,涉及木工机床的多种操纵方式、部件、安全防护装置、可能存在的危险等方面,统一了术语概念,保障了行业内沟通交流的一致性,有效避免了因术语理解不一致而造成标准实施的差异。例如,对"钻头""可拆卸的动力进给装置"等机床部件的定义,阐释了其在木工机床操作运行过程中所起的作用,可为相关机床部件的安装使用提供明确的依据和指导。

4 安全要求和/或措施

修订后的标准删除了GB12557-2010《木工机床安全通则》中的"危险一览表",该部分内容详见GB/T44902-2024《木工机床安全共同性要求》的附录A,将GB 12557-2010《木工机床安全通则》中"安全要求和/或措施"的内容拆分为三个章节,分别为修订后标准的第4章"安全要求和/或措施"、第5章"机械危险的安全要求及防护措施"和第6章"其他危险的安全要求和防护措施",并对相应内容进行修订。

修订后标准的第4章"安全要求和/或措施"的主要内容是从本质安全设计原则出发,对机床控制系统的安全性和可靠性、控制器件、起动、安全停止、刀轴的制动、模式选择、刀具的变速、动力源故障、手动复位控制、停止检测和监控、运动部件的速度监控、时间延迟和远程服务等方面提出安全技术要求。

4.1 控制器件

删除了GB12557--2010《木工机床安全通则》中的"操纵器的一般要求",只对手动控制器件的安装高度提出了要求,使其离地高度的范围为600~1800 mm,以满足人类工效学的要求,其他则不作强制要求。

4.2 手动复位控制

增加了"手动复位控制"要求,手动复位控制对机床排故后安全重启起到重要作用。要求必须在所有安全功能和防护装置就位,并导致停机的故障解除后才可以使用手动复位控制撤销停止指令,以保证机床重新启动后不会因为安全功能或防护装置未就位而处于不安全状态。

4.3 停止检测和监控

增加了"停止检测和监控"要求,停止检测和监控功能可以保障机床处于停止状态时的安全性。要求在防护锁定解除和与机床零部件运动联锁等情况发生时需要进行停止检测,并确保机床已经完全停止。只有在机床运行停止时,才需要持续监测停止状态,假如机床不能保持停止状态,则需要马上启动紧急停止,避免机床在非计划情况下运转而产生危险。

4.4 运动部件的速度监控

增加了"运动部件的速度监控"要求,超速的运动部件可能会引发安全事故。要求速度监测装置需要在有限速要求的机床部件实际速度超过设计速度5%时,确保驱动运动部件的装置自动停止,以避免超速而导致冲击、碰撞等危险。

4.5 时间延迟

增加了"时间延迟"要求,设定时间延迟对机床的操作安全起着重要作用。时间延迟主要用于联锁装置。要求所设定的延迟时间不小于最大惯性运动时间,确保只能在机床的惯性运动完成后才能使联锁装置解锁并进行下一步操作,防止由于惯性运动而引发危险。时间延迟器应是固定的,或其延时调整装置是密封的,以避免出现由于人为随意调节延迟时间而造成安全事故的情况。

4.6 远程服务

增加了"远程服务"要求,在产业智能化和数字化的推进中,远程服务将逐渐应用于机床的运行和维护中。要求如果机床使用远程服务,应确保整个服务过程流畅、完整、可靠且不会干扰机床的正常运行和维护,使得远程服务能快速响应和处理机床在运行和维护过程中出现的安全问题。

5 机械危险的安全要求及防护措施

由于木工机床存在切削速度高(刀轴转速有的可高达30000r/min,刀轴转动惯性大、制动时间长等问题,而且还存在大量手动进给的机床,因此机械危险是木工机床的主要危险。与木工机床相关的主要机械危险为抛射危险、挤压危险、剪切危险、缠绕危险、引入或卷入危险以及冲击危险等。

该章节的主要内容是对机床的稳定性、运转中的断裂危险、刀夹和刀具的设计、制动、防护装置、防止进入危险运动部件、冲击危险、夹紧装置、抛射的防止、工件的支承和导向等机床可能产生的机械危险提出安全防护要求。

5.1 刀夹和刀具的设计

在"刀夹和刀具的设计"中增加了需要主轴固定场合的要求,要求在该场合下需配备主轴保持/固定的装置,以避免在更换刀具时主轴发生意外转动而造成伤害。还补充了在使用圆锯片的机床上对法兰盘的要求,要求法兰盘的外夹紧直径不小于锯片最大设计直径的1/4,如果配备有两个法兰盘,其夹紧面的宽度应不小于3mm,形状应为中凹,两个法兰盘的外径公差为±1mm(如图1所示),保证锯片可以紧紧地固定在主轴上,使得高速转动的锯片不会出现松动或偏移的情况。

图1 法兰盘示意图

1.圆锯片;2.压紧法兰盘:3.定位法兰盘 注₁为锯片直径;D₂为法兰盘直径;b为夹紧面宽度。

5.2 制动

删除了GB12557--2010《木工机床安全通则》中的主轴制动功能试验,该部分内容详见GB/T 44902-2024《木工机床安全共同性要求》中的附录D。为了可以手动转动刀轴,在"制动"中增加了用于释放刀轴制动器的控制器件的要求,要求仅当刀轴完全停止转动时,控制器件才可以释放制动器,以确保刀轴制动的安全性。

5.3 防护装置

删除了GB12557-2010《木工机床安全通则》中的"自调式防护装置"要求。将作为活动式防护装置之一的自调式防护装置的安全要求调整至修订后标准的"活动式防护装置的联锁"要求中,不再单独列出。要求有且仅当带联锁的活动式防护装置闭合时,才能允许机床运行,避免机床在防护装置打开的情况下运行而使操作人员处于危险的工作环境中。

5.3.1 "保持-运行"控制

增加了"保持-运行"控制要求,要求将"保持-运行"控制器安置在能让操作者清楚看见的危险区域。针对线性运动,应保证停止距离或运动部件反向移动距离足够短,以避免发生任何剪切、挤压或冲击危险。

5.3.2 双手控制

增加了"双手控制"要求,要求双手控制机床危险运动应安排在能让操作者清楚看见的危险区域,并且至少为GB/T19671-2022中规定的II A类。

5.3.3 电敏保护设备(ESPE)

增加了"电敏保护设备(ESPE)"要求,规定其需满足GB/T 19436.2-2013定义的2型ESPE有源光电保护装置(AOPD)或3型ESPE激光扫描器(AOPDDR)的要求。

5.3.4 压敏保护设备(PSPE)

增加了"压敏保护设备(PSPE)"要求,规定其可以是压敏垫、压敏缓冲器或触发板等类似装置。

5.3.5 使能控制

增加了"使能控制"要求,规定使能控制器应用GB/T 5226.1-2019中10.9描述的二位置型式或三位置型式。

5.4 防止进入危险运动部件

删除了GB12557-2010《木工机床安全通则》中的"自动化和机械化",该部分要求在修订后标准的"防止进入危险运动部件"中得以体现。调整了"防止进入危险运动部件"的章节结构,将防止与刀具接触的防护内容分为了在刀具切削区的防护和在刀具非切削区的防护。

要求在刀具切削区内利用带联锁的活动式防护装置(每周需接触刀具或进给机构一次以上时,且危险运动停止时间不超过10s或惯性运转时间超过10s的机床还需配备防护锁定装置)、固定式和带联锁的活动式防护装置的组合、组合式防护装置(若固定式或活动式防护装置不能有效保护加工中的刀具部件时)和触发装置(如电敏防护装置等)去防止与刀具接触。在刀具非切削区内则是通过固定防护装置(需要开口时,开口量和到危险点之间的距离应遵照安全距离进行设计)、"保持-运行"控制器(避免运动部件和固定部件发生相互挤压和剪切)、固定式防护装置保护传动机构(存在需要进入传动机构的情况时采用与刀具驱动联锁的活动式防护装置)、采用消除或减少生产线各装置可能发生的危险的设计、其他安全装置(如压敏防护装置等)、给进给机构配备限位装置等方式进行防护。

5.5 冲击危险

在"冲击危险"中增加了可能造成冲击危险的运动部件的限速要求,要求这些运动部件的运动速度不应高于25m/min,以减小冲击危险对机床操作者造成的伤害。

5.6 抛射的防止

在"抛射的防止"中增加了安装止逆器和分料刀作为安全防护装置的要求,要求止逆器动作灵活、可靠、作用范围大、刚度、强度和抗冲击能力足够等;分料刀则有材质、结构、尺寸参数以及安装方面的要求(如图2~4所示),保证止逆器和分料刀能有效防止工件抛射所造成的伤害。也特别指出了机床的控制器件可能会增加机床的抛射风险,因此要求在存在抛射风险的机床上,仅在机床停止时才能调整工作台与夹紧装置的间距。

图2 与锯片尺寸相应的分料刀厚度

注:b为切口(切削宽度);t₁为锯片厚度;t₂为分料刀厚度

图3 分料刀的定位极限

图4 分料刀的形状

1.可接受的分料刀形状;2.不能接受的分料刀形状;3.阴影区域为锯片防护装置安装在分料刀上机床的分料刀的形状

5.7 工件的支承和导向

在"工件的支承和导向"中增加了辊轮进给的要求,即在辊轮进给处(如上料和/或下料端),辊轮之间的间隙应保证不产生挤压和卷入危险,以使最小尺寸的工件能实现稳定送料。并删除了GB 12557-2010《木工机床安全通则》中的"多工序机床",该部分要求在修订后标准的"工件的支承和导向"中得以体现。

6 其他危险的安全要求和防护措施

由于木工机床存在噪声、振动、粉尘三大公害,因此除机床的机械危险外,还需对机床的火灾和爆炸、噪声、木屑和粉尘的排放、电气设备、人类工效学和搬运、照明、气动装置、液压装置、电磁兼容性、激光、静电、装配错误、隔离、维修和相关但不重大的危险等非机械危险提出安全防护要求。

6.1 火灾和爆炸

在"火灾和爆炸"中补充了一个阻止和降低火灾和爆炸危险的措施,即防止静电放电。

6.2 噪声

修改了"噪声"中表1《各类机床及机床生产线噪声的最大声压级限值》的内容(增加了如木工多轴数控槽机、木工框锯机等多种机床及生产线的最大声压级限值),同时要求采取降噪手段后还无法满足表中噪声限值要求的机床应在销售资料和使用说明书中附相关说明。

6.3 木屑和粉尘的排放

在"木屑和粉尘的排放"中对吸尘空气速度不作强制要求,该部分内容见GB/T44902-2024《木工机床安全共同性要求》中的6.3。

6.4 电气设备

在"电气设备"中增加了多项木工机床的电气设备要求,如安装电源切断开关、具备多项电气设备的保护措施(如过热保护、异常温度保护)、电气元件及外壳的防护等级需与GB 4208-2017中IP54的要求相符、操作板器件位置需满足人类工效学要求、外露导电部分按规定与保护联结电路连接等,以保障电气设备的安全运行。

6.5 人类工效学和搬运

在"人类工效学和搬运"中增加了液压油缸、压缩气缸和储油罐的放置要求,要求应将这三个部件安置在便于装填、排流管道能到达处,可提高操作的安全性以及操作者的舒适度,并能降低搬运过程中的危险。

6.6 照明

对机床上安装照明增加了多项规定,例如通/断开关不应装在灯头座上或软线上、局部照明线路两导线间的标称电压不超过50V以及用于照明的导线如未接地都需采用单独的过电流保护器件防护短路等,确保机床正常运行时,照明安全且充足。

6.7 气动装置

在"气动装置"中具体列出了GB/T 7932-2017《气动对系统及其元件的一般规则和安全要求》适用于修订后标准的内容,以保障气动系统运行的安全性和可靠性。要求气动系统设计时需结合预定操作和使用情况进行危险评估,保证可预见的误操作不会造成危险。所有的元件和管路都需明确指出规定的操作和运行条件且应在额定范围内工作,并保证气动系统能可靠地运行。为了避免震颤和压力波动产生的危险,气动系统须具备限压的方法。

6.8 液压装置

将GB/T3766-2015《液压系统通用技术条件》适用于修订后标准的内容在"液压装置"中具体列出,确保液压系统能安全可靠运行。与气动装置相似,要求液压系统设计时需结合预定操作和使用情况进行危险评估,保证可预见的误操作不会造成危险。所有的元件和配管都需遵照供应商的要求进行选择、安装和使用,明确指出其规定的操作和运行条件,并确保当系统开始预期工作时它们能在额定范围内可靠运行。为了避免压力升高或降低产生的危险,液压系统须具备限压的方法。

6.9 隔离

增加了"隔离",并规定了相关要求,以避免机床相关动力源和残余能量对操作者直接造成伤害。具体要求为:1)机床应具备隔离动力源和释放储存能量的技术手段并可验证,避免释放或中断能源后,残余能量引起意外运动。如果储存的能量造成危险,需有储能释放的手段;2)若机床上配备制动系统(不是机械制动器),则应安装一个需手动断开才能使电源切断开关关闭的阻断器,或不应使电源切断开关和停止控制器在同侧,如出现在控制面板同侧的情况,则两者之间的水平距离应不小于1200mm;3)如果气源除夹紧外还有其他用途,则需采用手动锁紧机械阀门的方式切断气源供应。该机械阀门应可以通过例如挂锁等方式将其固定在断开位置。不应切断管道来释放残余气压;4)如果气动系统未配备存气装置而且存在切断气源后会引发危险运动的情况,则可以安装一个不带锁定的快速作用离合器,在气源切断或部分切断时便于检测,使操作者可以任意进行转换;5)如果只有一个单独的电气开关控制液压系统,则可以切断液压系统电源。如果液体存放在管道或者储存器里,则需要释放残余压力的方法,如使用阀,但是不可以采用切断管道的方法。

6.10 其他修改

删除了GB12557--2010《木工机床安全通则》中的"振动"和"辐射",不再强制要求。

7 使用信息

该章节提出了对机床上的警告装置、标志和使用说明书的要求。

7.1 警告

将GB/T 15706-2012中的6.4.3的内容在"警告"中具体化,要求在出现危险情况之前,应使用视觉信号(如闪光灯)和听觉信号(如报警器)作为预警的警告装置,其中视觉信号和听觉信号应是含义明确且易于识别的,以保证在危险情况发生前,操作者能及时发觉并采取措施保护自身安全。

7.2 标志

在"标志"中具体列出了机床在整个预期寿命内的标志,且要求标志清晰、明确。标志可使用雕刻、蚀刻等手段或通过铆钉和粘贴标签或铭牌的方法永久固定在机床上,确保在机床整个预期寿命内都可以方便直接地查看机床的基础信息。需列出的标志包括:1)机床制造商的名称和地址;2)型号、名称、主参数等信息;3)生产日期(是指制造完成的那一年);4)机床的识别码(如果有);5)额定参数(电压,频率,额定电流等);6)如果机床配备气源,则需放置一个永久警告标牌在电源切断装置附近,不可用切断电源的方式关闭气源;7)如果配备气动/液压系统,则需提供额定压力值;8)所有隔离器的功能都应在机床对应切断开关附近进行标识;9)如果机床配备激光装置,确保在机床操作位置附近会有警告标识和用眼防护的建议。

7.3 使用说明书

重新提炼并调整"使用说明书"的内容,要求使用说明书中需要包括各项安全和正确使用机床的指南,并且需对残余风险进行告知或警示,使操作者能够按规定正确且安全地使用机床,避免因不当操作而导致安全事故。使用说明书的内容包括:1)机床自身的信息(包括机床、配件、防护装置的详细说明,机床的适用范围等);2)机床的使用信息(包括预定使用、手动控制器、设定和调整、停机模式和方法等信息);3)机床运输、搬运、贮存信息;4)噪声数据、参考使用的测量方法(包括测量不确定度)以及电气设备的技术文件;5)机床的维修信息(包括安全功能检查的性质和频次等);6)机床拆卸、停用、报废信息。

8 结束语

木工机床行业经过多年发展,对木工机床的安全性愈加重视。GB 12557-2024《木工机床安全技术规范》的发布和实施对提高木工机床的安全性有着深远的意义,标志着我国木工机床行业在安全性和可靠性发展上的重大提升。

本文主要介绍了GB12557--2024《木工机床安全技术规范》修订背景和意义、主要内容以及与原标准GB12557--2010《木工机床安全通则》在标准技术内容上的差异,章节和内容均作了较大的调整和更改,使得内容更加全面、科学合理和可操作。依据此标准将有助于进一步提升我国木工机床企业的安全生产水平,使我国木工机床产品的制造质量跻身世界一流水平,以推动中国的木工机床产品更好地占领国外市场,提高我国木工机床企业的经济效益。

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(收稿日期:2025.09.01)