introdución
Este artigo ofrece orientación práctica sobre prácticas de traballo seguras ao usar fresadoras CNC e centros de mecanizado CNC, así como máquinas de tallado con alimentación manual/integrada. Está dirixido a empresarios e outras persoas que teñen control sobre o uso destas máquinas. Os operadores de máquinas tamén atoparán esta información útil.
Historial de accidentes
A industria da carpintería ten unha das taxas máis altas de accidentes causados por contacto con maquinaria en movemento. A maioría destes débense ao contacto das mans ou dos dedos do operador coas fresas en rotación. Análise dos accidentes investigados por STYLECNC descubriu que as causas máis comúns eran:
1. proteccións inadecuadas ou ausentes;
2. formación inadecuada ou falta de formación do operador.
Formación e información
É importante que a máquina estea equipada coas medidas de seguridade necesarias e que os operadores da máquina reciban formación para usalas e realizar o traballo que se espera que fagan de forma segura. A formación é especialmente importante para as persoas implicadas no mantemento, axuste e limpeza para garantir que estas actividades se realicen de maneira segura. Ninguén debe ter permiso para traballar nunha máquina para traballar a madeira a menos que teña demostrado a súa competencia. É aconsellable que os operadores competentes sexan autorizados por escrito por unha persoa responsable (director, xerente, etc.). Isto formará parte dos rexistros de formación. Calquera persoa que supervise o uso do equipo de traballo tamén debe ter recibido a formación adecuada e tanto os operadores como os supervisores deben ter acceso á información e, se procede, a instrucións por escrito.
Requisitos legais
Os requisitos legais que rexen o uso destas máquinas están recollidos no documento Uso seguro da carpintería
maquinaria. Regulamento de subministración e uso de equipos de traballo de 1998 (PUWER) aplicado á maquinaria para a carpintería. Este documento ofrece consellos prácticos sobre o uso seguro da maquinaria para a carpintería e abrangue a subministración de información e formación, así como aspectos de protección e mantemento.
Ao mercar unha máquina nova, esta debe ir acompañada dunha declaración de conformidade e ter a marca CE. Os deseñadores e fabricantes deben cumprir os requisitos esenciais de seguridade da Directiva de máquinas e os regulamentos asociados da Asociación Europea de Libre Comercio (AELC).
Avaliación de riscos
Existen moitos deseños de máquinas diferentes con distintos graos de complexidade. Todas as máquinas deben instalarse segundo as especificacións do fabricante e deben proporcionarse os servizos correctos. Isto debe incluír unha extracción suficiente para a eliminación de virutas e po. Nunca modifiques unha máquina de ningún xeito a menos que teñas consultado primeiro co fabricante/provedor e recibido a confirmación de que a modificación non prexudicará a seguridade/integridade da máquina. Cada máquina ten as súas propias características e configuración, que debes ter en conta ao identificar os perigos e avaliar os riscos. Deberás considerar os seguintes perigos:
1. expulsión da peza de traballo ou da fresa: asegúrese de que estean ben suxeitas antes de comezar;
2. contacto con fresas rotatorias e cambiadores automáticos de ferramentas (se estean instalados);
3. atrapamento e esmagamento causados por mesas móbiles ou cabezales de mecanizado;
4. movemento ou arranque inesperados causados por fallos no sistema de control;
5. emisión excesiva de ruído;
6. a produción de po e lascas;
7. dispositivos automáticos de manipulación e carga (cando estean instalados);
8. dispositivos de fixación pneumáticos e de baleiro (cando estean instalados);
9. programación segura da rotación das ferramentas de corte e das velocidades de aproximación compatibles co material que se está a procesar;
10. Calquera programa novo debería ter unha "execución en seco" a velocidade lenta en caso de erros, para evitar colisións etc.
Imaxe 1a
Fresadora CNC pequena con estrutura en C/teito superior e protección de distancia fixa. Tamén se deben controlar os riscos de calquera perigo de esmagamento ou atrapamento entre as pezas fixas e móbiles da máquina.
Imaxe 1b
Máquina con bastidor en C/brazo en voladizo con parachoques sensibles á presión.
Fresadoras CNC e centros de mecanizado CNC
Os fresadores CNC e os centros de mecanizado CNC teñen dúas categorías principais:
1. Bastidor en C/brazo en voladizo/superior;
2. Estrutura do pórtico (pórtico/poste de portería).
Bastidor en C/brazo en voladizo/sobreelevado
Estas máquinas, ás veces denominadas fresadoras aéreas, teñen unha unidade principal única ou multifunción montada nun brazo en voladizo/bastidor en C que se move pola mesa ou permanece estacionario mentres a mesa de traballo se move debaixo del; véxanse as figuras 1a, b e c.
Figura 1c
Máquina con bastidor en C/brazo en voladizo con alfombras de seguridade.
Marco de pórtico (pórtico/poste de portería)
Estas máquinas teñen unha unidade principal única ou multifunción montada nun marco de pórtico (pártico/poste de portería) que pode moverse sobre a mesa de traballo ou permanecer estacionaria mentres a mesa de traballo se move debaixo dela; véxase a Figura 2.
figura 2
Máquina de pórtico (marco de pórtico/poste de portería) con peche parcial e barreira de luz.
As aplicacións dos centros de mecanizado CNC poden incluír aplicacións de fresado, mandrinado vertical e horizontal, ranurado e conformado. Todas elas funcionan mediante un cambiador de ferramentas multiposición montado xunto á unidade principal ou colocado no bastidor da máquina; véxase a Figura 2. É importante usar a ferramenta correcta, axeitada para a máquina e a aplicación. As ferramentas tamén deben manterse en bo estado.
A maioría das máquinas funcionan en 3 eixes, X e Y (movemento horizontal) e Z (movemento vertical). Algunhas máquinas teñen a capacidade de funcionar con eixes de rotación verticais e horizontais (máquinas de 5 eixes) e todos estes eixes deberán terse en conta na avaliación de riscos. Isto é especialmente importante para a recollida de po e virutas e a traxectoria dos fragmentos de residuos expulsados da peza.
Salvagarda
As fresadoras CNC poden estar protexidas por unha variedade de protectores fixos, pero as distancias de seguridade deben cumprir as normas. Se o usuario vai desmontar os protectores fixos para fins de mantemento ou limpeza, etc., os seus sistemas de fixación deben permanecer unidos ao protector ou á máquina cando se retire o protector, por exemplo, deben estar equipados con parafusos que permanecen unidos ao protector.
Non obstante, a medida que os sistemas de control das fresadoras evolucionaron do control manual ao CNC, o grao de intervención do operador durante o proceso de mecanizado diminuíu. A adición de instalacións automáticas de carga e descarga e de cambio automático de ferramentas reduciu aínda máis a necesidade de achegarse á zona de corte. Isto permitiu aos fabricantes adoptar métodos de protección que difiren da protección estreita que se usaba tradicionalmente nas máquinas antigas de funcionamento manual.
En máquinas grandes, é práctica normal impedir o acceso á zona de corte durante o proceso de mecanizado mediante un recinto, véxase a Figura 3. O propósito do recinto é evitar:
1. acceso á zona de perigo;
2. a expulsión dunha parte da ferramenta;
3. calquera perigo de esmagamento ou atrapamento entre as partes fixas e móbiles da máquina.
figura 3
Centro de mecanizado CNC dentro dunha carcasa completa.
Normalmente, requírese acceso ao recinto para:
1. cargar ou descargar a peza de traballo;
2. limpeza, axuste ou configuración;
3. cambio de ferramentas.
Cando sexa necesario entrar nun recinto, debe ser a través dunha porta con bloqueo que impida o acceso mentres as fresas e outras pezas perigosas estean en movemento. Calquera bloqueo utilizado debe cumprir as normas. Os requisitos do recinto inclúen:
1. proporcionando protección ata polo menos 1.8 m desde o nivel do chan;
2. estar feitos de materiais resistentes aos impactos capaces de conter as pezas ou os compoñentes da máquina expulsados;
3. ter un aviso audible ou visual (por exemplo, unha luz amarela) do arranque inminente;
4. ter un dispositivo de parada de emerxencia (dentro da carcasa) que deteña a posta en marcha se é necesario; ■ ter un dispositivo de control para restablecer o bloqueo da porta que cumpra as normas. Este debe estar situado fóra da carcasa, pero nunha posición que permita unha visión clara do interior. Non debe ser accesible desde dentro da carcasa;
5. con funcións de redución do ruído cando as máquinas producen niveis de ruído superiores a 85 dB(A).
En lugar dun peche completo, pódense empregar outras medidas de seguridade, como por exemplo:
1. pechamentos parciais, con ou sen barreiras/feixes de luz (Figura 2);
2. parachoques sensibles á presión (figura 1b);
3. alfombras sensibles á presión (figura 1c).
A escolla das medidas de seguridade escollidas dependerá da avaliación do fabricante/deseñador para garantir que se cumpren os requisitos esenciais de seguridade da Directiva de máquinas e os regulamentos asociados da Asociación Europea de Libre Comercio (AELC).
Se hai algunha abertura, débense usar cortinas para protexer contra o risco de expulsión de partes de ferramentas ou partes da peza de traballo. Polo tanto, deben ser capaces de superar unha proba de impacto que suxeite un proxectil de 100 g cando se golpea a unha velocidade de 70 m/s.
Cando se requira acceso pouco frecuente, por exemplo, só para operacións de mantemento, pódese usar unha protección fixa (Figura 1a). Isto sempre que se tomen as medidas necesarias para evitar un arranque accidental mentres se traballa na máquina (véxase "Mantemento").
Tamén debe haber unha ventilación de extracción local (LEV) eficaz integrada na máquina para eliminar o po e as lascas.
Freada
Debería haber un freo eléctrico automático para o(s) husillo(s) da ferramenta de xeito que se deteñan en dez segundos.
Mecanismo de cambio de ferramentas
Nalgúns casos, o peche da área de corte evitará o contacto co cambiador de ferramentas. Noutros casos, pode haber un almacén de ferramentas separado da área de mecanizado e que teña a súa propia porta de acceso. Estas portas de acceso deben estar interbloqueadas co cambiador de ferramentas e, se hai acceso ás fresas, tamén interbloqueadas con elas. Durante o cambio manual de ferramentas, non debe haber risco de rotación do portaferramentas mentres se insiren ou retiran as ferramentas. Utilice controis de "manter para funcionar" ou controis colgantes dun só paso para indexar o portaferramentas (véxase tamén "Interruptor de selección de modo").
Mantemento
Todos os dispositivos de seguridade deben ser revisados por unha persoa debidamente formada e competente (alguén coas habilidades, coñecementos e experiencia necesarios) a intervalos regulares. Isto debe ter en conta o uso que se fai da máquina, así como as recomendacións de calquera provedor ou fabricante. Rexistrar os detalles de calquera comprobación de mantemento e inspección e, en particular, calquera acción identificada e a confirmación de que se realizaron.
Algúns mantementos poden requirir que a máquina estea illada de forma segura para evitar o arranque accidental. O illamento eléctrico seguro significa que a enerxía eléctrica está desconectada e que tamén existen precaucións axeitadas para garantir que permaneza desconectada. Débese evitar a reconexión accidental, por exemplo, cortando o trifásico por medios mecánicos e tendo un dispositivo de bloqueo.
Interruptor de selección de modo
Cando as máquinas estean deseñadas para funcionar durante o axuste cos resguardos móbiles interbloqueados e/ou os dispositivos de protección desactivados, débese proporcionar un interruptor de selección de modo para seleccionar entre os modos de funcionamento de mecanizado e de axuste. No modo de funcionamento de axuste da máquina, se os resguardos móbiles están abertos e/ou os dispositivos de protección desactivados, calquera movemento perigoso só debería ser posible cando se cumpran varios requisitos, incluíndo:
1. a rotación do fuso e o movemento dun só eixe están controlados por un dispositivo de control/activación de funcionamento mantenido;
2. o movemento dun só eixe debe limitarse a unha velocidade de 2 m/min ou incrementos de 10 mm;
3. Se se proporciona a rotación da ferramenta, esta debería limitarse a un máximo de 300 revolucións/min e a rotación da ferramenta debería deterse en menos de 2 rotacións despois de soltar o control de funcionamento mantido.
Os dispositivos de control de funcionamento fixo e os dispositivos de activación para os movementos de ferramentas ou eixes deben estar situados no panel de control principal e/ou nun conxunto de controis móbiles conectados á máquina por un cable fixo ou sen fíos (se se proporciona).
Máquinas de tallado de alimentación manual/integrada
Trátase de máquinas tipo C/bastidor superior cun único fuso/cabezal de traballo situado enriba dunha mesa. A mesa pode moverse en ata 3 direccións (X, Y e Z). As velocidades de funcionamento poden variar de 6000 rpm a 24 000 rpm. A peza de traballo normalmente aliméntase á máquina nunha dirección oposta á dirección do fuso da ferramenta. Isto pode ser manual, como nalgunhas máquinas máis antigas (véxase a Figura 4), ou cun sistema integrado de alimentación de pezas de traballo onde a peza de traballo se suxeita e controla mecanicamente durante a operación de mecanizado.
Gardando as ferramentas
Garda de anel
figura 4
Fresadora manual con marco en C/suspensión superior e anel de protección que ten a opción de cambiar a ferramenta.
Debería haber unha anel protectora axustable e de peche automático que impida o acceso á ferramenta desde arriba e polos laterais. A anel protectora debe descansar sobre a peza de traballo durante o mecanizado e a súa superficie inferior debe permanecer paralela á mesa. Pode estar feita dunha soa peza ou consistir nun anel de presión en combinación cunha protección envolvente que permita o cambio de ferramenta, por exemplo, mediante unha tapa articulada non interbloqueada que se poida bloquear manualmente na posición pechada, véxase a Figura 4. Para minimizar o risco de expulsión, a anel protectora debe aplicar unha forza de entre 50 N e 150 N á peza de traballo.
O diámetro interno do anel protector debe permitir o montaxe da ferramenta co diámetro maior para o que está deseñada a máquina. Non obstante, se o diámetro máximo da ferramenta supera os 80 mm, debería haber polo menos 2 anel protector con diferentes diámetros internos. O anel protector debe ter unha conexión á ventilación de extracción local e estar fabricado con:
■ aceiro cun grosor de parede de polo menos 1.5 mm;
■ aliaxe lixeira cun grosor de parede de polo menos 3 mm;
■ policarbonato cun grosor de parede de polo menos 3 mm;
■ outro material plástico que teña unha resistencia ao impacto polo menos igual ou superior á do policarbonato de 3 mm;
■ ferro fundido cun grosor de parede de polo menos 5 mm.
Soporte da protección do anel O soporte da protección do anel debe permitir que se mova automaticamente coa cabeza do fuso e que a súa superficie inferior se axuste paralela á mesa, sexa cal sexa a posición da mesa. Tamén debe permitir axustar a protección do anel de xeito que poida ter en conta a lonxitude máxima da ferramenta para a que está deseñada a máquina. O axuste debe ser posible sen axuda dunha ferramenta.
Freada
Debería haber un freo automático eléctrico ou mecánico para o eixo da ferramenta de xeito que pare en dez segundos.
Tooling
Calquera fresa utilizada en máquinas de tallado dun só mango con alimentación manual/integrada que teña máis de 16 mm de diámetro debe ser do tipo con limitación de virutas.
