Introduzione
Questo articolo fornisce indicazioni pratiche sulle pratiche di lavoro sicure durante l'utilizzo di fresatrici CNC, centri di lavoro CNC e macchine per intaglio ad alimentazione manuale/integrata. È rivolto ai datori di lavoro e a chiunque abbia il controllo sull'utilizzo di queste macchine. Anche gli operatori delle macchine troveranno utili queste informazioni.
Storia degli incidenti
L'industria della lavorazione del legno ha uno dei tassi più elevati di incidenti causati dal contatto con macchinari in movimento. La maggior parte di questi è dovuta al contatto delle mani o delle dita dell'operatore con le lame rotanti. Analisi degli incidenti indagati da STYLECNC ha scoperto che le cause più comuni erano:
1. guardie inadeguate o mancanti;
2. formazione inadeguata o assente degli operatori.
Formazione e informazione
È importante che la macchina sia dotata delle necessarie protezioni e che gli operatori della macchina siano formati per utilizzarle e svolgere il lavoro che devono svolgere in sicurezza. La formazione è particolarmente importante per coloro che sono coinvolti nella manutenzione, nell'impostazione e nella pulizia per garantire che queste attività siano svolte in modo sicuro. Nessuno dovrebbe essere autorizzato a lavorare su una macchina per la lavorazione del legno a meno che non abbia dimostrato competenza. È consigliabile che gli operatori competenti siano autorizzati per iscritto da una persona responsabile (direttore, dirigente senior ecc.). Ciò farà quindi parte dei registri di formazione. Chiunque supervisioni l'uso delle attrezzature di lavoro deve anche aver ricevuto una formazione adeguata e sia gli operatori che i supervisori devono avere accesso alle informazioni e, ove appropriato, alle istruzioni scritte.
Requisiti legali
I requisiti legali che regolano l'uso di queste macchine sono contenuti in Uso sicuro della lavorazione del legno
macchinari. Provision and Use of Work Equipment Regulations 1998 (PUWER) applicato ai macchinari per la lavorazione del legno. Questo documento fornisce consigli pratici sull'uso sicuro dei macchinari per la lavorazione del legno e copre la fornitura di informazioni e formazione, nonché aspetti di protezione e manutenzione.
Quando si acquista una nuova macchina, questa deve essere corredata da una dichiarazione di conformità e avere il marchio CE. I progettisti e i produttori devono conformarsi ai requisiti essenziali di sicurezza della Direttiva Macchine e alle relative normative dell'Associazione Europea di Libero Scambio (EFTA).
Valutazione del rischio
Esistono molti modelli di macchine diversi con vari gradi di complessità. Tutte le macchine devono essere installate secondo le specifiche del produttore e con i servizi corretti. Ciò deve includere un'aspirazione sufficiente per la rimozione di trucioli e polvere. Non modificare mai una macchina in alcun modo senza prima aver consultato il produttore/fornitore e aver ricevuto conferma che la modifica non comprometterà la sicurezza/integrità della macchina. Ogni macchina ha le proprie caratteristiche e configurazioni che è necessario tenere in considerazione nell'identificazione dei pericoli e nella valutazione dei rischi. È necessario considerare i seguenti pericoli:
1. espulsione del pezzo in lavorazione o della fresa: assicurarsi che siano fissati saldamente prima di iniziare;
2. contatto con frese rotanti e dispositivi di cambio utensile automatici (ove installati);
3. intrappolamento e schiacciamento causati da tavoli o teste di lavorazione in movimento;
4. movimento o avvio imprevisti causati da guasti al sistema di controllo;
5. emissione acustica eccessiva;
6. la produzione di polvere e trucioli;
7. dispositivi automatici di movimentazione e carico (ove installati);
8. dispositivi di serraggio pneumatici e a vuoto (ove installati);
9. programmazione sicura delle velocità di rotazione e di avvicinamento dell'utensile da taglio, compatibili con il materiale in lavorazione;
10. Ogni nuovo programma dovrebbe essere sottoposto a una "prova a secco" a velocità ridotta in caso di errori, per evitare collisioni ecc.
Figura 1a
Piccolo router CNC a telaio a C/sopraelevato con protezione a distanza fissa. Devono essere controllati anche i rischi di schiacciamento o intrappolamento tra parti fisse e mobili della macchina.
Figura 1b
Macchina con telaio a C/braccio a sbalzo con paraurti sensibili alla pressione.
Router CNC e centri di lavorazione CNC
I router CNC e i centri di lavorazione CNC hanno 2 categorie principali:
1. Telaio a C/braccio a sbalzo/sospeso;
2. Telaio a portale (portale/portale).
Telaio a C/braccio a sbalzo/sospeso
Queste macchine, a volte chiamate fresatrici aeree, sono dotate di un'unità di testa singola o multifunzione montata su un braccio a sbalzo/telaio a C che si sposta lungo il tavolo o rimane fermo mentre il tavolo di lavoro si sposta sotto di esso, vedere le Figure 1a, b e c.
Figura 1c
Macchina con struttura a C/braccio a sbalzo con tappeti di sicurezza.
Telaio a portale (portale/portale)
Queste macchine sono dotate di un'unità di testa singola o multifunzione montata su un telaio a portale (portale/portale) che può muoversi sopra il tavolo di lavoro o rimanere fermo mentre il tavolo di lavoro si sposta sotto di essa, vedere Figura 2.
Figure 2
Macchina a portale (telaio a portale/portale) con recinzione parziale e barriera fotoelettrica.
Le applicazioni del centro di lavorazione CNC potrebbero includere applicazioni di fresatura, alesatura verticale e orizzontale, scanalatura e sagomatura. Tutte queste sono servite da un cambio utensile multiposizione montato adiacente all'unità testa o posizionato sul telaio della macchina, vedere Figura 2. È importante che venga utilizzato l'utensile corretto, adatto alla macchina e all'applicazione. Gli utensili devono anche essere mantenuti in buone condizioni.
La maggior parte delle macchine opera su 3 assi, X e Y (movimento orizzontale) e Z (movimento verticale). Alcune macchine hanno la possibilità di operare con asse di rotazione verticale e orizzontale (macchine a 5 assi) e tutti questi assi dovranno essere presi in considerazione nella valutazione del rischio. Ciò è particolarmente importante per la raccolta di polvere e trucioli e la traiettoria dei frammenti di scarto espulsi dal pezzo in lavorazione.
salvaguardia
I router CNC possono essere protetti da una varietà di protezioni fisse, ma tutte le distanze di sicurezza devono essere conformi agli standard. Se le protezioni fisse devono essere smontate dall'utente per scopi di manutenzione o pulizia, ecc., i loro sistemi di fissaggio devono rimanere attaccati alla protezione o alla macchina quando la protezione viene rimossa, ad esempio devono essere dotati di viti che rimangono attaccate alla protezione.
Tuttavia, poiché i sistemi di controllo sui router si sono evoluti dal controllo manuale al CNC, il grado di intervento dell'operatore durante il processo di lavorazione è diminuito. L'aggiunta di strutture di carico e scarico automatiche e di cambio utensile automatico ha ulteriormente ridotto la necessità di un approccio ravvicinato all'area di taglio. Ciò ha consentito ai produttori di adottare metodi di protezione diversi dalla protezione ravvicinata tradizionalmente utilizzata su vecchie macchine azionate manualmente.
Su macchine di grandi dimensioni è prassi normale impedire l'accesso all'area di taglio durante il processo di lavorazione mediante una recinzione, vedere Figura 3. Lo scopo della recinzione è impedire:
1. accesso alla zona pericolosa;
2. l'espulsione di una parte dell'utensile;
3. qualsiasi rischio di schiacciamento o intrappolamento tra parti fisse e mobili della macchina.
Figure 3
Centro di lavorazione CNC all'interno di una cabina completamente chiusa.
L'accesso al recinto è normalmente richiesto per:
1. carico o scarico del pezzo in lavorazione;
2. pulizia, regolazione o regolazione;
3. cambio utensile.
Laddove sia necessario entrare in un recinto, allora dovrebbe essere tramite una porta interbloccata che impedisca l'accesso mentre le frese e altre parti pericolose sono in movimento. Qualsiasi interblocco utilizzato dovrebbe essere conforme agli standard. I requisiti del recinto includono:
1. fornire protezione fino ad almeno 1.8 m dal livello del pavimento;
2. realizzati con materiali resistenti agli urti, in grado di contenere pezzi in lavorazione o componenti di macchine espulsi;
3. avere un avviso acustico o visivo (ad esempio una luce gialla) dell'imminente avvio;
4. avere un dispositivo di arresto di emergenza (all'interno dell'involucro) che arresti l'avvio se necessario; ■ avere un dispositivo di controllo per ripristinare l'interblocco della porta conforme agli standard. Questo dovrebbe essere posizionato all'esterno dell'involucro ma in una posizione che consenta una chiara visuale dell'interno. Non dovrebbe essere raggiungibile dall'interno dell'involucro;
5. dotati di dispositivi di riduzione del rumore laddove le macchine producano livelli di rumore superiori a 85 dB(A).
Al posto di una recinzione completa è possibile utilizzare altre misure di sicurezza, come:
1. chiusure parziali, con o senza barriere/travi fotoelettriche (Figura 2);
2. paraurti sensibili alla pressione (Figura 1b);
3. tappetini sensibili alla pressione (Figura 1c).
La scelta delle misure di sicurezza dipenderà dalla valutazione del fabbricante/progettista, volta a garantire il rispetto dei requisiti essenziali di sicurezza previsti dalla Direttiva Macchine e dalle relative normative dell'Associazione europea di libero scambio (EFTA).
Se ci sono aperture, allora si dovrebbero usare delle tende per proteggere dal rischio di espulsione di parti di utensili o parti del pezzo in lavorazione. Dovrebbero quindi essere in grado di superare un test di impatto che trattiene un proiettile da 100 g quando colpito a una velocità di 70 m/s.
Qualora sia necessario un accesso poco frequente, ad esempio solo per operazioni di manutenzione, è possibile utilizzare una protezione fissa (Figura 1a). Ciò a condizione che siano state adottate le misure necessarie per impedire un avvio accidentale durante gli interventi di manutenzione sulla macchina (vedere "Manutenzione").
Deve inoltre essere presente un efficace sistema di ventilazione locale (LEV) integrato nella macchina per rimuovere polvere e schegge.
frenata
Dovrebbe essere previsto un freno elettrico automatico per il/i mandrino/i dell'utensile in modo che si fermino entro dieci secondi.
Meccanismo di cambio utensile
In alcuni casi, la protezione dell'area di taglio impedisce il contatto con il cambio utensili. In altri casi, potrebbe essere presente un magazzino utensili separato dall'area di lavorazione, dotato di un proprio sportello di accesso. Tali sportelli di accesso devono essere interbloccati con il cambio utensili e, se è previsto l'accesso agli utensili da taglio, anche con questi ultimi. Durante il cambio utensile manuale, non deve sussistere alcun rischio di rotazione del portautensili durante l'inserimento o la rimozione degli utensili stessi. Utilizzare comandi a pulsante "mantieni premuto" o comandi a scatto singolo per indicizzare il portautensili (vedere anche "Selettore di modalità").
Manutenzione
Tutti i dispositivi di sicurezza devono essere controllati a intervalli regolari da una persona adeguatamente formata e competente (in possesso delle necessarie competenze, conoscenze ed esperienza). Tale controllo deve tenere conto della frequenza di utilizzo della macchina, nonché delle raccomandazioni del fornitore o del produttore. È necessario registrare i dettagli di tutti i controlli di manutenzione e ispezione, in particolare le azioni correttive individuate e la conferma della loro effettiva esecuzione.
Alcune operazioni di manutenzione potrebbero richiedere l'isolamento sicuro della macchina per evitare avviamenti accidentali. L'isolamento elettrico sicuro significa che l'energia elettrica è spenta e sono inoltre previste precauzioni idonee per garantire che rimanga spenta. La riconnessione involontaria deve essere impedita, ad esempio interrompendo la trifase con mezzi meccanici e disponendo di una funzione di blocco.
Interruttore di selezione della modalità
Laddove le macchine siano progettate per essere azionate durante l'impostazione con le protezioni mobili interbloccate e/o i dispositivi di protezione disattivati, deve essere fornito un interruttore di selezione della modalità per selezionare tra le modalità di funzionamento di lavorazione e di impostazione. Nella modalità di funzionamento di impostazione della macchina, se le protezioni mobili sono aperte e/o i dispositivi di protezione sono disattivati, qualsiasi movimento pericoloso dovrebbe essere possibile solo quando sono stati soddisfatti diversi requisiti, tra cui:
1. la rotazione del mandrino e il movimento del singolo asse sono controllati da un dispositivo di controllo/abilitazione hold-to-run;
2. il movimento del singolo asse deve essere limitato a una velocità di 2 m/min o a incrementi di 10 mm;
3. Se è prevista la rotazione dell'utensile, questa deve essere limitata a un massimo di 300 giri/min e la rotazione dell'utensile deve arrestarsi in meno di 2 rotazioni dopo il rilascio del controllo hold-to-run.
I dispositivi di controllo hold-to-run e i dispositivi di abilitazione per i movimenti degli utensili o degli assi devono essere posizionati sul pannello di controllo principale e/o su un set di comandi mobili collegati alla macchina tramite un cavo fisso o wireless (se in dotazione).
Macchine per intaglio ad alimentazione manuale/integrata
Si tratta di macchine di tipo overhead/C-frame con un singolo mandrino portautensili/testa di lavoro posizionata sopra un tavolo. Il tavolo può essere in grado di muoversi in un massimo di 3 direzioni (X, Y e Z). Le velocità di esecuzione possono variare da 6000 giri/min a 24 000 giri/min. Il pezzo in lavorazione viene normalmente alimentato alla macchina in una direzione opposta alla direzione del mandrino portautensili. Ciò può essere fatto manualmente, come su alcune macchine più vecchie, vedere Figura 4, o con un sistema di alimentazione del pezzo integrato in cui il pezzo in lavorazione viene trattenuto e controllato meccanicamente durante l'operazione di lavorazione.
Custodire gli strumenti
Anello di protezione
Figure 4
Fresatrice verticale/a C azionata manualmente, con protezione ad anello e possibilità di cambio utensile.
Dovrebbe essere montata una protezione ad anello regolabile e autochiudente che impedisca l'accesso all'utensile dall'alto e dai lati. La protezione ad anello dovrebbe poggiare sul pezzo in lavorazione durante la lavorazione e la sua superficie inferiore dovrebbe rimanere parallela al tavolo. Può essere realizzata in un unico pezzo o consistere in un anello di pressione in combinazione con una protezione avvolgente che consenta il cambio utensile, ad esempio mediante un coperchio incernierato non interbloccato che può essere bloccato manualmente in posizione chiusa, vedere Figura 4. Per ridurre al minimo il rischio di espulsione, la protezione ad anello dovrebbe applicare una forza compresa tra 50 N e 150 N al pezzo in lavorazione.
Il diametro interno della protezione ad anello dovrebbe consentire il montaggio dell'utensile con il diametro più grande per cui la macchina è progettata. Tuttavia, se il diametro massimo dell'utensile supera gli 80 mm, allora dovrebbero esserci almeno 2 protezioni ad anello con diametri interni diversi. La protezione ad anello dovrebbe avere una connessione alla ventilazione di scarico locale ed essere realizzata da:
■ acciaio con spessore della parete di almeno 1.5 mm;
■ lega leggera con spessore di parete di almeno 3 mm;
■ policarbonato con spessore della parete di almeno 3 mm;
■ altro materiale plastico avente una resistenza all'impatto almeno uguale o migliore di quella del policarbonato da 3 mm;
■ ghisa con spessore della parete di almeno 5 mm.
Supporto di protezione ad anello Il supporto di protezione ad anello dovrebbe consentire di muoversi automaticamente con la testa del mandrino e consentire che la sua superficie inferiore sia impostata parallelamente al tavolo, qualunque sia la posizione del tavolo. Dovrebbe anche consentire di regolare la protezione ad anello in modo che possa tenere conto della lunghezza massima dell'utensile per cui è progettata la macchina. La regolazione dovrebbe essere possibile senza l'ausilio di un utensile.
frenata
Dovrebbe essere previsto un freno automatico elettrico o meccanico per il mandrino dell'utensile, in modo che si fermi entro dieci secondi.
Attrezzatura (Tooling)
Tutte le frese utilizzate su macchine per intaglio a mandrino singolo ad alimentazione manuale o integrata con diametro superiore a 16 mm devono essere del tipo a limitazione di truciolo.
