机床 安全 电火花机床 编制说明

《机床安全电火花机床》编制说明（征求意见稿）12一、工作简况本项目根据《国家标准化管理委员会关于下达2023年第四批推荐性国家标准计划及相关标准《机床安全电火花机床》；主要起草单计划应完成时间：16个月。2主要工作过程本项目是ISO28881：2022国际标准采标项目，ISO/TC39/SC10负责该国际标准起草工作。考虑到该国际标准化组织的国内对口技术组织是全国金属切削机床标准化技术委员会（SAC/TC22因此在标准立项申报阶段，全国特种加工机床标准化技术委员会（SAC/TC161）与全国金属切削机床标准化技术委员会（SAC/TC39）经协调达成了标准联合归口事宜，共同开展标准研制工作。标准研制过程主要分为以下几个阶段：（1）起草阶段ISO28881：2022的前一版本是ISO28881：2013，SAC/TC161在2008年曾经组织国内电加工机床领域的骨干企业实质性参与该国际标准的制定工作，由于当时国内外的电加工机床制造水平差距明显，2013年版国际标准中的诸多技术要求在国内一直没有得到推广实施。但是，在2013年版国际标准正式发布后，TC161就组织国内专家开展了国际标准翻译工作，并在少数几家龙头企业开展相关技术要求的标准验证工作。上述工作成为了ISO28881：2022国际标准采标的基础。在2023年12月底收到标准正式立项文件后，TC161即刻面向特种加工机床领域的机床制造企业、科研院所、高等院校、用户及检验检测机构等公开征集标准项目参与单位，组成更加广泛的标准起草工作组开展标准研讨和编制工作。TC161于2024年5月24-25日在江苏泰州举行了《机床安全电火花机床》国家标准首次研讨会，SAC/TC161、SAC/TC22两个标委会秘书处以及标准起草单位专家及代表共35人参会，会上针对标准申报草案及其总体技术内容进行了讨论。6月11日，TC161秘书处组织包含国外电加工机床制造商在内的9家起草单位的专家通过视频会议的方式，针对首次会议提出的问题进行了讨论，初步达成了标准技术内容的修改方案。经过一个多月的努力，形成了标准讨论稿，并由TC161秘书处于7月21-23日组织举行了《机床安全电火花机床》国家标准第二次研讨会。会上，对前期修改的规范性引用文件、术语和定义、危险清单、安全要求和防护措施、附录等技术内容进行了系统梳理，并明确了后续标准完善的分工和目标。在标准起草阶段，工作组成员基于国际标准原文及国家标准申报草案，多次利用线上通讯和线下研讨等手段，对标准草案反复进行论证修改，几易其稿，于2024年10月9日向TC161秘书处提交了标准征求意见稿及编制说明。秘书处在审核相关文件材料后，于2024年10月14日上传国家标准制修订管理系统并发起标准征求意见。（2）征求意见阶段2024年10月14日—12月14日，SAC/TC161、SAC/TC22就《机床安全电火花机床》征求意见稿及编制说明在两个标委会分别向全体委员及专家广泛征求意见。33主要参加单位、工作组成员及其所做工作本标准由苏州电加工机床研究所有限公司、北京理工大学、江苏冬庆数控机床有限公司、东莞台一盈拓科技股份有限公司、通用技术集团机床工程研究院有限公司、哈尔滨工业大学、北京市电加工研究所有限公司、中国石油大学（华东）、沙迪克（厦门）有限公司、三菱电机大连机器有限公司、北京阿奇夏米尔工业电子有限公司等单位共同起草。二、标准编制原则及主要内容1标准编制原则本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》、GB/T1.2—2020《标准化工作导则第2部分：以ISO/IEC标准化文件为基础的标准化文件起草规则》的规定进行起草。在编写标准时，遵循面向市场、服务产业、立足国内、对标国际的原则，结合试验验证及应用推广，努力使标准语句更加符合我国电加工机床行业习惯，文字表述更加简洁清楚，以求充分体现标准的经济合理性和市场适应性，便于生产企业和用户使用。2标准主要内容本文件规定了电火花加工机床和电火花加工系统的安全要求和防护措施，例如：——手动控制电火花成形机床或电火花钻孔机床；——数值控制电火花成形机床或电火花钻孔机床；——数值控制电火花线切割机床。本文件电火花加工机床和电火花加工系统，不适用于电弧蚀除和电化学加工设备。本文件还适用于电火花加工过程的辅助设备。2.1关于第1章“范围”概括了标准的技术内容，规定了标准的适用范围。具体如下：本文件规定了电火花加工机床和电火花加工系统的安全要求和防护措施，例如：——手动控制电火花成形机床或电火花钻孔机床；——数值控制电火花成形机床或电火花钻孔机床；——数值控制电火花线切割机床。本文件还给出了由制造商提供给用户的信息。本文件考虑了电火花加工机床和电火花加工系统在正常车间环境和非爆炸环境中的预期使用和合理可预见的误用，包括运输、安装、调试、维护、修理以及为搬移和报废进行的拆卸。本文件适用于电火花加工机床和电火花加工系统，不适用于电弧蚀除和电化学加工设备。本文件还适用于电火花加工过程的辅助设备。本文件涉及在预期和由制造商可合理预见的误用条件下使用的电火花加工机床和电火花加工系统有关的重大危险、危险情况或危险事件。本文件适用于文件发布日期后制造的机床。本文件确定了电火花加工机床和电火花加工系统安全相关部件的必要等级及安全类别，这些设备和系统在GB/T16855.1—2018中有定义。2.2关于第2章“规范性引用文件”4国际标准第二章列出了所涉及的规范性引用文件共46项，包括25项ISO标准、13项IEC标准和8项EN标准。经查，我国相关专业标准化技术委员会已经对其中的22项ISO标准、9项IEC标准和4项EN标准进行了翻译，并以等同采用或修改采用的方式发布为我国的国家标准。2.3关于第3章“术语和定义”为了更好地理解标准中出现的术语，标准界定了31项术语及其定义（包括4项二级术语涉及电加工机床的技术和装备、功能部件、工作液及其参数、操作模式、电磁兼容等。其中，数值控制（数控）、使能装置、保持-运行控制装置、性能等级四项术语及其定义来源于相关专业领域的标准，并对其定义进行了直接或修改采用，其他术语均为自行定义。2.4关于第4章“重大危险清单”国际标准基于ISO12100：2010的表B.1列出了与电火花机床相关的所有重大危险、危险情况及事件（见本标准的表1），包括危险类型、危险来源、操作场景及危险区域，涉及机械危险、电气危险、噪声危险、辐射危险、材料/物质产生的危险、人类工效学危险、与机器使用环境有关的危险及组合危险，并要求特别注意电气危险、可燃性工作液、危害物质及电磁辐射等。重大危险清单还指出了各种危险所对应的安全要求与防护措施的具体条款（见本标准的表3），为标准技术内容的对照执行提供了方便。值得一提的是，国外的机床设计者和制造商特别重视风险评估，标准专门设置重大危险清单的章节，阐述风险评估的目的是识别、估计和评价需要降低的风险以及转移给用户的剩余风险，风险评估的过程相比所选方法或工具更具重要性，风险评估的优势在于过程的严谨性而非结果的精确性，因而国际标准所述的安全要求和防护措施都是以风险评估为基础的，旨在呼吁电加工机床设计人员应当集中关注机床使用寿命期间可能发生的危险，机床制造商应当通过风险评估来消除已经识别的危险或减小其产生的影响。2.5关于第5章“安全要求与防护措施”首先，标准明确要求电火花机床及系统应当符合第5章所列的安全要求和防护措施，鉴于标准技术内容可能无法完全覆盖所有危险，存在其他未涉及的不太重要的危险，标准同时提出机床及系统的设计原则应当符合GB/T15706—2012/ISO12100：2010的规定。其次，电火花机床的元件故障和控制系统故障的风险评估导则需符合GB/T16855.1—2018/ISO13849-1：2015的规定，并且将安全功能的可靠性要求定义为性能等级，提出了电加工再次，针对自动模式、设置模式、放电校正模式、MO服务模式等不同的操作模式，以及操作停止、紧急停止等不同的停止功能，国际标准都分别提出了安全相关技术要求。最后，在本标准第4章重大危险清单的基础上，提出了电加工机床及系统的安全要求和防护措施，不仅细化了各类危险情况和事件，而且针对具体的安全要求和防护措施给出了检验方法，例如测试、测量、计算、目视检查或文件分析等，大多数检验方法都有对应的引用标准（见本标准的表2.6关于第6章“使用信息”使用信息主要包括二个方面：一是标记、标志和文字警告，例如铭牌的相关安全信息；二是使危险物质、电磁兼容等相关安全信息，有关电加工操作特别推荐包含机床制造商提供的必要的安全5信息，以及有关噪声的安全信息。总之，在电火花机床使用寿命期间可能对操作人员和其他在预期使用条件下进入危险区域的人员造成的危险，都应当通过文本、文字、标志、信号、符号、图表等形式向有关人员传送安全信息。2.7关于附录A“示例和示意图”附录A是资料性附录，列出了电火花加工机床及系统的安全功能为满足相关性能等级而涉及的9个示例及示意图，包括EMC屏蔽、火灾探测和排抽气的工作区屏蔽示例、机床屏蔽示例，排抽气装置接口示例，火灾探测系统接口示例，机床安全功能电路图示例，监控工作液液位和温度冗余性示例，带线性电极变换器的电火花成形机床示意图，带机器人的电火花成形机床示意图，以及电火花线切割机床示意图。2.8关于附录B“噪声测试规范”在标准的第6章中，有关噪声的使用信息包括噪声声压级、测量不确定度、测量噪声时机床运行情况、噪声测量方法、最大声压值及其测量点、噪声发射的声明等。而附录B正是针对以上噪声使用信息的详细要求，它规定了在标准化条件下高效执行电加工机床噪声发射值的确定、声明和验证所需的所有信息，以及噪声测量方法、安装和操作条件。附录B的主要技术内容包括A-计权声功率水平测定、工作站A-计权发射声压水平测定、机床的安装条件和运行条件、信息记录、测试报告、噪声发射值的声明和验证，这对于正确实施电加工机床噪声测试具有较强的指导意义。2.9关于附录C“特定区域防火规范示例”附录C也是资料性附录，它参考日本MAS810：2017给出了特定区域防火规范案例，比较全面地介绍了相关设备（如工作液和工作液箱、各类安全检测设备、自动灭火器等）、使用标准（如工作液种类和液面高度、安全装置及操作、维护和检查、运行环境及各种火灾风险案例等）、自发水压试验（如试验装置及步骤、判定等）的技术内容。3解决主要问题目前我国在电火花加工机床安全规范方面仍采用上世纪90年代的强制性国家标准GB13567—1998《电火花加工机床安全防护技术要求》，一些防火、有害气体、电磁兼容的安全要求和防护措施无法满足当前的技术发展水平和国内外应用需求。ISO28881：2022是目前全球范围内专门针对电火花机床的一项安全技术标准，较为全面地提出了电火花机床及系统的安全要求和防护措施，技术要求规范、检验方法科学，已经被多个电火花机床制造强国所采用。我国的电火花加工机床在特种加工机床领域内属于量大面广的产品，新的安全要求技术标准亟需在国内推广实施，不仅有利于促进国产装备与国际标准接轨，提高我国电火花机床的市场竞争力，而且能够推动国内机床制造商开展采标验证和风险评估等工作，不断提升国产电火花机床的安全与防护水平。三、试验验证情况在编写本标准时，起草工作组的部分单位根据先进的国际标准技术内容，在自主研制的电火花机床上开展了标准验证工作，重点围绕标准第5章的安全要求和防护措施清单进行了检测与试验，验证了本标准的技术要求先进、检测方法科学。同时，在标准验证过程中，国外机床制造商生产的电火花机床在电磁兼容、防火措施等方面做得更加规范，而国内机床制造商显然存在不小的差距，这也将是本标准发布实施后需要进一步引导国内企业开展风险评估和技术攻关的重点方向和内容。四、涉及专利问题的说明6本标准不涉及有关专利等知识产权问题。本标准的发布机构不承担识别专利的责任。五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用情况随着现代工业的迅速发展，众多领域及产品向高、精、尖方向发展，一些高强度、高硬度、高脆性的难加工材料应用越来越广泛，零件尺寸也向着更大或更小的极端方向发展，不仅零件形状更加复杂，加工精度和表面质量要求也越来越高，这给加工制造技术提出了新的要求。电火花加工是在介质中利用工具、工件电极之间脉冲放电产生的电蚀作用对零件材料进行加工的特种加工方法，基于该方法研制的装备统称为电火花机床。随着工业基础制造水平和数控技术的发展，电火花机床在国民经济各行各业的难加工领域发挥着重要作用，已经成为我国制造业的重要组成部分。然而，在电火花机床的使用过程中会产生电磁辐射、有害气体甚至发生火灾等危险，从而导致人身和财产损失。随着电火花机床的广泛应用，电火花加工过程中的设备安全、工艺安全和环境安全受到了国内专业技术管理人员的重视。全国特种加工机床标准化技术委员会早在上世纪90年代就组织编写了电火花机床的安全技术标准，对该类机床的安全要求和防护措施提出了明确规定，对机床制造商和用户正确操作设备、提高安全及防护意识起到了引领性的规范作用。2007年开始，负责机床安全领域国际标准化工作的ISO/TC39/SC10组织包括中国在内的多个成员国共同起草电加工机床的安全标准，并于2013年首次发布为ISO28881：2013，2022年4月machines”。与我国早期研制的相关安全技术