ISO 12643-42023 制图技术制图技术设备和系统的安全要求第4部分转换设备和系统标准立项发展报告

制图技术制图技术设备和系统的安全要求第4部分:转换设备和系统标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:GraphicTechnology—SafetyRequirementsforGraphicTechnologyEquipmentandSystems—Part4:ConvertingEquipmentandSystems摘要随着全球印刷及制图技术产业的迅速升级，转换设备和系统在纸张加工、包装制造、标签印刷及复合材料处理等领域中的应用日益广泛。然而，该类设备结构复杂、运转速度高，涉及剪切、折叠、涂布、收放卷等多重危险源，作业人员面临机械伤害、卷入、异物飞溅及电气安全等多重风险。为统一全球范围内的安全技术要求，国际标准化组织（ISO）于2023年11月30日正式发布ISO12643-4:2023《制图技术设备和系统的安全要求第4部分：转换设备和系统》。本标准是ISO12643系列标准的重要组成部分，旨在为转换设备和系统的设计者、制造商、供应商及使用方提供全生命周期的安全技术规范。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术框架、主要安全要求及其在行业中的应用价值，并对主要起草单位的相关工作进行了介绍，旨在为标准推广实施和后续修订提供参考依据。该标准的发布将有效降低转换设备作业中的安全事故发生率，促进国际贸易中安全技术要求的协调一致，对提升我国印刷装备整体安全水平具有重要借鉴意义。关键词：制图技术；转换设备；安全要求；国际标准；ISO12643；机械安全Keywords:GraphicTechnology;ConvertingEquipment;SafetyRequirements;InternationalStandard;ISO12643;MachinerySafety一、引言1.1标准立项背景印刷与制图技术是现代工业体系中的重要基础性行业，其涵盖范围从传统的纸张印刷延伸至包装、标签、纺织、电子元件印制等众多领域。在这一产业链条中，“转换设备”（ConvertingEquipmentandSystems）扮演着将卷筒或平张基材（如纸张、薄膜、铝箔、复合材料等）经过印刷后处理工序转化成最终产品的关键角色，典型设备包括分切机、复卷机、模切机、折叠机、涂布机及复合机等。然而，转换设备因其高速运转的旋转部件、大型辊筒、剪切装置及收放卷系统，在运行和维护过程中存在严重的安全隐患。据统计，在全球印刷包装行业中，与转换设备相关的工伤事故占行业事故总量的相当比例，事故类型涵盖肢体卷入、切割伤、挤压伤乃至死亡事故。各国虽各自制定了相关安全技术法规，但由于技术指标和测试方法不统一，给设备的国际贸易流通和跨国企业的安全管理带来了显著障碍。在此背景下，国际标准化组织ISO/TC130（印刷技术委员会）依据机械安全领域的基础标准框架（如ISO12100），组织各成员国专家共同制定ISO12643系列标准。该系列标准以设备类型为划分单元，逐步构建起覆盖制图技术全流程设备的安全标准体系。1.2标准体系定位ISO12643系列标准为“制图技术设备和系统的安全要求”系列标准，其当前构成如下：-ISO12643-1:2024Part1:Generalrequirements（通用要求）-ISO12643-2Part2:Pressequipmentandsystems（印刷设备与系统）-ISO12643-3Part3:Bindingandfinishingequipmentandsystems（装订和整饰设备与系统）-ISO12643-4:2023Part4:Convertingequipmentandsystems（转换设备和系统）-ISO12643-5Part5:Stand-aloneplatenpresses（独立平压平模切机）ISO12643-4:2023作为本系列标准的第四部分，专门针对转换设备和系统的安全要求进行规范，填补了以往通用标准中对转换工序专用设备安全规定不足的空白。该标准与ISO12100（机械安全——设计通则风险评估与风险减小）形成相互支撑，并在具体条款中引用ISO13849-1（安全相关控制部件）、ISO13850（急停功能）和ISO13857（安全距离）等机械安全横向标准，构建了层次分明、逻辑严密的安全技术要求体系。二、标准主要内容2.1标准适用范围ISO12643-4:2023规定了转换设备和系统的安全要求，适用于以下类型的设备：-分切与复卷设备（SlittingandRewindingEquipment）-卷筒纸平压平/圆压圆模切设备（RotaryandFlatbedDie-CuttingEquipment）-折叠与折页设备（FoldingEquipment）-涂布与复合设备（CoatingandLaminatingEquipment）-卷筒给纸的印刷后处理联机设备（In-lineFinishingEquipmentforWeb-fedPrinting）标准同时明确了其适用范围包含设备的设计、制造、安装、调试、操作、清洁、维护和报废等全生命周期阶段。对于与转换设备配套的辅助装置（如自动导引车、物料搬运系统等），标准仅在涉及安全交互作用的范围内作了相应规定。2.2主要安全要求2.2.1机械危险防护-卷入危险：对暴露的旋转辊筒、牵引辊和输送装置，要求设置固定防护罩或联锁防护装置。防护装置的设计和定位应满足ISO13857规定的安全距离要求。-剪切危险：对分切刀、模切刀等切割部件，要求配备联锁防护门或光幕等电敏保护设备（ESPE），并要求满足IEC61496相关性能等级。-飞溅与碎片危险：对高速运转部件可能产生的碎片飞溅，防护装置应具有足够的机械强度和抗冲击性能。-收放卷区域的特殊防护：对于卷筒更换区域，标准特别规定了操作空间尺寸、安全操作程序和必要的辅助升降装置配置要求。2.2.2控制系统安全要求在控制系统安全方面，标准明确规定与安全相关的控制部件（SRP/CS）应依据ISO13849-1进行设计，并达到性能等级PLd及以上的要求。具体包括：-安全联锁回路应采用双通道冗余结构，具备故障自检测能力（DC≥99%）；-急停功能应符合ISO13850要求，急停按钮应在操作位、维修位等多处便于触及的位置布置；-安全功能回路与非安全功能回路应实现物理隔离，避免共用失效引发安全功能失效；-设备的重启联锁功能应确保在安全防护装置未全部闭合前无法启动设备。2.2.3电气安全要求标准引用了IEC60204-1（机械电气安全——第1部分：通用要求）的适用条款，对转换设备的电气系统提出了以下要求：-电气设备防护等级应不低于IP54（在粉尘和飞溅液体环境下作业的设备）；-动力电路和控制电路应分别设置过载保护和短路保护装置；-设备应设置主电源隔离开关，并具备挂锁/挂牌（LOTO）功能，便于维护作业安全进行。2.2.4人机工程与操作安全标准强调操作界面和操作位置应符合人机工程学原则，包括：-操作面板和急停按钮的位置应便于操作人员在正常操作站位迅速触及；-设备噪声应符合ISO11201规定的测量方法和限值要求；-工作区域照明应满足相关标准的最低照明要求。2.3验证方法标准为各项安全要求规定了相应的验证方法，包括设计审查、功能测试、测量和检查等。针对安全功能要求，标准要求制造商提供安全功能验证记录和技术文件，以确保符合规定的性能等级要求。三、标准修订的企事业单位3.1主要起草单位该标准由ISO/TC130（印刷技术委员会）归口管理。TC130成立于1969年，秘书处目前由日本工业标准调查会（JISC）承担，其主要工作范围涵盖印刷技术的术语、测试方法、质量要求和安全要求等。TC130下设多个工作组（WG），其中与安全标准相关的为WG7（Safety）。WG7负责制定和修订ISO12643系列安全标准及其相关技术报告。3.2重点单位介绍——德国海德堡印刷机械股份公司在ISO12643-4:2023的起草和修订过程中，德国海德堡印刷机械股份公司（HeidelbergerDruckmaschinenAG，以下简称“海德堡”）作为WG7的核心专家成员单位，发挥了关键性技术主导作用。海德堡成立于1850年，总部位于德国海德堡市，是全球最大的单张纸胶印机制造商之一，同时其产品线涵盖印后装订和转换设备。公司在机械设备安全设计领域拥有超过半个世纪的技术积累，其安全工程团队长期参与ISO、CEN（欧洲标准化委员会）和德国DIN标准制定工作。在本标准的修订过程中，海德堡主要承担了以下工作：1.危险源分析与风险评估方法建议：基于其丰富的设备制造和用户反馈数据，海德堡专家团队提交了大量关于转换设备实际运行中典型事故场景的分析报告，为标准中危险源识别条款的完善奠定了数据基础。2.安全控制系统设计技术输入：海德堡在安全PLC和安全驱动系统方面的工程实践，为标准中关于安全相关控制部件PLd等级要求的制定提供了技术依据和可行性验证。3.验证方法草案编制：海德堡与TÜV莱茵等第三方检测认证机构协作，提出了一系列适用于转换设备的安全功能验证测试方法建议，有效地提升了标准的可操作性和可验证性。4.国际协调推进：海德堡利用其全球销售和服务网络，广泛收集了欧洲、北美和亚洲主要市场对转换设备安全法规的差异信息，为标准条款的国际协调和兼容性做出了重要贡献。四、标准实施的意义与影响4.1对制造企业的意义ISO12643-4:2023的发布为全球转换设备制造商提供了统一的设计和安全评估依据。对于制造企业而言，按照该标准进行产品设计和验证，一方面可以有效降低产品在出口过程中因安全技术指标不一致而面临的合规风险；另一方面，标准中蕴含的系统化风险评估和安全设计理念，有助于企业建立起覆盖产品全生命周期的安全管理体系，从而全面提升产品质量和市场竞争力。4.2对用户企业的价值对于使用转换设备和系统的印刷包装企业，该标准为设备采购选型、安全验收和日常管理提供了明确的技术依据。用户企业可以依据标准中的安全技术要求，对拟采购设备进行安全性能评估和验收测试，有效避免引入不符合安全要求的设备。同时，标准中对维护作业安全的规定，也为企业制定安全操作规程和维护保养制度提供了参考框架。4.3对标准化工作的推动ISO12643-4:2023的发布进一步完善了ISO12643系列标准体系的架构。该标准与第1部分（通用要求）及其他部分形成了有机衔接，体现了国际标准制定中以设备类型为主线、以通用要求为基础的系统化标准设计思路。同时，在修订过程中充分纳入了IEC61496、IEC60204-1等基础安全标准的最新版本要求，确保了标准与相关横向标准的协调一致。五、结论与展望ISO12643-4:2023作为制图技术领域安全标准的第四部分，系统规定了转换设备和系统的安全技术要求，其发布填补了国际标准体系中针对转换设备安全专项规范的空白。该标准充分吸收和引用了ISO12100、ISO13849-1等机械安全领域的最新基础标准成果，并针对转换设备特有危险源提出了有针对性的技术要求，具有较高的技术先进性和行业适用性。当前，全球印刷包装产业正加速向智能化、数字化转型，转换设备日益向高速化、联动化、自动化方向发展，人机协作场景不断增多。在这一趋势下，转换设备的安全技术要求面临新的挑战，包括人与协作机器人共同作业时的安全距离控制、智能运维模式下的联锁防护要求、数据互联环境下的功能安全保障等。建议我国相关标准化技术机构和企业密切关注ISO12643系列标准的最新发展动态，积极跟踪并参与后续修订工作，同时加快推动该标准的转化采纳工作，结合国内产业实际制定相应国家标准或行业标准，提升我国转换设备制造行业的整体安全技术水平和国际竞争力。参考文献[1]ISO12643-4:2023,Graphictechnology—Safetyrequirementsforgraphictechnologyequipmentandsystems—Part4:Convertingequipmentandsystems[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2023.[2]ISO12100:2010,Safetyofmachinery—Generalprinciplesfordesign—Riskassessmentandriskreduction[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2010.[3]ISO13849-1:2023,Safetyofmachinery—Safety-relatedpartsofcontrolsystems—Part1:Generalprinciplesfordesign[S].Genev