ISO 19085-62024 木工机械 - 安全 - 第6部分单轴垂直成型机（“toupies”）标准立项发展报告

木工机械—安全—第6部分：单轴垂直成型机（“toupies”）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:WoodworkingMachines—Safety—Part6:SingleSpindleVerticalMouldingMachines(Toupie)摘要关键词：木工机械；单轴垂直成型机；机械安全；ISO19085；标准化；安全防护Keywords:Woodworkingmachines;Singlespindleverticalmouldingmachines;Machinerysafety;ISO19085;Standardization;Safetyguarding一、引言1.1研究背景木工机械是木材加工与家具制造产业的核心装备，其安全性能直接关系到操作人员的生命健康与企业安全生产水平。单轴垂直成型机（Singlespindleverticalmouldingmachines，又称“toupies”或“立轴铣”）是木材加工中用于成型铣削、开榫、造型等工序的典型设备，广泛应用于实木家具、门窗制造、建筑构件及装饰材料等领域。该设备通过垂直布置的主轴带动成型刀具高速旋转，对工件进行切削加工，具有加工精度高、生产效率高和适应性强等优点。然而，由于该设备在作业过程中涉及高速旋转刀具、工件进给及切削粉尘等危险因素，其安全隐患不容忽视。根据国际劳工组织（ILO）及相关研究机构的统计数据，木工机械伤害事故在全球机械伤害类事故中占有相当比例，其中立轴铣操作不当导致的割伤、卷入及物体打击等事故尤为突出。因此，制定科学、完善且与国际接轨的安全标准，对于有效防范和遏制木工机械安全风险具有重要的现实意义。1.2标准基本信息ISO19085-6:2024《木工机械—安全—第6部分：单轴垂直成型机（“toupies”）》由国际标准化组织（ISO）下设的木工机械安全技术委员会ISO/TC39/SC4负责制定，于2024年4月9日正式发布，当前状态为现行有效。该标准是ISO19085《木工机械—安全》系列标准的第6部分，与ISO19085-1（通用要求）、ISO19085-2（圆锯机）、ISO19085-3（立式铣床）等标准共同构成了一套完整的木工机械安全标准体系。标准语言为英语，采用电子版加密PDF格式发布。1.3标准的战略意义该标准的发布具有多方位的战略意义。从国际贸易视角来看，木工机械是国际机械贸易中的重要品类，统一的国际安全标准有助于减少各国因技术法规差异造成的贸易摩擦，降低出口企业的合规成本。从产业发展角度看，标准规定了统一的安全技术水平要求，有助于推动行业技术进步与产品质量提升，淘汰落后产能。从安全生产角度而言，该标准汇集了国际先进的机械安全设计理念和防护技术成果，为设备制造商和使用单位提供了权威的技术依据。二、标准立项背景与编制过程2.1国际标准化背景国际标准化组织于2015年前后启动了ISO19085系列木工机械安全标准的编制工作，旨在整合和更新原有的ISO19085系列技术规范及各成员国分散的木工机械安全国家标准，形成一套完整统一且适应现代技术发展水平的国际标准体系。其中，ISO19085-6由多个成员国专家共同参与起草，历经工作组草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等多个阶段，经过多轮技术论证、意见征集和协商修改，最终于2024年形成正式发布版本。2.2关键技术议题在标准编制过程中，专家组围绕以下关键技术议题开展了深入研究与讨论：（1）主轴转速与刀具安全：单轴垂直成型机的主轴转速通常在3000～12000r/min范围内，高速旋转条件下刀具的动平衡、夹持可靠性及破裂防护是安全设计的核心问题。（2）安全防护装置：标准对手动进给和机械进给两种工况分别规定了防护装置的结构形式、强度要求及联锁逻辑，包括可调式防护罩、工件导向装置及防回弹装置等。（3）数控与自动化功能：随着CNC技术和工业机器人在木工机械领域的广泛应用，标准新增了对数控单轴垂直成型机的安全联锁、急停功能及模式选择等智能化安全要求。（4）粉尘与噪声控制：标准对设备在额定工况下的粉尘排放浓度和噪声声压级提出了限值要求，并对吸尘接口的结构尺寸和连接方式进行了规范。2.3与前一版本的主要变化相较于早期版本，ISO19085-6:2024主要在以下方面进行了技术修订和内容扩充：一是在范围界定上进一步明确了适用机型的技术边界，增加了对多轴扩展配置的适用说明；二是完善了风险评价的参考方法，引用ISO12100:2010《机械安全—设计通则—风险评估与风险减小》的相关原则；三是增加了与EN848-1等欧洲协调标准的技术对照说明，便于欧盟CE标志认证的衔接适用；四是补充了智能制造背景下人机协作操作模式的安全要求。三、标准主要技术内容3.1标准的适用范围ISO19085-6:2024适用于由单根垂直主轴驱动的成型加工设备，该设备通过安装于主轴上的成型刀具（如铣刀、成型刀头等）对木材及木质材料进行铣削成型加工。标准涵盖了以下主要设备形式：-手动进给单轴垂直成型机（含带工件进给小车的形式）；-机械进给单轴垂直成型机（含动力进给辊轮的形式）；-带数控轴的单轴垂直成型机（数控立轴铣）。对于可与该设备组合使用的附属装置（如吸尘装置、工件支撑系统等），标准中涉及安全影响的相关部分同样适用。标准不适用于平刨床、压刨床及四面刨等其他类型木工机械。3.2规范性引用文件该标准在技术内容上引用了多项关键的国际标准和文件，主要包括：-ISO12100:2010机械安全—设计通则—风险评估与风险减小；-ISO13849-1机械安全—控制系统安全相关部件—第1部分：设计通则；-ISO13855机械安全—人体部位接近安全装置的定位速度；-ISO19085-1:2021木工机械—安全—第1部分：通用要求；-IEC60204-1机械电气安全—机械电气设备—第1部分：通用技术条件；-ISO11201声学—机械及设备噪声辐射的测定。这一系列引用文件保障了本标准在机械安全、电气安全、控制系统安全及噪声测试等方面与国际通行技术要求的一致性。3.3主要安全要求（1）机械危险防护标准要求单轴垂直成型机必须配置固定式防护罩或可调式防护装置，确保在正常运行状态下操作人员身体任何部位无法触及旋转刀具。对于手动进给机型，防护罩的设计允许工件正常通过但能有效阻挡手部意外进入危险区域；对于机械进给机型，则要求进给机构与防护系统之间实现可靠联锁。工作台面与刀具之间的开口尺寸、防护装置的结构强度及抗冲击性能均需满足标准规定的技术指标。（2）控制系统安全标准依据ISO13849-1对控制系统安全相关部件的性能等级（PL）提出了明确要求。安全联锁功能（如防护罩打开时主轴制动、急停指令触发时进给停止等）必须达到规定的PLr等级，以确保在故障情况下安全功能仍能可靠执行。数控机型的编程模式与自动运行模式之间应设置模式选择开关，并确保在编程模式下不具备自动切削运行条件。（3）噪声与粉尘控制标准规定，制造商应在技术文件中声明设备在空载和负载工况下的噪声声压级和声功率级，测试方法依据ISO11201执行。在粉尘控制方面，标准要求设备应配置标准接口的吸尘装置，其连接尺寸和最小风量应保证作业区域内粉尘浓度不超过规定限值。（4）使用信息标准对随机技术文件（使用说明书）的内容提出了详细要求，包括设备的安全操作说明、刀具装卸程序、维护保养指导、残余风险提示及操作人员培训要求。同时，标准规定了设备上应设置的安全警示标识和图示符号。四、主要起草单位介绍ISO19085-6:2024的制定工作由ISO/TC39/SC4“木工机械安全”分技术委员会组织开展。该分技术委员会秘书处由法国标准化协会（AFNOR）承担，主席与召集人来自德国和意大利等木工机械制造强国。来自中国、德国、意大利、法国、美国、日本、瑞典、芬兰等多个国家的标准化技术专家和企业代表参与了本标准的起草工作。在各国参与单位中，德国木材加工机械专业协会（VDMAWoodworkingMachinery）及其会员企业发挥了重要的技术支撑作用。VDMA是欧洲最大的机械工程行业协会之一，长期深度参与ISO和EN木工机械安全标准的制定工作。其所代表的德国木工机械制造商涵盖了从传统成型设备到五轴数控加工中心的完整产品谱系，在安全防护技术、主轴动力学分析和人机工程学设计方面拥有丰富的工程实践经验。VDMA专家在标准起草过程中，主导提出了关于刀轴动平衡等级、防护装置抗冲击试验方法以及数控模式安全联锁逻辑等关键技术提案，多项建议被工作组采纳并纳入正式标准文本，为全球木工机械安全技术水平的提升作出了突出贡献。此外，意大利木工机械制造商协会（Acimall）和芬兰VTT技术研究中心等机构也在刀具安全性能验证和噪声测试方法等方面提供了重要的技术数据支持。五、标准应用与行业影响5.1国际应用前景ISO19085-6:2024作为全球木工机械安全领域的权威标准，预计将在以下方面产生广泛的国际影响：（1）贸易便利化：标准为各国木工机械安全认证提供了统一的技术基准，有助于消除因标准差异导致的重复检测和认证成本，促进木工机械产品的国际贸易流通。（2）技术引领：标准中体现的先进安全设计理念和控制技术要求，将引导制造商加大安全技术研发投入，推动行业整体安全水平提升。（3）法规衔接：该标准为各国制定或修订木工机械安全技术法规提供了重要参考，也为企业满足欧盟机械指令（2006/42/EC）等相关法规要求提供了技术支撑。5.2我国木工机械标准化工作的启示我国是木工机械生产和使用大国，近年来在木工机械安全标准化方面取得了长足进步，已发布实施GB20007-2005《木工机床安全通则》等系列国家标准。然而，与国际先进标准相比，在系统性、精细化及与智能制造发展趋势的契合度方面仍有提升空间。ISO19085-6:2024的发布为我国相关标准制修订工作提供了重要的参考依据：第一，应加快对应国家标准和行业标准的修订与升级，积极对接国际标准的技术内容，提高标准水平。第二，应加强木工机械安全基础研究和检测能力建设，特别是在刀具高速旋转防护、控制系统安全完整性等关键领域形成自主技术支撑能力。第三，应鼓励行业协会、科研院所及龙头骨干企业积极参与国际标准化活动，在国际标准制定中贡献中国方案和智慧。六、结论与展望ISO19085-6:2024《木工机械—安全—第6部分：单轴垂直成型机（“toupies”）》的发布实施，标志着全球木工机械安全标准化工作进入了一个新的发展阶段。该标准以系统化的安全理念、科学的风险评价方法和严格的技术指标要求，为单轴垂直成型机的设计制造和安全使用提供了全面的技术规范，对保障操作人员人身安全、促进行业健康发展和技术进步具有深远意义。展望未来，随着工业4.0和智能制造技术在木工机械领域的深度融合，单轴垂直成型机将朝着更高速度、更高精度、更智能化的方向持续演进。相应地，安全标准化工作也面临新的要求和挑战——人机协作安全、网络信息安全、预测性维护中的功能安全等新议题将逐步纳入标准体系的考量范畴。可以预见，ISO19085-6标准在未来将根据技术发展需求适时进行修订和更新，以持续发挥其在国际木工机械安全治理中的基础性引领作用。在此背景下，我国应积极采取措施加快该国际标准的转化应用，提高木工机械产品安全水平，推动木工机械行业安全生产形势持续向好，为全球木工机械标准化事业贡献更多中国力量。参考文献[1]ISO19085-6:2024,Woodworkingmachines—Safety—Part6:Singlespindleverticalmouldingmachines("toupie")[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2024.[2]ISO12100:2010,Safetyofmachinery—Generalprinciplesfordesign—Riskassessmentandris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