MÁY CÔNG CỤ - AN TOÀN - MÁY TIỆN Machine tools -- Safety -- Turning machines

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 5185:2015 ISO 23125:2015 MÁY CÔNG CỤ - AN TOÀN - MÁY TIỆN Machine tools Safety Turning machines Lời nói đầu TCVN 5185:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 23125:2015 TCVN 5185:2015 thay cho TCVN 5185:1990 TCVN 5185:2015 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 39 Máy công cụ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố MÁY CƠNG CỤ - AN TỒN - MÁY TIỆN Machine tools - Safety - Turning machines Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định yêu cầu và/hoặc biện pháp để loại bỏ mối nguy hiểm giảm thiểu rủi ro nhóm máy tiện trung tâm tiện, thiết kế để gia cơng tạo hình kim loại phương pháp cắt gọt - Nhóm 1: Các máy tiện điều khiển tay khơng có điều khiển số - Nhóm 2: Các máy tiện điều khiển tay với khả điều khiển số có giới hạn - Nhóm 3: Các máy tiện điều khiển số trung tâm tiện - Nhóm 4: Các máy tiện tự động có nhiều trục CHÚ THÍCH 1: Thơng tin cụ thể nhóm máy, xem định nghĩa 3.4 chế độ vận hành bắt buộc tùy chọn 3.3 CHÚ THÍCH 2: Nói chung, u cầu tiêu chuẩn áp dụng cho tất nhóm máy tiện Nếu yêu cầu áp dụng cho số nhóm đặc biệt (các) nhóm máy tiện cần quy định CHÚ THÍCH 3: Các nguy hiểm phát sinh q trình gia cơng kim loại khác (ví dụ mài gia công laze) đề cập tiêu chuẩn khác (xem thư mục tài liệu tham khảo) Tiêu chuẩn bao gồm nguy hiểm nghiêm trọng liệt kê Điều áp dụng cho thiết bị phụ máy (ví dụ phơi, dụng cụ kẹp dao phôi, dụng cụ vận chuyển dụng cụ lấy phôi) Tiêu chuẩn áp dụng cho loại máy tích hợp dây chuyền sản xuất tự động đơn nguyên tiện rủi ro nguy hiểm phát sinh so sánh với máy hoạt động riêng biệt Tiêu chuẩn bao gồm danh sách tối thiểu thơng tin liên quan an tồn mà nhà sản xuất phải cung cấp cho người sử dụng Xem ISO 12100:2010, Hình 2, minh họa mối tương quan trách nhiệm nhà sản xuất người sử dụng an toàn vận hành Trách nhiệm người sử dụng nhận biết nguy hiểm cụ thể (ví dụ: cháy nổ) giảm bớt rủi ro liên đới nghiêm trọng (ví dụ: liệu hệ thống hút trung tâm có hoạt động hay khơng) Nếu có thêm số phương pháp gia cơng (phay, mài, ), tiêu chuẩn lấy làm sở cho yêu cầu an tồn; thơng tin chi tiết xem thư mục tài liệu tham khảo Tiêu chuẩn áp dụng cho loại máy sản xuất sau thời điểm ban hành tiêu chuẩn Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi (nếu có) TCVN 4255 (IEC 60529), Cấp bảo vệ vỏ (mã IP); TCVN 6719 (ISO 13850), An toàn máy - Dừng khẩn cấp - Nguyên tắc thiết kế; TCVN 6721:2000 (ISO 13854:1996), An toàn máy - Khe hở nhỏ để tránh kẹp dập phận thể người; TCVN 7011-5:2007 (ISO 230-5:2000), Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 5: Xác định tiếng ồn máy phát ra; TCVN 7300 (ISO 14118), An toàn máy - Ngăn chặn khởi động bất ngờ; TCVN 7302-1:2007 (ISO 15534-1:2000), Thiết kế ecgơnơmi an tồn máy - Phần 1: Nguyên tắc xác định kích thước yêu cầu khoảng hở để toàn thân người tiếp cận vào máy; TCVN 7302-1:2003 (ISO 15534-2:2000), Thiết kế ecgônômi cho an toàn máy - Phần 2: Nguyên tắc xác định kích thước yêu cầu vùng thao tác; TCVN 7384-1:2010 (ISO 13849-1:2006), An toàn máy - Bộ phận liên quan đến an toàn hệ thống điều khiển - Phần 1: Nguyên lý chung thiết kế; TCVN 7384-2:2010 (ISO 13849-2:2003), An toàn máy - Bộ phận liên quan đến an toàn hệ thống điều khiển - Phần 2: Sự phê duyệt; TCVN 7385:2004 (ISO 13851:2002), An toàn máy - Cơ cấu điều khiển hai tay - Chức nguyên tắc thiết kế; TCVN 7386 (ISO 13855), An toàn máy - Định vị thiết kế bảo vệ vận tốc tiếp cận phận thể người; TCVN 7387-1 (ISO 14122-1), An tồn máy - Phương tiện thơng dụng để tiếp cận máy - Phần 1: Lựa chọn phương tiện cố định để tiếp cận hai mức; TCVN 7387-2 (ISO 14122-2), An tồn máy - Phương tiện thơng dụng để tiếp cận máy - Phần 2: Sàn thao tác lối đi; TCVN 7977:2008 (ISO 16156:2004), Máy công cụ - Yêu cầu an toàn cho thiết kế kết cấu mâm cặp; TCVN 11192:2015 (ISO 8525:2008), Tiếng ồn khơng khí phát máy cơng cụ - Điều kiện vận hành máy cắt kim loại; ISO 447:1984: Machine tools - Direction of operation of controls (Máy cơng cụ - Hướng dẫn vận hành kiểm sốt); ISO 702 (all part), Machine tools - Connecting dimentions of spindle noses and work holding chucks (Máy công cụ - Kích thước nối đầu mút trục mâm cặp gia công) (tất phần)); ISO 841:2001, Industrial automation systems and integration - Numerical control of machines Coordinate system and motion nomenclature (Hệ thống tự động công nghiệp tích hợp - Điều khiển số máy - Hệ thống tọa độ danh mục chuyển động); ISO 3744:2010, Acoustics - Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure - Engineering methods for an essentially free field over a reflecting plane (Âm học - Xác định mức công suất âm mức lượng âm nguồn tiếng ồn sử dụng áp suất âm - Phương pháp kỹ thuật trường tự chủ yếu mặt phẳng phản xạ); ISO 3746:2010, Acoustics - Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure - Survey method using an enveloping measurement surface over a reflecting plane (Âm học - Xác định mức công suất âm mức lượng âm nguồn tiếng ồn sử dụng áp suất âm - Phương pháp khảo sát sử dụng bề mặt đo bao phủ mặt phẳng phản xạ); ISO 4413:2010, Hydraulic fluid power - General rules and safety equipments for systems and their components (Hệ thống truyền dẫn thủy lực - Nguyên tắc chung trang bị an toàn cho hệ thống phận chúng); ISO 4414:2010, Pneumatic fluid power - General rules and safety equipments for systems and their components (Hệ thống truyền dẫn khí nén - Nguyên tắc chung trang bị an toàn cho hệ thống phận chúng); ISO 4871:1996, Acoustics - Declaration and verification of noise emission values of machinery and equipment (Âm học - Công bố kiểm tra xác nhận giá trị phát xạ ồn máy móc dụng cụ); ISO 6385:2004, Ergonomic principles in the design of work systems (Các nguyên lý ecgônômi việc thiết kế hệ thống làm việc); ISO 9241 (all parts), Ergonomics of human-system interaction (Ecgônômi tương tác người-hệ thống) (tất phần); ISO 9355-1, Ergonomic requirements for the design of displays and control actuators - Part 1: Human interactions with displays and control actuators (Các yêu cầu ecgônômi việc thiết kế hiển thị khởi động điều khiển - Phần 1: Tương tác người với hiển thị khởi động điều khiển); ISO 9355-2, Ergonomic requirements for the design of displays and control actuators - Part 2: Displays (Các yêu cầu ecgônômi việc thiết kế hiển thị khởi động điều khiển - Phần 2: Bộ hiển thị); ISO 9355-3, Ergonomic requirements for the design of displays and control actuators - Part 3: Control actuators (Các yêu cầu ecgônômi việc thiết kế hiển thị khởi động điều khiển Phần 3: Bộ khởi động điều khiển); ISO 10218-2:2011, Robots and robotic devices - Safety requirements for industrial robots - Part 2: Robot systems and integration (Rô bốt thiết bị rô bốt - Yêu cầu an tồn rơ bốt cơng nghiệp Phần 2: Hệ thống rơ bốt tích hợp); ISO 11161:2007+Amd.1:2010, Safety of machinery - Integrated manufacturing systems - Basic requirements (An tồn máy - Hệ thống gia cơng tích hợp - Yêu cầu bản); ISO 11202:2010, Acoustics - Noise emitted by machinery and equipment - Determination of emission sound pressure levels at a work station and at other specified positions applying approximate environmental corrections (Âm học - Ồn phát máy móc dụng cụ - Xác định mức áp suất âm phát vị trí làm việc vị trí quy định khác áp dụng hiệu chỉnh môi trường gần đúng); ISO 11204:2010, Acoustics - Noise emitted by machinery and equipment - Determination of emission sound pressure levels at a work station and at other specified positions applying accurate environmental corrections (Âm học - Ồn phát máy móc dụng cụ - Xác định mức áp suất âm phát vị trí làm việc vị trí quy định khác áp dụng hiệu chỉnh mơi trường xác); ISO 11228 (all parts), Ergonomics - Manual handling (Ecgônômi - Vận hành tay) (tất phần); ISO/TR 11688-1:1995, Acoustics - Recommended practice for the design of low-noise machinery and equipment - Part 1: Planning (Âm học - Thực hành khuyến nghị cho thiết kế máy móc dụng cụ phát tiếng ồn nhỏ - Phần 1: Lập kế hoạch); ISO 12100:20101), Safety of machinery - General principles for design - Risk assessment and risk redudion (An toàn máy - Các nguyên lý chung cho thiết kế - Đánh giá rủi ro giảm thiểu rủi ro); ISO 13856-2:2005, Safety of machinery - Pressure-sensitive protective devices - Part 2: General principles for the design and testing of pressure-sensitive edges and pressure-sensitive bars (An toàn máy - Thiết bị bảo vệ nhạy với áp suất - Phần 2: Nguyên lý chung cho thiết kế thử nghiệm cạnh nhạy với áp suất nhạy với áp suất); ISO 13856-3:2013, Safety of machinery - Pressure-sensitive protective devices - Part 3: General principles for design and testing of pressure-sensitive bumpers, plates, wires and similar devices (An toàn máy - Thiết bị bảo vệ nhạy với áp suất - Phần 3: Nguyên lý chung cho thiết kế thử nghiệm bơm, tấm, dây thiết bị khác tương tự nhạy với áp suất); ISO 13857:2008, Safety of machinery - Safety distances to prevent hazard zones being reached by upper and lower limbs (An toàn máy - Các khoảng cách an toàn để ngăn ngừa vùng nguy hiểm bị với rìa cao thấp nhất); ISO 14119:2013, Safety of machinery - Interlocking devices associated with guards - Principles for design and selection (An tồn máy - Thiết bị khóa liên động kết hợp với phận bảo vệ - Nguyên lý cho thiết kế lựa chọn); ISO 14120:2002, Safety of machinery - Guards - General requirements for the design and construction of fixed and movable guards (An toàn máy - Bộ phận bảo vệ - Yêu cầu chung cho thiết kế chế tạo phận bảo vệ cố định di động được); ISO 14122-3:2001, Safety of machinery - Permanent means of access to machinery - Part 3: Stairs, stepladders and guard-rails (An toàn máy - Các cách thức cố định truy cập máy - Phần 3: Cầu thang, thang lan can); ISO 14122-4:2004, Safety of machinery - Permanent means of access to machinery - Part 4: Fixed ladders (An toàn máy - Các cách thức cố định truy cập máy - Phần 4: Thang cố định); ISO 14159:2002, Safety of machinery - Hygiene requirements for the design of machinery (An toàn máy - Yêu cầu vệ sinh thiết kế máy); IEC 60204-1:2009, Safety of machinery - Electrical equipment of machines - Part 1: General requirements (An toàn máy - Thiết bị điện máy - Phần 1: Yêu cầu chung); Hiện có TCVN 7383-1:2004 (ISO 12100-1:2003) An tồn máy - Khái niệm bản, nguyên tắc chung cho thiết kế - Phần 1: Thuật ngữ, phương pháp luận bản; TCVN 7383-2:2004 (ISO 121002:2003) An toàn máy - Khái niệm bản, nguyên tắc chung cho thiết kế - Phần 1: Nguyên tắc kỹ thuật 1) IEC 60825-1:2007, Safety of laser products - Part 1: Equipment classification and requirements (An toàn sản phẩm laze - Phần 1: Phân loại thiết bị yêu cầu); IEC 61000-6-2:2005, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 6-2: Generic standards - Immunity for industrial environments (Tương thích điện từ (EMC) - Phần 6-2: Các chuẩn chung - Miễn nhiễm môi trường công nghiệp); IEC 61000-6-4:2011, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 6-4: Generic standards - Emission standard for industrial environments (Tương thích điện từ (EMC) - Phần 6-4: Các chuẩn chung Chuẩn phát xạ môi trường công nghiệp); IEC 61800-5-2:2007, Adjustable speed electrical power drive systems - Part 5-2: Safety requirements - Functional (Hệ thống dẫn động lượng điện tốc độ điều chỉnh - Phần 5-2: Yêu cầu an toàn - Chức năng); EN 954-1:1996, Safety of machinery - Safety-related parts of control systems - Part 1: General principles for design (An toàn máy - Các phận liên quan đến an toàn hệ thống điều khiển Phần 1: Nguyên lý chung cho thiết kế); EN 1837:1999+A1:2009, Safety of machinery - Integral lighting of machines (An toàn máy - Ánh sáng tích hợp máy) Thuật ngữ định nghĩa Tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa ISO 12100:2010, TCVN 7384-1:2010 (ISO 13849-1:2006) EN 954-1:1996 thuật ngữ, định nghĩa sau 3.1 Thuật ngữ chung 3.1.1 Máy tiện (turning machine) Máy cơng cụ chuyển động chuyển động quay phơi cịn (các) dụng cụ cắt đứng im 3.1.2 Điều khiển tay (manual control) Chế độ vận hành chuyển động máy độc lập với nhau, khởi động điều khiển người vận hành 3.1.3 Máy tiện điều khiển tay (manually controlled tuming machine) Máy tiện (3.1.1) bước thực q trình gia cơng người vận hành điều khiển khởi động mà khơng có hỗ trợ chương trình NC 3.1.4 Điều khiển số, NC (numerical control, NC) Điều khiển số có trợ giúp máy tính, CNC (computerized numerical control, CNC) Điều khiển tự động trình thực thiết bị sử dụng liệu dạng số, đưa vào trình vận hành thiết bị diễn [Nguồn: ISO 2806:1994.2.1.1] 3.1.5 Máy tiện điều khiển số (numerically controlled turning machine) Máy tiện NC Máy tiện vận hành điều kiện điều khiển số (3.1.4) điều khiển số có trợ giúp máy tính (CNC) 3.1.6 Trung tâm tiện (turning centre) Máy tiện điều khiển số (3.1.5) trang bị dụng cụ cắt dẫn động công suất có khả định hướng trục mang phơi xung quanh trục CHÚ THÍCH 1: Trung tâm tiện bao gồm khơng giới hạn chức đo, đánh bóng gia cơng ren, doa, phay, mài khoan CHÚ THÍCH 2: Nếu có trình mài, xem EN 13218 biện pháp an tồn 3.1.7 Khu vực gia cơng (work zone) Không gian diễn hoạt động cắt gọt kim loại 3.1.8 Mức đặc tính, PL (performance level) Mức độ riêng biệt sử dụng để xác định khả phận an toàn hệ thống điều khiển thực chức an toàn điều kiện dự báo trước [NGUỒN: TCVN 7384-1:2010 (ISO 13849-1:2006), 3.1.23] 3.1.9 Thời gian trung bình xảy hư hỏng nguy hiểm (MTDF) (mean time to dangerous failurs, MTDF) Thời gian trung bình dự tính xảy hư hỏng nguy hiểm [NGUỒN: TCVN 7384-1:2010 (ISO 13849-1:2006), 3.1.25] 3.1.10 Loại (category) Sự phân loại phận an toàn hệ thống điều khiển theo khả chịu hư hỏng thuộc tính cịn lại điều kiện hư hỏng, thuộc tính đạt xếp kết cấu phận và/hoặc độ tin cậy chúng [NGUỒN: EN 954-1:1996, 3.2] 3.2 Thuật ngữ liên quan đến phận máy tiện 3.2.1 Cửa quan sát (vision panel) Cửa sổ phận bảo vệ mà người vận hành dùng để quan sát khu vực gia công (3.1.7) khu vực khác máy 3.2.2 Mâm cặp (chuck) Thiết bị kẹp phôi cố hỗ trợ lượng tay lượng thủy lực, khí nén điện CHÚ THÍCH: Xem Hình CHÚ THÍCH: Mâm cặp chấu ví dụ, mâm cặp có 2, 3, chấu Hình - Mâm cặp 3.2.3 Ống kẹp (collet) Thiết bị thiết kế để giữ phôi bên trục máy tiện, ví dụ ống (kẹp) đẩy ống kéo CHÚ THÍCH: Xem Hình Hình - Ống kẹp 3.2.4 Núm xoay điện tử (electronic handwheel) Cơ cấu điều khiển vận hành tay có chức khởi động trì chuyển động trục việc phát xung đưa vào điều khiển số (3.1.4) xoay 3.3 Thuật ngữ liên quan đến chế độ vận hành - Chế độ vận hành máy tiện bắt buộc tùy chọn CHÚ THÍCH: Bảng trình bày tổng quan chế độ bắt buộc, tùy chọn khơng áp dụng cho q trình vận hành máy tiện Bảng bắt buộc Bảng - Tổng quan nhóm máy tiện chế độ vận hành Máy tiện Nhóm Chế độ vận hành Chế độ Chế độ tay Chế độ Chế độ tự động Chế độ 2a Chế độ cài đặt Chế độ bảo dưỡnga Máy tiện điều khiển tay không sử dụng điều khiển số Bắt buộc Khơng áp dụng Nhóm Nhóm Nhóm Máy tiện điều khiển Máy tiện tự động Máy tiện điều tay với khả trục khiển số trung điều khiển số nhiều trục tâm tiện có giới hạn Bắt buộc Bắt buộc Chế độ có giới hạn Tùy chọn Khơng áp dụng Bắt buộc Bắt buộc Không áp dụng Tùy chọn Bắt buộc Bắt buộc Không áp dụng Tùy chọn Tùy chọn Tùy chọn a Những chế độ chìa khóa bảo vệ dành cho nhân viên đào tạo có trình độ (xem 6.2.1) Để cho phép truy cập, cần thiết phải cung cấp cơng tắc phím bấm khác (hoặc biện pháp truy cập thích hợp khác) cho máy tiện Ví dụ: - Phím 1: Truy cập vào chế độ cài đặt (và chế độ tự động) cho nhân viên cài đặt; - Phím 2: Truy cập mã chương trình CNC điều chỉnh thông số CNC cho nhân viên đào tạo thành thạo; - Phím 3: Truy cập chế độ bảo dưỡng cho nhân viên bảo dưỡng CHÚ THÍCH: Trong nhiều trường hợp cơng tắc phím bấm (chế độ cài đặt) phím (truy cập mã chương trình CNC) 3.3.1 Chế độ 0: Chế độ tay (Mode 0: manual mode) Sự vận hành máy thực người vận hành mà khơng có chức điều khiển số (NC) chế độ không tự động trục máy, người vận hành phải điều khiển tồn q trình gia cơng mà khơng sử dụng vận hành lập trình trước 3.3.2 Chế độ 1: Chế độ tự động (Mode 1: automatic mode) Quá trình vận hành tự động, lập trình, liên tục máy với khả tháo/lắp phôi dụng cụ tay tự động, dừng lại theo chương trình người vận hành 3.3.3 Chế độ 2: Chế độ cài đặt (Mode 2: setting mode) Chế độ vận hành điều chỉnh cho q trình gia công thực người vận hành CHÚ THÍCH: Kiểm tra vị trí dụng cụ phơi (ví dụ: chạm phơi với đầu dị dụng cụ) trình chế độ cài đặt (xem 5.2 4.4) 3.3.4 Chế độ bảo dưỡng (service mode) Chế độ dành cho nhiệm vụ bảo dưỡng bảo trì, hiệu chuẩn trục laze, kiểm phương pháp bi cầu (ballbar) phân tích lỗi trục CHÚ THÍCH: Trong chế độ bảo dưỡng khơng phép thực q trình gia cơng, (xem 5.2.4.5) 3.4 Thuật ngữ liên quan đến kích thước nhóm máy tiện xác định CHÚ THÍCH: Khi xét đến nguy hiểm tương ứng, máy tiện chia thành nhóm khác Các máy tiện nhóm 1, chia thành nhóm có kích thước “nhỏ” “lớn” Xem Bảng Bảng - Tổng hợp nhóm cỡ kích thước máy tiện Số nhóm Tên nhóm Điều nhóm định nghĩa Nhóm Máy tiện điều khiển tay khơng có điều khiển số 3.4.3 Nhóm Máy tiện điều khiển tay với khả điều khiển số có giới hạn 3.4.4 Nhóm Máy tiện điều khiển số trung tâm tiện 3.4.5 Nhóm Máy tiện tự động trục nhiều trục 3.4.6 Phân chia theo cỡ kích thước Điều cỡ kích thước định nghĩa Nhỏ 3.4.1 Lớn 3.4.2 Nhỏ 3.4.1 Lớn 3.4.2 Nhỏ 3.4.1 Lớn 3.4.2 Không chia nhỏ - 3.4.1 Máy tiện cỡ nhỏ (small turning machine) Máy tiện với kích thước giới hạn sau: - Máy tiện ngang trung tâm tiện có khoảng cách hai mũi tâm (BC) nhỏ 2000 mm thiết kế để sử dụng thiết bị kẹp phơi có đường kính ngồi nhỏ 500 mm; - Máy tiện đứng, máy tiện có trục đảo ngược bao gồm máy pick-up trung tâm tiện, thiết kế để thiết bị kẹp phơi nhận phơi có đường kính nhỏ 500 mm 3.4.2 Máy tiện cỡ lớn (large turning machine) Máy tiện có kích thước lớn kích thước giới hạn sau đây: - Máy tiện ngang trung tâm tiện có khoảng cách hai mũi tâm lớn 2000 mm thiết kế để sử dụng thiết bị kẹp phơi có đường kính ngồi phơi lớn 500 mm; - Máy tiện đứng, máy tiện có trục đảo ngược bao gồm máy pick-up trung tâm tiện, thiết kế để thiết bị kẹp phơi mà đường kính ngồi phơi lớn 500 mm 3.4.3 Nhóm 1: Máy tiện điều khiển tay khơng có điều khiển số (Group 1: manually controlled turning machine without numerical control) Máy tiện tất chuyển động khởi động điều khiển người vận hành, thời điểm CHÚ THÍCH: Nhóm máy tiện trang bị tính sau: - Thiết bị khí cho việc chạy dao gia công ren; - Thiết bị điện giữ vận tốc vịng khơng đổi; - Đồ gá chép hình (cam, mẫu, vv ); - Nhưng khơng có hệ thống điều khiển số (NC) đầy đủ có giới hạn Về chế độ vận hành bắt buộc hay tùy chọn nhóm máy tiện này, xem Bảng CHÚ DẪN: Bộ phận bảo vệ phía sau trục Tấm chắn phoi/bắn phía trước (gắn vào bàn dao) Bộ phận bảo vệ mâm cặp Tấm chắn phoi/bắn phía sau Hình - Nhóm 1: Ví dụ máy tiện ngang điều khiển tay 3.4.4 Nhóm 2: Máy tiện điều khiển tay với khả điều khiển số có giới hạn (Group 2: manually controlled turning machine with limited numerically controlled capability) Máy tiện vận hành máy nhóm cách sử dụng núm xoay điện tử máy có điều khiển số giới hạn cách vận hành điều khiển bảng điều khiển số CHÚ THÍCH: Nhóm máy tiện trang bị số tất tính máy tiện nhóm (các máy tiện điều khiển tay khơng có điều khiển số) thêm tính sau: - Hệ thống điều khiển số (NC) có giới hạn; - Vận tốc bề mặt không đổi (CSS); - Nội suy trục (ví dụ: chép hình/gia cơng theo biên dạng thiết lập từ trước); - Chu trình gia cơng ren Tuy nhiên, có vài tính không cung cấp: - Khởi động chương trình tự động; - Kích hoạt thay dụng cụ tự động, phân độ tự động, đẩy co lại nịng ụ động tự động; - Khơng giới hạn chuyển động nhanh trục; - Hệ thống thay phôi cấp phôi tự động Về chế độ vận hành bắt buộc hay tùy chọn nhóm máy tiện này, xem Bảng CHÚ DẪN: Bộ phận bảo vệ phía sau trục Bộ phận bảo vệ phía Bộ phận bảo vệ phía sau Bộ phận bảo vệ mâm cặp CHÚ THÍCH: Vỏ/hộp bảo vệ cục bao gồm Hình - Nhóm 2: Ví dụ máy tiện điều khiển tay với khả điều khiển số có giới hạn 3.4.5 Nhóm 3: Máy tiện điều khiển số trung tâm tiện (Group 3: numerically controlled turning machine and turning centre) Máy tiện có điều khiển số (NC) cung cấp chức tự động CHÚ THÍCH: Nhóm máy tiện trang bị số tất tính sau: - Một hệ thống điều khiển số (NC); - Các hệ thống thay phôi cấp phôi tự động; - Ổ chứa dụng cụ tự động, hệ thống chuyển dụng cụ tự động hệ thống thay dụng cụ tự động; - Phân độ ụ revonve tự động tiến, lùi nòng ụ động tự động; - Trục mang phơi có đầu/mũi chống tâm; - Trục có giá đỡ phơi kép; - Các q trình gia cơng thứ cấp (phay, mài, khoan); - Các thiết bị nâng hạ phụ trợ Tuy nhiên, khơng trang bị giá đỡ trục mang phơi quay dùng để di chuyển trục mang phơi từ vị trí tới vị trí khác Về chế độ vận hành bắt buộc hay tùy chọn nhóm máy tiện này, xem Bảng CHÚ DẪN: Cửa quan sát Dây chuyền vận chuyển phoi Các phận bảo vệ di động có khóa liên động Khu vực gia công Bộ phận bảo vệ kín Bảng điều khiển Hình - Nhóm 3: Ví dụ minh họa máy tiện ngang loại nhỏ CHÚ DẪN: Bộ phận bảo vệ phía sau Bảng điều khiển Bộ phận bảo vệ mâm cặp Sàn công tác Cửa truy nhập Bàn Bộ phận bảo vệ phía trước Hình - Nhóm 3: Ví dụ máy tiện ngang cỡ lớn có điều khiển số CHÚ THÍCH: Đạn thử làm cứng đạt 56 +−4c HRC chiều sâu tối thiểu 0,5 mm Hình A.1 - Đạn thử A.2.3 Các phép đo vận tốc Vận tốc đạn thử phải đo điểm mà khơng cịn tăng tốc (nghĩa sau khỏi nòng nòng giảm áp phù hợp) Vận tốc phải đo khoảng cách cố định sử dụng cảm biến đặt gần, phần tử quang điện thiết bị tương đương khác Bảng A.1- Khối lượng kích thước đạn Mặt đầu đạn Khối lượng Đường kính đạn kg mm 0,625 30 19 x 19 1,25 40 25 x 25 2.5 50 30 x 30 axa mm x mm A.2.4 Gá đặt phận bảo vệ thử Phép thử thực với phận bảo vệ và/hoặc mẫu vật liệu phận bảo vệ Giá đỡ bảo vệ phải tương thích với phận bảo vệ lắp lên máy Để thử vật liệu phận bảo vệ, sử dụng mẫu thử, đặt cố định khung có phần hở bên kích thước 450 mm x 450 mm Khung phải đủ cứng Lắp đặt mẫu kẹp bị động A.2.5 Quy trình thử Để đánh giá cấp độ kháng phận bảo vệ, đạn thử phải bắn trực tiếp vào mẫu thử va đập xảy tâm mẫu thử, theo phương vng góc với bề mặt mẫu Đối với phép thử phận bảo vệ máy, va đập phải vùng yếu phận bảo vệ Đối với máy trang bị mâm cặp với chấu kẹp mặt đầu tiêu chuẩn, thử va đập thực với nhiều đạn thử, khối lượng, kích thước vận tốc va đập theo Bảng A.2, theo khối lượng đạn thử phải tương ứng với khối lượng chấu kẹp mặt đầu tiêu chuẩn A.3 Kết thử A.3.1 Sự hư hỏng Sau va đập, hư hỏng xuất phận bảo vệ vật liệu thử phải đánh giá theo tiêu chí sau: a) Cong vênh/lồi lõm (biến dạng hồn tồn mà khơng nứt vỡ); b) Hình thành vết nứt (chỉ nhìn thấy bề mặt mẫu); c) Vết nứt xuyên qua (vết nứt nhìn thấy từ bề mặt sang bề mặt khác); d) Xuyên thủng (đạn thử xuyên vào mẫu thử); e) Cửa sổ phận bảo vệ bị bung khỏi vị trí; f) Bộ phận bảo vệ bung khỏi hệ thống gá đỡ A.3.2 Đánh giá Phép thử đạt chỗ hư hỏng dạng mô tả A.3.1 a) và/hoặc b) Phép thử không đạt hư hỏng mô tả A.3.1 c), d), e) f) xuất A.4 Báo cáo kết Báo cáo kết thử phải bao gồm tối thiểu thông tin sau: a) Ngày, địa điểm thử tên đơn vị thử; b) Khối lượng, kích thước vận tốc đạn thử; c) Nhà sản xuất máy, kiểu máy, đường kính tiện lớn nhất, vận tốc lớn trục chính, khối lượng kích thước mâm cặp; d) Thiết kế, vật liệu kích thước mẫu thử; e) Kẹp cố định mẫu thử; f) Hướng sốc điểm va đập đạn thử; g) Kết thử A.5 Xác định cấp độ kháng A.5.1 Phương pháp xác định Cấp độ kháng (A1 đến C3) xác định việc tính tốn vận tốc va đập [(Xem Bảng A.2, dẫn cuối b)] sử dụng cơng thức (A.1): v i = 1,25 × π × B × n 60 (A.1) Trong vi vận tốc va đập, mét giây; 1,25 hệ số an tồn; B đường kính mâm cặp, mét; n vận tốc quay, vòng phút Các cấp độ kháng yêu cầu xác định đường kính thiết bị cặp phơi vận tốc vịng tương ứng Khối lượng đạn thử, vận tốc va đập lượng va đập phép thử va đập lấy theo Bảng A.2, vận tốc va đập chọn cao 25 % so với vận tốc vịng, bị ảnh hưởng tăng tốc rãnh mâm cặp Một phép thử va đập thực theo trình tự để chứng tỏ liệu cấp độ kháng có đạt khơng Đạn thử phải chọn theo Bảng A.1 theo phù hợp với khối lượng chấu kẹp mặt đầu tiêu chuẩn tương ứng máy theo yêu cầu xấp xỉ mặt an tồn Nó phải có hình dạng Hình A.1 với chiều dài mặt đầu phù hợp với Bảng A.1 (xem đường kính mặt đầu) Đạn thử gia tốc tới vận tốc va đập (xem Bảng A.2, dẫn b)) bắn vào mẫu vật liệu phận bảo vệ thực máy (ví dụ với súng Hình B.1) Bằng cách này, vật liệu phận bảo vệ bị đạn xuyên qua chịu (mặc dù bị biến dạng) A.5.2 Giải thích kết phép kiểm va đập a) Đối với máy trang bị mâm cặp chấu kẹp tiêu chuẩn, có chín cấp độ kháng từ A đến C3 đưa (xem Bảng B.1), tính đến giá trị khối lượng, kích thước, vận tốc va đập dự báo trước chấu kẹp mặt đầu tiêu chuẩn văng (xem Bảng A.2) Cấp độ kháng xác định đường kính thiết bị kẹp phơi vận tốc vịng tương ứng, nhiên, kết hợp đường kính tốc độ vịng máy thực khơng giống với giá trị Bảng A.2, cột lượng va đập tính theo cơng thức (C.1), vận tốc va đập giả thiết cao 25 % so với vận tốc vòng (ảnh hưởng tăng tốc đế mâm cặp) Cấp độ kháng yêu cầu, xác định đường kính thiết bị kẹp phơi, vận tốc va đập khối lượng thực chấu kẹp, ví dụ đường kính mâm cặp B = 254 (mm) vận tốc quay lớn n = 3500 -1, vận tốc vịng, tính mét giây, tính theo cơng thức A.2: vp = л x B x n = 46,55 (A.2) vận tốc va đập, tính mét giây, tính cơng thức (A.3): vi = 1,25 x 46,55 = 58,19 (A.3) Do đó, với khối lượng chấu kẹp mặt đầu tiêu chuẩn m = 1,21 kg, lượng va đập, tính Jun, xác định theo cơng thức (A.4): Jc = 0,5 x 1,21 x (58,19)2 =2048,66 (A.4) Cấp độ kháng tương ứng xác định theo bảng A.2 Nếu cột lượng va đập khơng có giá trị tương ứng lượng va đập, Jc, giá trị cao cột phải sử dụng để xác định cấp độ kháng Vậy thì, cấp độ kháng yêu cầu thấp B (bởi A3 q nhỏ) cấp B2 đạt với vật liệu polycarbonate dày mm (Bảng B.1) b) Đối với máy trang bị ống kẹp, cấp độ kháng từ A đến C3 áp dụng lượng va đập tính theo cơng thức (C.2) Hình C.1, nghĩa lượng va đập trực tiếp không bị ảnh hưởng tăng tốc rãnh đế (vận tốc va đập với vận tốc vòng) Kết phải so sánh với lượng va đập bảng A.2 Cấp độ kháng yêu cầu tương ứng với mức lượng va đập cao [xem ví dụ A.5.2 a)] c) Một cấp độ kháng đề cập theo kết mẫu vật liệu phận bảo vệ không bị xuyên qua đạn va đập Bảng B.1 đưa kết phép kiểm va đập Sankt Augustin Berlin, Đức, chúng nhà sản xuất sử dụng để khơng cần tự thực phép thử va đập A.5.3 Kết luận Một kết luận quan trọng phép thử va đập lượng tịnh tiến chấu kẹp đầu tiêu chuẩn văng thông số quan trọng định kích thước phận bảo vệ, thấy lượng chuyển động quay phôi với đường kính kẹp lớn mâm cặp tỷ số chiều dài đường kính l/d = hầu hết biến đổi văng chuyển thành lượng tịnh tiến lớn nhất, mà có giá trị nhỏ lượng tịnh tiến chấu kẹp mặt đầu tiêu chuẩn văng Nếu tỷ số chiều dài đường kính l/d > 1, lượng va đập tính theo cơng thức (C.2) cấp độ kháng tính tương ứng yêu cầu Trường hợp khác so với phôi dài, mà kẹp mâm cặp mũi chống tâm Ở đây, giả thiết lượng quay chúng mà nguy hiểm cho người vận hành so với lượng tịnh tiến lượng nhỏ biến đổi thành lượng tịnh tiến Đây tất trường hợp thêm giá đỡ cố định sử dụng để có định phơi dài điểm Đối với nguyên công gia công đặc biệt, gia cơng trục cam, tình va đập tiềm ẩn phải phân tích cách riêng biệt; Phụ lục A tới C cung cấp đầy đủ thơng tin cho việc phân tích Bảng A.2 - Cấp độ kháng Đường kính thiết bị kẹp phơi mm Từ đến Vận tốc vịng m/s Kích thước Năng lượng Cấp độ đạn thử Khối lượng Vận tốca va va đậpb đạn thử đập kháng Dxa mm kg m/s J 32 310 A1 50 781 A2 63 80 2000 A3 40 50 1562 B1 63 2480 B2 63 80 4000 B3 40 50 3124 C1 63 4960 C2 80 8000 C3 25 < 130 130 260 260 ≤ 500 40 50 50 30 x 19 40 x 25 0,625 1,25 50 x 30 2,5 63 a Vận tốc va đập giả thiết cao 25 % so với vận tốc vịng (ước lượng an tồn), trường hợp gẫy vỡ phận kẹp mâm cặp, xảy chấu kẹp khơng văng từ vị trí mâm cặp, mà chúng tăng tốc theo hướng rãnh trượt đế mâm cặp, trước văng b Đối với việc tính tốn lượng va đập, xem Phụ lục C Phụ lục B (Tham khảo) Thiết bị cho thử va đập ví dụ vật liệu B.1 Súng Súng bao gồm bình khí nén với ống súng có mặt lắp ghép (xem Hình B.1) Khí nén giải phóng van để tăng tốc đạn thử hướng vào mẫu thử Súng khí nén cấp máy nén khí Vận tốc đạn thử điều khiển áp suất khí Vận tốc đạn thử đo miệng nòng súng tốc kế thích hợp, ví dụ sử dụng cảm biến lắp đặt gần sát tế bào quang điện B.2 Một số vật liệu Các vật liệu sau vượt qua phép thử cấp kháng theo Bảng A.2 (va đập đạn thử vùng tâm tấm) Bảng B.1 - Một số vật liệu Độ bền Độ giãn kéo dài đứt Độ dày Vật liệu d Rm mm Thép N/mm Cấp độ kháng A % A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 370 28 + + - - - - - - - 2,5 370 28 + + - + - - + - - 400 28 + + - + + - + - - 340 25 + + + + + + + + - 300 40 + + + + + + + + - 340 25 + + + + + + + + + Al Mg3 240 18 + + - + - - + - - Polycarbonate 68 80 + + - + - - - - - 68 80 + + - + + - + - - 10 68 80 + + + + + - + + - 12 68 80 + + + + + - + + - 2x8 68 80 + + + + + + + + - 2x12 68 80 + + + + + + + + + 19 68 80 + + + + + + + + + + + + + + + + + + Hợp chất polycarbonate Kính an tồn + hợp chất polycarbonate Kính + PC 6+18 + Các yêu cầu đáp ứng - Các yêu cầu không đáp ứng “Các yêu cầu đáp ứng” ghi Bảng B.1 đưa độ kháng va đập Nếu độ kháng va đập thu PC (Polycarbonate), nhà sản xuất phải đảm bảo bảo vệ chống lại cào xước lão hóa biện pháp bổ sung (ví dụ hợp chất thiết kế với cạnh bịt kín) Cấp độ kháng phận bảo vệ và/hoặc cửa sổ quan sát khơng phụ thuộc vào kích thước thép mà vào lắp đặt bảng quan sát phận bảo vệ việc cố định phận bảo vệ máy Các bảng làm PC cần phủ lên khung đủ để tránh việc chúng bị đẩy khỏi va đập Các điểm thử cho khung cửa sổ kích thước 450 x 450 mm mẫu PC gắn kèm nhựa PC dày mm, phủ tối thiểu 40 mm cần thiết, PC dày 12 mm, tối thiểu phủ 25 mm, để trì PC khung Nếu kích thước cửa sổ lớn nhỏ 450 x 450 mm, phủ tăng giảm tương ứng CHÚ DẪN Tốc kế Bảng điều khiển Nịng súng Bình khí nén Đạn thử Mẫu thử Hình B.1 - Thiết bị để thử va đập CHÚ DẪN: X Thời gian sử dụng, tính năm Y Độ kháng va đập, tính phần trăm CHÚ THÍCH: Các bảng PC bảo vệ xung quanh cho thấy biên độ kháng va đập, đồ thị cho thấy độ kháng va đập phần PC không bảo vệ bị giảm đáng kể Hình B.2 - Đường cong lão hóa PC khơng bảo vệ (các điểm thử trung bình) (Nguồn: Tài liệu tham khảo [33]) Phụ lục C (Tham khảo) Tính tốn lượng va đập trực tiếp Năng lượng va đập, Jc, đơn vị Jun, tính cơng thức (C.1) (C.2): a) Đối với máy tiện trang bị mâm cặp, sử dụng cơng thức (C.1): Jc = m × v i2 (C.1) Trong m: khối lượng chấu kẹp đầu cứng tiêu chuẩn, kg; vi: vận tốc va đập tính theo cơng thức (A.1) b) Với máy tiện trang bị ống kẹp, lượng va đập J c, đơn vị Jun, tính cơng thức (C.2);  n  ρ× π ×d ×l ×   60  Jc = 24 3 (C.2) Trong ρ: khối lượng riêng, kilơ gam mét khối; d: đường kính lớn nhất, mét; I: chiều dài phôi lớn nhất, mét; n: vận tốc lớn trục kẹp phơi, vịng phút Cơng thức (C.2) giả định va đập trực tiếp văng phơi có tiết diện (với d/l” 0,2) gãy góc α=30° so với trục quay máy trang bị ống kẹp CHÚ THÍCH: Cơng thức áp dụng theo quy định để hướng dẫn Nhà sản xuất đưa giới hạn đường kính chiều dài lớn phơi sử dụng mâm cặp có ống kẹp CHÚ DẪN: d Đường kính phơi [Xem cơng thức (C.2)] c: Lưỡi dao cắt l Chiều dài phôi [Xem công thức (C.2)] α: Góc gãy Hình C.1 - Giải thích biến đổi phơi c) Các q trình khác tiện: Khi phay, mài q trình khác xảy ra, xem EN 12417 EN 13128 khuyến nghị phay EN 13128 cho mài Phụ lục D (Tham khảo) Ví dụ danh mục kiểm tra chức an tồn Phụ lục giải thích mối quan hệ phận máy cụ thể khái niệm an toàn liên quan Phụ lục đề cập đến quy tắc an toàn, mà áp dụng cho loại máy khác; hữu ích cho họ máy với cách nhìn tới kiểm chức an tồn (Xem Bảng D.1), để đưa danh mục thao tác cho phép bị cấm tùy thuộc chế độ vận hành chọn vị trí thiết bị bảo vệ di động (xem Bảng D.2) Bảng D.1 - Kiểm tra chức an toàn máy Vị trí cấu Chế độ (Chế chọn chế độ độ tự động) Chế độ (Chế độ tự động) Trạng thái phận bảo vệ di động Đóng Mở Điều kiện mở Đóng lại Trục khơng thể Khơng có thao khởi động Các tác vận hành chuyển động khởi động phận hay thiết bị Trục dừng lại cách tự dụng nâng hạ (PTH) Các dịch chuyển Các chức động Các khởi động PTH bị dừng Dịch máy chức Các dịch chuyển chuyển Bằng tay vận hành máy vận hành trục trục bị dừng Quá khối lệnh đơn Các thiết bị tay khởi động Ổ chứa trình phân độ an tồn hoạt chế độ dao phân ổ chứa dao bị động khối lệnh đơn độ Mã báo lỗi dừng Làm mát bị sau khởi chu kỳ khởi động dừng động lại lệnh Mâm thiết bị an cặp chống tâm có tồn thể hoạt động Tự động Các chức khối lệnh đơn máy vận hành Các thiết bị an tồn hoạt Trục khởi động Các chuyển động PTH khởi động Các dịch Chu trình dừng đạt Khơng có thao Các dịch tác vận hành chuyển PTH bị khởi động dừng Dịch chuyểnlại cách tự trục bị động Các chuyển trục chức chu kỳ tự động máy vận hành khơng thể khởi động dừng Q trình chế độ Mã báo lỗi chu kỳ phân độ ổ tự động sau khởi động chứa dao bị dừng khởi động lệnh Mâm cặp Làm mát bị dừng lại thiết bị chống tâm an toàn hoạt động động Chế độ (Chế độ cài đặt) - Bằng tay khối lệnh đơn chu kỳ chạy thử Khối lệnh đơn tự động chu kỳ chạy thử - Những chức sau vận hành với thiết bị an tồn: tốc độ trục bị giảm; Giảm tốc độ trục dịch chuyển PTH trục với tốc độ bị PTH điều giảm; di chuyển khiển giám sát trục với tốc Điều khiển giữ-đểđộ trục bị giảm chạy cấu dịch chuyển cho phép kích tăng; phân độ ổ chứa hoạt cộng với điều dụng cụ Thêm vào khiển khởi động đó, số chức yêu cầu cho sau cho vận hành phép: vận hành mâm cặp, mũi chống tâm thiết bị kẹp phôi; tắt/mở làm mát Điều kiện tương tự Điều kiện tương tự chế độ sản chế độ sản xuất xuất - - - Bảng D.2 - Điều khiển mâm cặp Cơ cấu chọn chế độ Trạng thái mâm cặp thiết bị kẹp phôi Mở Đóng Phơi mâm cặp Thay đổi vị trí chấu kẹp Chế độ (Chế độ cài đặt) Trục khơng Trục khơng Trục Trục thể khởi động thể khởi động khởi động khởi động được Chế độ (Chế độ tự động) Trục khơng Trục khơng Trục khơng Trục thể khởi động thể khởi động thể khởi động khởi động được được Đối với mâm cặp đặc biệt (chuyên dụng), xem hướng dẫn nhà cung cấp nhà sản xuất Phụ lục E (Tham khảo) Một số ví dụ hệ thống xả hệ thống dập lửa Kiểm soát cung cấp dung dịch làm mát hệ thống xả thiết yếu chức an toàn máy Các dung dịch làm mát có thành phần dầu 15 % gây nguy cháy nổ Các biện pháp an toàn sau phát cháy phụ thuộc vào loại hệ thống xả (trung tâm hay cục bộ): a) Đối với hệ thống xả tự động trung tâm 1) Quá trình gia cơng dừng khẩn cấp (với có hay khơng điều khiển lùi dao), 2) Sự thâm nhập lửa cần dập tắt đóng nắp thiết bị đóng van (Xem Hình E.3), khơng thể tránh hạt bốc lửa chạm tới đường ống hệ thống xả, 3) Hệ thống dập lửa cần khởi động lập tức, 4) Sự cấp dung dịch trơn nguội phải dừng, 5) Hệ thống xả trung tâm tiếp tục hoạt động b) Đối với hệ thống xả cục (gắn kèm với máy) 1) Q trình gia cơng dừng khẩn cấp (với có hay không điều khiển lùi dao), 2) Hệ thống xả nên dừng khẩn cấp, 3) Hệ thống dập lửa nên khởi động lập tức, 4) Sự cấp dung dịch trơn nguội nên dừng CHÚ THÍCH: Các biện pháp an toàn rủi ro gây cháy khơng đủ an tồn vật liệu cháy q trình gia cơng, Ma giê Ti tan Đối với loại vật liệu loại này, biện pháp đặc biệt cần áp dụng Để thực chức an toàn trên, điều khiển máy tiện, hệ thống xả hệ thống dập lửa cần phải có kết nối (xem Hình E.1) Trách nhiệm nhà sản xuất người sử dụng nên chia sẻ, Hình E.2 E.3 a Chỉ áp dụng cho máy có lắp hệ thống hút Hình E.1 - Ví dụ tương tác điều khiển máy tiện điều khiển hệ thống dập lửa CHÚ DẪN: Thiết bị tách khói Thiết bị nối Hệ thống xả khói Cảm biến dịng Tín hiệu khơng cho thực gia cơng nguồn cấp khí không đủ A Nhà sản xuất B Người sử dụng Nếu vật liệu hỗn hợp dễ nổ tồn bên hệ thống xả (ví dụ từ trình gia cơng trước), khơng kết nối hệ thống xả máy tiện đến hệ thống xả trung tâm a Hút khí Hình E.2 - Ví dụ kết nối máy tiện hệ thống xả CHÚ DẪN Hệ thống xả khói Tín hiệu dừng gia cơng Thiết bị đóng van Tủ điều khiển điện (máy phát) Kích hoạt dập lửa 10 Bộ phát cháy Báo cháy từ xa 11 Lỗ phun dạng sương mù Các đầu báo động 12 Vòi phun Thiết bị phát cháy 13 Chất dập lửa Thiết bị phát cháy OK 14 Báo cháy cục A Nhà sản xuất B Người sử dụng a Hút khí Hình E.3 - Ví dụ sơ đồ kết nối máy tiện hệ thống dập lửa tự động Phụ lục F (Tham khảo) Ví dụ xác định mức đặc tính cho phận bảo vệ kiểu khóa liên động F.1 Tổng quan Phụ lục minh họa việc sử dụng phương pháp TCVN 7384-1 (ISO 13849-1) để xác định chức an toàn xác định mức đặc tính (PL) Định lượng mạch điều khiển sử dụng cách rộng rãi đưa Từng bước quy trình thực theo bước sau: - Việc nhận biết chức an toàn thực phận an toàn liên quan hệ thống điều khiển (SRP/CS) Đối với chức an toàn tiến hành theo bước sau: - Điều kiện kỹ thuật đặc tính yêu cầu; - Xác định mức đặc tính yêu cầu, PLr; - Thiết kế ý nghĩa kỹ thuật rõ ràng chức an toàn; nhận biết chi tiết an toàn liên quan, mà thực chức an tồn đó; - Đánh giá mức đặc tính, PL, xem xét - Những khía cạnh định lượng: chủng loại, độ tin cậy phận (MTTF d), vùng chẩn đoán phép thử, biện pháp để tránh sai hỏng phổ biến (CCF), - Những yếu tố định lượng, định lượng có ảnh hưởng đến thuộc tính hệ thống điều khiển (SRP/CS) (thuộc tính chức an tồn điều kiện sai hỏng, phần mềm liên quan đến an toàn, sai hỏng hệ thống điều kiện mơi trường); - Kiểm tra mức đặc tính (PL) cho chức an toàn (là mức PL lớn PLr?); - Xác nhận (tất yêu cầu đáp ứng hay không?) Đánh giá PL, xét đến yếu tố định lượng xác nhận nói trên, khơng đưa phụ lục F.2 Chức an tồn mức đặc tính u cầu Những ví dụ lựa chọn mạch điều khiển an tồn liên quan (xem hình F.1) thực chức an tồn hệ thống khóa liên động phận bảo vệ, lựa chọn Những chuyển động nguy hiểm phải dừng phận bảo vệ mở (loại dừng theo IEC 602041; SS1, dừng an toàn theo IEC 61800-5-2) Để áp dụng phương pháp đồ thị rủi ro, định nghĩa tham số rủi ro TCVN 7384-1:2010 (ISO 13849-1:2006), Phụ lục A, bổ sung thêm F.2.1 Mức độ gây tổn thương, S1 S2 Việc ước lượng nguy xuất từ sai hỏng chức an toàn, tổn thương nhẹ (khả phục hồi bình thường), tổn thương nghiêm trọng (khơng có khả phục hồi bình thường) gây tử vong quan tâm Để đưa định, trình tự thơng thường tai nạn q trình chữa lành điển hình ý để xác định S1 S2 Ví dụ, vết thâm tím hay rách khơng biến chứng xếp vào S1, phẫu thuật tử vong xếp vào S2 F.2.2 Tần suất và/hoặc thời gian tiếp xúc với nguy hiểm, F1 F2 Những thông số tần suất nên chọn theo tần suất khoảng thời gian gần nguy hiểm Khoảng thời gian hợp lệ thông thường chọn cho thông số F1 (không thường xuyên) F2 (thường xuyên) xác định Tuy nhiên, giải thích sau giúp đưa lựa chọn có nghi ngờ F2 chọn có người thường xuyên liên tục đối mặt với nguy hiểm Nó khơng thích hợp với liệu người người khác đối mặt với nguy hiểm tiếp xúc liên tiếp, ví dụ, sử dụng thiết bị nâng chuyển Khi yêu cầu chức an toàn nhận biết người thiết kế, tần suất thời gian yêu cầu chọn thay cho tần suất thời gian đối mặt với nguy hiểm Trong TCVN 7384-1 (ISO 13849-1), tần suất yêu cầu chức an toàn giả định lần năm Khoảng thời gian tiếp xúc với nguy đánh giá dựa sở giá trị trung bình thấy liên hệ với tổng thời gian sử dụng thiết bị Ví dụ, cần thiết truy cập dụng cụ máy cách thường xuyên chu kỳ hoạt động để cắt di chuyển phơi, F2 chọn Nếu việc truy cập yêu cầu lần lượt, F1 nên chọn Nếu khơng có điều chỉnh, F2 nên chọn tần suất xảy lần F.2.3 Khả tránh nguy hiểm, P1 P2 Rất quan trọng để xác định liệu tình trạng nguy hiểm nhận biết tránh trước dẫn đến tai nạn Ví dụ, ý quan trọng liệu nguy hiểm nhận biết trực tiếp từ đặc tính vật lý, nhận biết theo nghĩa kỹ thuật, ví dụ số Những mặt quan trọng khác ảnh hưởng tới lựa chọn thông số P bao gồm: - Vận hành có khơng có giám sát; - Vận hành chuyên gia người không chuyên; - Tốc độ xuất nguy hiểm (ví dụ nhanh chậm); - Khả tránh khỏi nguy hiểm (ví dụ chạy thốt); - Các kinh nghiệm an tồn liên quan tới q trình gia cơng Khi tình nguy hiểm xảy ra, P1 (khả tránh) nên chọn có hội thực tránh tai nạn giảm đáng kể ảnh hưởng nó; P2 (khơng có khả tránh) nên chọn khơng có hội tránh nguy hiểm F.2.4 Mức đặc tính yêu cầu Các mức đặc tính yêu cầu, PLr cho máy tiện xác định mơ tả 5.11b) Ví dụ trình bày phụ lục (xem Hình F.1), thiết bị khóa liên động tích hợp hệ thống bảo vệ có khả di chuyển với truy cập tới thay dụng cụ và/hoặc ổ chứa dụng cụ chọn Theo 5.11 b) 1) iii), chức an toàn mức hiệu suất yêu cầu phải đáp ứng PL r = d F.3 Nhận biết phận liên quan đến an toàn Tất phận chức an tồn trình bày Hình F.1 Chi tiết chức khơng có chức an tồn hệ thống khóa liên động (như cơng tắc đóng mở cơng tắc hành trình K1) khơng xét đến Để minh họa phương pháp ISO 12849-1, ví dụ (Xem Hình F.1), chuyển đổi dịng khơng tích hợp chặn xung sử dụng Nếu chặn xung tích hợp sử dụng cơng tắc độc lập theo đường tắt, cơng tắc hành trình K1 bỏ qua CHÚ DẪN: B1: Vị trí cơng tắc với cấu truyền động độc lập thao tác mở trực tiếp B2: Vị trí cơng tắc (giữ-để-chạy) PLC: Bộ điều khiển logic lập trình K1: Công tắc a: Trạng thái mở b: Trạng thái đóng CC: Bộ chuyển mạch G1: Cảm biến vịng quay M: Động Hình F.1 - Mạch điều khiển sơ đồ khối liên quan đến an toàn xác định phận an tồn liên quan Trong ví dụ này, hai kênh dư cung cấp dự phòng sử dụng Kênh (Cơ điện tử) tạo cơng tắc vị trí kiểu (thường đóng) với cấu truyền động độc lập thao tác mở trực tiếp (B1) kết nối với công tắc (K1), với phần tử kết nối khí có khả ngắt nguồn nối tới động Với kênh thứ hai (có khả lập trình), sử dụng linh kiện điện tử, cơng tắc vị trí thứ hai (giữ-để-chạy) (B2) đặt vị trí kín tránh bị làm hỏng, kết nối với điều khiển lô gic có khả lập trình (PLC) điều khiển chuyển đổi dòng (CC) để dừng động (tín hiệu dừng) Sau dừng động cơ, khởi động bất ngờ phịng ngừa (vơ hiệu hóa) Cảm biến vòng quay (G1), lắp đặt điều khiển để điều khiển tốc độ động cơ, sử dụng cho mục đích kiểm tra Như vậy, phận an toàn liên quan phân chia thành kênh minh họa biểu đồ khối an toàn liên quan, hình bên phải Hình F.1 F.4 Đánh giá mức đặc tính F.4.1 Tổng quan Các giá trị thời gian trung bình xảy hư hỏng nguy hiểm, MTTTd, phạm vi chẩn đốn trung bình, DCavg, yếu tố nguyên nhân thường gặp giả định để đánh giá theo TCVN 7384-1:2010 (ISO 13849-1:2006), Phụ lục C, D, E F, cung cấp nhà sản xuất Các loại ước lượng theo 6.2 TCVN 7384-1:2010 (ISO 13849-1:2006), Phụ lục B F.4.2 Đánh giá thời gian trung bình xảy hư hỏng nguy hiểm cho kênh, phạm vi chẩn đốn trung bình, nguyên nhân thường gặp, phân loại mức đặc tính Cơng tắc vị trí B1 có thao tác mở trực tiếp chế độ tích cực dẫn động Bởi vậy, loại trừ lỗi tạo liên quan đến việc không mở tiếp xúc không dẫn động cơng tắc hỏng khí (ví dụ gẫy pít tơng, mịn cam chấp hành điều chỉnh) CHÚ THÍCH: Những giả thiết với công tắc mạch in phụ theo IEC 60947-5-1:1997, Phụ lục K, với thiết bị khí cân xứng dẫn động công tắc theo đặc điểm nhà sản xuất (xem TCVN 7384-2 (ISO 13849-2)) Quan tâm đến sai hỏng thiết bị khóa liên động, xem ISO 14119 Đối với thời gian trung bình xảy hư hỏng nguy hiểm, MTTFd, kênh đầu tiên, B1 K1 có vai trị vào thời gian trung bình xảy hư hỏng nguy hiểm, MTTF dC1 Đối với lỗi khí B1 (bao gồm cấu dẫn động), giá trị B10d 000 000 chu kỳ giả định đưa nhà sản xuất Tính 365 ngày làm việc năm, 16 h làm việc ngày chu kỳ 10 min, suy số trung bình hoạt động hàng năm, nop, 35040 chu kỳ năm Do MTTFdB1 tính theo công thức (F.1): (F.1) Đối với công tắc K1, giá trị B10d 2600000 chu kỳ (tuổi bền điện cho tải dịng tự cảm - AC3 - tính 50 % hư hỏng nguy hiểm) giả định đưa nhà sản xuất sản xuất Với giá trị n op xác định trên, dẫn đến MTTFdK1 = 742a Kênh thứ xác định theo công thức (F.2): 1 1 1 = + = + = MTTFdC1 MTTFdB1 MTTFdK1 570a 742a 322a (F.2) Dẫn đến MTTFdC1 = 322a kênh mà giảm tới giá trị cực đại 100a cho phép cho kênh Ở kênh thứ hai, B2, PLC CC góp phần vào MTTFdC2 B2 cơng tắc vị trí (giữ-để-chạy) với giá trị B10d 000 000 chu kỳ giả định đưa nhà sản xuất Với giá trị nop tính bên trên, MTTFd 285a nửa B1 Đối với PLC CC, giá trị-MTTFd 50a giả định đưa nhà sản xuất Kênh thứ hai đưa theo công thức (F.3): 1 1 1 1 = + + = + + = (F.3) MTTFdC MTTFdB MTTFdPLC MTTFdCC 285a 50a 50a 23a Bởi hai kênh có MTTFd khác nhau, công thức đối xứng, đưa cơng thức (F.4), sử dụng để tính toán giá trị thay cho MTTF d kênh hệ thống hai kênh đối xứng:   2 = MTTFdC1 + MTTFdC2 −  1 MTTFd +  MTTFdC1 MTTFdC2        (F.4)      = 69a(" cao" ) = 100a + 23a − 1  3 +   100a 23a   Cảm biến vịng quay G1 khơng tham gia vào MTTF d Đối với việc xác định DC, mạch điều khiển, B1, B2 K1 đọc lại PLC, PLC thực chức tự kiểm tra CC đọc lại qua G1 PLC Các giá trị DC liên quan phận kiểm là: - DCB1 = DCB2 = 60 % (“thấp”), giám sát chéo giá trị vào mà không cần đến phép kiểm động học; - DCK1 = 99 % (“cao”), giám sát trực tiếp (giám sát thiết bị điện tử phần tử kết nối khí); - DCPLC = 30 % (“khơng”), hiệu thấp q trình tự kiểm (giả thiết giá trị đưa FMEA nhà sản xuất); - DCCC = 90 % (“trung bình”), đo đường đóng dư với giám sát cấu dẫn động logic thiết bị kiểm Nếu PLC phát hư hỏng CC, có khả dừng chuyển động cách ngắt nguồn cung cấp điện tới K1 Đối với ước lượng PL, phạm vi chẩn đốn trung bình, DCavg, cần thiết đầu vào: DCavg DCPLC DCCC DCB1 DCB DCK1 + + + + MTTFdB1 MTTFdB MTTFdK1 MTTFdPLC MTTFdCC = 1 1 + + + + MTTFdB1 MTTFdB MTTFdK1 MTTFdPLC MTTFdCC (F.5) 60% 60% 99% 30% 90% + + + + = 570a 285a 742a 50a 50a = 61% 1 1 + + + + 570a 285a 742a 50a 50a Đối với CCF, giả thiết ước lượng CCF thực theo TCVN 7384-1:2010 (ISO 13849-1:2006), F.2 Các biện pháp sau CCF thực (trong dấu ngoặc đơn): Sự phân cách vật lý đường tín hiệu (15), tính đa dạng (20), bảo vệ chống lại điện thế, áp suất (15), ngăn ngừa chất bẩn tính tương thích điện từ (EMC) CCF theo tiêu chuẩn phù hợp (25), ngăn ngừa nhiệt độ, sốc, rung động, độ ẩm nguyên nhân gây nên hư hỏng thông thường (10) Các biện pháp đủ dựa CCF yêu cầu số điểm nhỏ 65 (ngoài 100) Ở đây, số điểm 85 đủ đáp ứng yêu cầu CCF Đối với việc phân nhóm, yêu cầu nhóm B (thiết kế, kết cấu, lựa chọn, lắp ráp kết hợp theo tiêu chuẩn liên quan để chịu ảnh hưởng dự kiến; sử dụng nguyên tắc an toàn bản) đáp ứng Những nguyên tắc an toàn kiểm nghiệm sử dụng Một hư hỏng đơn dẫn đến việc chức an toàn Một hư hỏng đơn phát hợp lý khả thực tế Phạm vi chẩn đoán (DC) khoảng 60 % đến 90 % Các CCF giảm cách đáng kể Những đặc tính đáp ứng tồn u cầu nhóm Đối với ước lượng PL, liệu đầu vào cho Hình Phụ lục K theo TCVN 7384-1:2010 (ISO 13849-1:2006) sau: MTTFd với kênh “cao” (69a), DCavg “thấp” (61 %) nhóm Giả thiết thời gian hoạt động 20 năm (xem TCVN 7384-1:2010 (ISO 13849-1:2006), 4.5.4), dẫn đến mức đặc tính “d” với xác suất trung bình hư hỏng nguy hiểm 1,84 x 10-7/h F.5 Kiểm tra xác nhận kết Kết với mức đặc tính yêu cầu “d” F.2 Do đó, mạch điều khiển đáp ứng yêu cầu việc giảm rủi ro ví dụ áp dụng F.2 THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ISO 1219-1 Fluid power systems and components - Graphical symbols and circuit diagrams - Part 1: Graphical symbols for conventional use and data-processing applications (Hệ thống truyền dẫn thủy lực phận - Ký hiệu đồ họa sơ đồ mạch - Phần 1: Ký hiệu đồ họa cho sử dụng quy ước ứng dụng xử lý liệu) [2] ISO 1219-2 Fluid power systems and components - Graphical symbols and circuit diagrams - Part 2: Circuit diagrams (Hệ thống truyền dẫn thủy lực phận - Ký hiệu đồ họa sơ đồ mạch Phần 2: Sơ đồ mạch) [3] ISO 2806:1994 Industrial automation systems - Numerical control of machines - Vocabulary (hệ thống tự động công nghiệp - Điều khiển số máy - Từ vựng) [4] ISO 2972 Numerical control of machines - Symbols (Điều khiển số máy - Ký hiệu) [5] ISO 3002-1 Basic quantities in cutting and grinding - Part 1: Geometry of the active part of cutting tools - General terms, reference systems, tool and working angles, chip breaker (Các đại lượng cắt gọt mài - Phần 1: Hình học phận chủ động dụng cụ cắt - Thuật ngữ chung, hệ thống tham chiếu, dụng cụ góc gia cơng, phận đập vỡ) [6] ISO 7000 Graphical symbols for use on equipment - Registered symbols (Ký hiệu đồ họa sử dụng dụng cụ - Các ký hiệu đăng ký) [7] ISO 9614-1:1993 Acoustics - Determination of sound power levels of noise sources using sound intensity - Part 1: Measurement at discrete points (Âm học - Xác định mức công suất âm nguồn âm sử dụng cường độ âm - Phần 1: Đo điểm rời rạc) [8] ISO 11553-1 Safety of machinary - Lazer processing machines - Part 1: General safety requirements (An toàn máy - Các máy gia công laze - Phần 1: Yêu cầu chung an toàn) [9] ISO 13732-1 Ergonomics of the thermal environment - Methods for the assessment of human responses to contact with surfaces - Part 1: Hot surfaces (Ecgônômi môi trường nhiệt - Phương pháp đánh giá phản ứng người tiếp xúc với bề mặt - Phần 1: nguồn nóng) [10] ISO 13856-1, Safety of machinary - Pressure-sensitive protective devices - Part 1: General principles for design and testing of pressure-sensitive mats and pressure-sensitive floors (An toàn máy - Thiết bị bảo vệ nhạy áp - Phần 1: Nguyên lý chung cho thiết kế thử nghiệm đệm nhạy áp sàn nhạy áp) [11] ISO 15641 Mining cutter for high speed machining - Safety requirements (Dao phay dùng cho gia công tốc độ cắt cao - Yêu cầu an toàn) [12] lEC 60947-5-1 + A.1:2009 Low-voltage switchgear and controlgear - Part 5-1: Control circuit devices and switching elements - Electromechanical control circuit devices (Cơ cấu chuyển mạch cấu điều khiển điện áp thấp - Phần 5-1: Thiết bị mạch điều khiển phần tử chuyển mạch) [13] IEC 61496-2, Safety of machinery - Electro-sensitive protective devices - Part 2: Particular requirements for equipment using active opto-electrortic protective devices (AOPDs) (An toàn máy Thiết bị bảo vệ nhạy điện tử - Phần 2: Yêu cầu riêng cho thiết bị sử dụng thiết bị bảo vệ kiểu quang điện tử chủ động) [14] IEC 61496-3, Safety of machinery - Electro-sensitive protective devices - Part 3: Particular requirements for Active Opto-electronic Protective Devices responsive to Diffuse Reflection (AOPDDR) (An toàn máy - Thiết bị bảo vệ nhạy điện tử - Phần 3: Yêu cầu riêng cho thiết bị bảo vệ kiểu quang điện tử chủ động đáp ứng với phản xạ khuếch tán) [15] IEC 61508 (all parts), Funtional safety of electrical/electronic/programmable electronic safetyrelated systems (An toàn chức hệ thống liên quan đến an toàn điện/điện tử/điện tử có khả lập trình được) (tất phần) [16] IEC 61511-1, Funtional safety - Safety instrumented systems for the process industry sector - Part 1: Framework, definitions, system, hardware and software requirements (An toàn chức - Các hệ thống dụng cụ an toàn cho lĩnh vực công nghiệp chế biến - Phần 1: Các yêu cầu cấu, định nghĩa, hệ thống, phần cứng phần mềm) [17] EN 414, Safety of machinary - Rules for the drafting and presentation of safety standards (An toàn máy - Quy tắc cho việc phác thảo trình bày chuẩn an toàn) [18] ISO 15534-3 Ergonomic design for the safety of machinery - Part 3: Anthropometric data (Thiết kế ecgơnơmi cho an tồn máy - Phần 3: Dữ liệu nhân trắc) [19] EN 692, Machine tools - Mechanical presses - Safety (Máy công cụ - Ép khí - An tồn) [20] EN 693, Machine tools - Safety - Hydraulic presses (Máy cơng cụ - An tồn - Ép thủy lực) [21] EN 12198-1, Safety of machinery - Assessment and reduction of risks arising from radiation emitted by machinery - Part 1: General principles (An toàn máy - Đánh giá giảm thiểu rủi ro phát sinh xạ phát từ máy móc - Phần 1: Nguyên lý chung) [22] EN 12198-2, Safety of machinery - Assessment and reduction of risks arising from radiation emitted by machinery - Part 2: Radiation emission measurement procedures (An toàn máy - Đánh giá giảm thiểu rủi ro phát sinh xạ phát từ máy móc - Phần 2: Quy trình đo xạ phát ra) [23] EN 12198-3, Safety of machinery - Assessment and reduction of risks arising from radiation emitted by machinery - Part 3: Reduction of radiation by attenuation or screening (An toàn máy - Đánh giá giảm thiểu rủi ro phát sinh xạ phát từ máy móc - Phần 3: Giảm thiểu xạ suy giảm chắn) [24] EN 12417, Machine tools - Safety - Machining centres (Máy công cụ - An tồn - Trung tâm gia cơng) [25] EN 12717, Safety of machine tools - Drilling machines (An toàn máy công cụ - Máy khoan) [26] EN 13128, Safety of machine tools - Milling machines (including boring machines) (An toàn máy công cụ - Máy phay (bao gồm máy doa)) [27] EN 13218, Machine tools - Safety - Stationary grinding machines (Máy cơng cụ - An tồn - Máy máy tĩnh) [28] EN 13478, Safety of machinery - Fire prevention and protection (An tồn máy - Phịng ngừa bảo vệ cháy) [29] EN 13736, Safety of machine tools - Pneumatic presses (An tồn máy cơng cụ - Ép khí nén) [30] EN 50370-1, Electromagnetic compatibility (EMC) - Product family standard for machine tools Part 1: Emission (Tương thích điện từ (EMC) - Tiêu chuẩn họ sản phẩm cho máy công cụ - Phần 1: Phát xạ) [31] EN 50370-2, Electromagnetic compatibility (EMC) - Product family standard for machine tools Part 2: Immunity (Tương thích điện từ (EMC) - Tiêu chuẩn họ sản phẩm cho máy công cụ - Phần 2: Sự miễn nhiễm) [32] Miscellaneous publications from the Institut fur Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (BGIA)/lnstitute for Occupational Safety and Health, Sankt Augustin, Germany Available at: http//www.dguv.de/bgia