Conheça
Este artigo fornece orientações práticas sobre práticas de trabalho seguras ao utilizar roteadores CNC, centros de usinagem CNC e máquinas de entalhe com alimentação manual/integrada. Destina-se a empregadores e outras pessoas que controlam o uso dessas máquinas. Operadores de máquinas também encontrarão estas informações úteis.
História de acidente
A indústria de marcenaria tem uma das maiores taxas de acidentes causados por contato com máquinas em movimento. A maioria deles ocorre devido às mãos ou dedos do operador fazendo contato com os cortadores rotativos. Análise de acidentes investigados por STYLECNC descobriu que as causas mais comuns foram:
1. guardas inadequados ou ausentes;
2. treinamento inadequado ou ausente do operador.
Treinamento e informações
É importante que a máquina esteja equipada com as proteções necessárias e que os operadores da máquina sejam treinados para usá-las e realizar o trabalho que devem fazer com segurança. O treinamento é particularmente importante para aqueles envolvidos em manutenção, configuração e limpeza para garantir que essas atividades sejam realizadas de forma segura. Ninguém deve ter permissão para trabalhar em uma máquina de marcenaria a menos que tenha demonstrado competência. É aconselhável que operadores competentes sejam autorizados por escrito por uma pessoa responsável (diretor, gerente sênior etc.). Isso fará parte dos registros de treinamento. Qualquer pessoa que supervisione o uso do equipamento de trabalho também deve ter recebido treinamento adequado e tanto os operadores quanto os supervisores devem ter acesso às informações e, quando apropriado, às instruções por escrito.
Requerimentos legais
Os requisitos legais que abrangem o uso dessas máquinas estão contidos em Uso seguro de máquinas para trabalhar madeira
maquinário. Regulamentos de Provisão e Uso de Equipamentos de Trabalho de 1998 (PUWER) conforme aplicados a maquinário para trabalhar madeira. Este documento fornece conselhos práticos sobre o uso seguro de maquinário para trabalhar madeira e abrange o fornecimento de informações e treinamento, bem como aspectos de proteção e manutenção.
Ao comprar uma máquina nova, ela deve ser fornecida com uma declaração de conformidade e ter uma marca CE. Designers e fabricantes devem estar em conformidade com os requisitos essenciais de segurança da Machinery Directive e regulamentos associados da European Free Trade Association (EFTA).
Avaliação de risco
Existem muitos projetos de máquinas diferentes com vários graus de complexidade. Todas as máquinas devem ser instaladas de acordo com as especificações do fabricante com os serviços corretos fornecidos. Isso deve incluir ter extração suficiente para a remoção de cavacos e poeira. Nunca modifique uma máquina de forma alguma, a menos que você tenha primeiro consultado o fabricante/fornecedor e recebido a confirmação de que a modificação não será prejudicial à segurança/integridade da máquina. Cada máquina tem suas próprias características e configuração que você deve levar em consideração ao identificar os perigos e avaliar os riscos. Você precisará considerar os seguintes perigos:
1. ejeção da peça de trabalho ou do cortador – certifique-se de que estejam seguros antes de começar;
2. contato com cortadores rotativos e trocadores automáticos de ferramentas (quando instalados);
3. aprisionamento e esmagamento causados por mesas móveis ou cabeçotes de usinagem;
4. movimento ou partida inesperada causada por falhas no sistema de controle;
5. emissão excessiva de ruído;
6. a produção de pó e lascas;
7. dispositivos automáticos de movimentação e carregamento (quando instalados);
8. dispositivos de fixação pneumáticos e a vácuo (quando instalados);
9. programação segura das velocidades de rotação e aproximação da ferramenta de corte compatíveis com o material a ser processado;
10. Qualquer programa novo deve ter um "teste" em velocidade lenta para evitar erros, colisões, etc.
Figura 1a
Pequeno roteador CNC de estrutura em C/overhead com proteção de distância fixa. Os riscos de qualquer perigo de esmagamento ou aprisionamento entre peças fixas e móveis da máquina também devem ser controlados.
Figura 1b
Máquina com estrutura em C/braço cantilever e amortecedores sensíveis à pressão.
Roteadores CNC e centros de usinagem CNC
Os roteadores CNC e os centros de usinagem CNC têm 2 categorias principais:
1. Estrutura em C/braço cantilever/suspenso;
2. Estrutura do portal (pórtico/traves).
Estrutura em C/braço cantilever/suspenso
Essas máquinas, às vezes chamadas de roteadores aéreos, têm uma unidade principal única ou multifuncional montada em um braço em C/cantilever que se move sobre a mesa ou permanece parado enquanto a mesa de trabalho se move por baixo dele, veja as Figuras 1a, b e c.
Figura 1c
Máquina com estrutura em C/braço cantilever e tapetes de segurança.
Estrutura do portal (pórtico/traves)
Essas máquinas têm uma unidade principal única ou multifuncional montada em uma estrutura de portal (pórtico/travessa) que pode se mover sobre a mesa de trabalho ou permanecer parada enquanto a mesa de trabalho se move por baixo dela, veja a Figura 2.
Figura 2
Máquina de portal (estrutura de pórtico/traves de gol) com fechamento parcial e barreira de luz.
As aplicações de centro de usinagem CNC podem incluir aplicações de roteamento, mandrilamento vertical e horizontal, ranhuramento e modelagem. Todas elas são atendidas por um trocador de ferramentas multiposição montado adjacente à unidade principal ou colocado na estrutura da máquina, veja a Figura 2. É importante que a ferramenta correta seja usada, adequada para a máquina e a aplicação. As ferramentas também devem ser mantidas em boas condições.
A maioria das máquinas opera em 3 eixos, X e Y (movimento horizontal) e Z (movimento vertical). Algumas máquinas têm a facilidade de operar com eixo rotacional vertical e horizontal (máquinas de 5 eixos) e todos esses eixos precisarão ser levados em consideração na avaliação de risco. Isso é especialmente importante para a coleta de poeira e cavacos e a trajetória de fragmentos de resíduos ejetados da peça de trabalho.
Salvaguarda
Os roteadores CNC podem ser protegidos por uma variedade de proteções fixas, mas quaisquer distâncias de segurança devem estar em conformidade com os padrões. Se as proteções fixas forem desmontadas pelo usuário para fins de manutenção ou limpeza, etc., seus sistemas de fixação devem permanecer presos à proteção ou à máquina quando a proteção for removida, por exemplo, ser ajustados com parafusos que permaneçam presos à proteção.
No entanto, como os sistemas de controle em roteadores se desenvolveram de controle manual para CNC, o grau de intervenção do operador durante o processo de usinagem diminuiu. A adição de instalações automáticas de carga e descarga e troca automática de ferramentas reduziu ainda mais a necessidade de aproximação próxima à área de corte. Isso permitiu que os fabricantes adotassem métodos de proteção que diferem da proteção próxima tradicionalmente usada em máquinas mais antigas operadas manualmente.
Em máquinas grandes, é prática normal impedir o acesso à área de corte durante o processo de usinagem por um invólucro, veja a Figura 3. O objetivo do invólucro é evitar:
1. acesso à zona de perigo;
2. a ejeção de parte da ferramenta;
3. qualquer risco de esmagamento ou aprisionamento entre partes fixas e móveis da máquina.
Figura 3
Centro de usinagem CNC dentro de gabinete completo.
O acesso ao recinto é normalmente necessário para:
1. carregar ou descarregar a peça de trabalho;
2. limpeza, ajuste ou configuração;
3. troca de ferramentas.
Quando a entrada em um recinto for necessária, ela deve ser por meio de uma porta intertravada que impeça o acesso enquanto os cortadores e outras peças perigosas estiverem se movendo. Quaisquer intertravamentos usados devem estar em conformidade com os padrões. Os requisitos do recinto incluem:
1. fornecer proteção até pelo menos 1.8 m do nível do chão;
2. ser feito de materiais resistentes a impactos, capazes de conter peças de trabalho ou componentes de máquinas ejetados;
3. ter aviso sonoro ou visual (por exemplo, uma luz amarela) de partida iminente;
4. ter um dispositivo de parada de emergência (dentro do gabinete) que pare a partida se necessário; ■ ter um dispositivo de controle para redefinir o intertravamento da porta que esteja em conformidade com os padrões. Este deve estar localizado fora do gabinete, mas em uma posição que permita uma visão clara do interior. Não deve ser acessível de dentro do gabinete;
5. ter recursos de redução de ruído quando as máquinas produzem níveis de ruído maiores que 85 dB(A).
Outras salvaguardas podem ser usadas em vez de um gabinete completo, como:
1. cercas parciais, com ou sem barreiras/feixes de luz (Figura 2);
2. amortecedores sensíveis à pressão (Figura 1b);
3. tapetes sensíveis à pressão (Figura 1c).
A escolha das proteções escolhidas dependerá da avaliação do fabricante/projetista para garantir que os requisitos essenciais de segurança da Diretiva de Máquinas e dos regulamentos associados da Associação Europeia de Livre Comércio (EFTA) tenham sido atendidos.
Se houver aberturas, cortinas devem ser usadas para proteger contra o risco de ejeção de partes de ferramentas ou peças da peça de trabalho. Elas devem, portanto, ser capazes de passar por um teste de impacto que segure um projétil de 100 g quando atingido a uma velocidade de 70 m/s.
Onde for necessário acesso pouco frequente, por exemplo, apenas para operações de manutenção, então uma proteção fixa pode ser usada (Figura 1a). Isso é fornecido se as etapas necessárias tiverem sido tomadas para evitar uma partida acidental enquanto a máquina estiver sendo trabalhada (veja 'Manutenção').
Também deve haver ventilação de exaustão local (LEV) eficaz, integrada à máquina, para remover poeira e lascas.
Travagem
Deve haver um freio elétrico automático para o(s) fuso(s) da ferramenta para que eles parem em dez segundos.
Mecanismo de troca de ferramentas
Em alguns casos, o gabinete para a área de corte impedirá o contato com o trocador de ferramentas. Em outros casos, pode haver um magazine de ferramentas separado da área de usinagem e com sua própria porta de acesso. Essas portas de acesso devem ser intertravadas com o trocador de ferramentas e, se houver acesso aos cortadores, também intertravadas com eles. Durante a troca manual de ferramentas, não deve haver risco de rotação do porta-ferramentas enquanto as ferramentas estão sendo inseridas ou removidas. Use os controles pendentes 'hold-to-run' ou single-step para indexar o porta-ferramentas (consulte também 'Interruptor de seleção de modo').
Manutenção
Todos os dispositivos de segurança devem ser verificados por uma pessoa adequadamente treinada e competente (alguém com as habilidades, conhecimento e experiência necessários) em intervalos regulares. Isso deve levar em conta o quanto a máquina é usada, bem como quaisquer recomendações do fornecedor ou fabricante. Registre os detalhes de quaisquer verificações de manutenção e inspeção e, em particular, quaisquer ações identificadas e confirmação de que foram concluídas.
Algumas manutenções podem exigir que a máquina seja isolada com segurança para evitar partida acidental. Isolamento elétrico seguro significa que a energia elétrica é desligada, e também há precauções adequadas para garantir que ela permaneça desligada. A reconexão inadvertida deve ser evitada – por exemplo, interrompendo a trifásica por meios mecânicos e tendo um recurso de bloqueio.
Chave de seleção de modo
Onde as máquinas são projetadas para serem operadas durante a configuração com as proteções móveis intertravadas e/ou dispositivos de proteção desabilitados, um interruptor de seleção de modo deve ser fornecido para selecionar entre os modos de operação de usinagem e configuração. No modo de operação de configuração da máquina, se as proteções móveis estiverem abertas e/ou os dispositivos de proteção desabilitados, qualquer movimento perigoso só deve ser possível quando vários requisitos forem atendidos, incluindo:
1. a rotação do fuso e o movimento do eixo único são controlados por um dispositivo de controle/habilitação de retenção para execução;
2. o movimento do eixo único deve ser limitado a uma velocidade de 2 m/min ou incremento de 10 mm;
3. se houver rotação da ferramenta, ela deve ser limitada a um máximo de 300 rotações/min e a rotação da ferramenta deve parar em menos de 2 rotações após a liberação do controle de retenção para execução.
Dispositivos de controle de retenção e dispositivos de habilitação para movimentos de ferramentas ou eixos devem estar localizados no painel de controle principal e/ou em um conjunto móvel de controles conectados à máquina por um cabo fixo ou sem fio (se fornecido).
Máquinas de entalhe alimentadas manualmente/integradas
Estas são máquinas do tipo overhead/C-frame com um único fuso de ferramenta/cabeça de trabalho localizado acima de uma mesa. A mesa pode ser capaz de se mover em até 3 direções (X, Y e Z). As velocidades de operação podem variar de 6000 rpm a 24 000 rpm. A peça de trabalho é normalmente alimentada para a máquina em uma direção oposta à direção do fuso da ferramenta. Isso pode ser feito manualmente, como em algumas máquinas mais antigas, veja a Figura 4, ou com um sistema de alimentação de peça de trabalho integrado, onde a peça de trabalho é segurada e controlada mecanicamente durante a operação de usinagem.
Guardando as ferramentas
Guarda de anel
Figura 4
Roteador de estrutura suspensa/C operado manualmente com proteção de anel e opção para troca de ferramentas.
Deve haver um anel de proteção ajustável e autofechante instalado que impeça o acesso à ferramenta por cima e pelas laterais. O anel de proteção deve repousar sobre a peça de trabalho durante a usinagem e sua superfície inferior deve permanecer paralela à mesa. Ele pode ser feito de uma peça ou consistir em um anel de pressão em combinação com um protetor envolvente que permita a troca de ferramentas, por exemplo, por meio de uma tampa articulada não intertravada que seja capaz de ser travada manualmente na posição fechada, veja a Figura 4. Para minimizar o risco de ejeção, o anel de proteção deve aplicar uma força entre 50N e 150N à peça de trabalho.
O diâmetro interno do protetor de anel deve permitir que a ferramenta com o maior diâmetro para o qual a máquina foi projetada seja montada. No entanto, se o diâmetro máximo da ferramenta exceder 80 mm, deve haver pelo menos 2 protetores de anel com diâmetros internos diferentes. O protetor de anel deve ter uma conexão com a ventilação de exaustão local e ser fabricado de:
■ aço com espessura de parede de pelo menos 1.5 mm;
■ liga leve com espessura de parede de pelo menos 3 mm;
■ policarbonato com espessura de parede de pelo menos 3 mm;
■ outro material plástico com resistência ao impacto pelo menos igual ou melhor que a do policarbonato de 3 mm;
■ ferro fundido com espessura de parede de pelo menos 5 mm.
Suporte de proteção de anel O suporte de proteção de anel deve permitir que ele se mova automaticamente com o cabeçote do fuso e permitir que sua superfície inferior seja colocada paralelamente à mesa, qualquer que seja a posição da mesa. Ele também deve permitir que a proteção de anel seja ajustada para que possa levar em consideração o comprimento máximo da ferramenta para o qual a máquina foi projetada. O ajuste deve ser possível sem o auxílio de uma ferramenta.
Travagem
Deve haver um freio elétrico ou mecânico automático para o eixo da ferramenta, de modo que ele pare em dez segundos.
Ferramentas.
Qualquer fresa de roteador usada em máquinas de entalhar de eixo único alimentadas manualmente ou integradas com mais de 16 mm de diâmetro deve ser do tipo com limitação de cavacos.
