Introducción
Este artículo ofrece orientación práctica sobre prácticas de trabajo seguras al utilizar fresadoras y centros de mecanizado CNC, así como máquinas de tallado con alimentación manual o integrada. Está dirigido a empleadores y otras personas que controlan el uso de estas máquinas. Esta información también será útil para los operadores de máquinas.
Historia de accidentes
La industria de la carpintería tiene una de las tasas más altas de accidentes causados por el contacto con maquinaria en movimiento. La mayoría de estos se deben a que las manos o los dedos del operador entran en contacto con las cuchillas giratorias. Análisis de accidentes investigados por STYLECNC Ha descubierto que las causas más comunes fueron:
1. protecciones inadecuadas o faltantes;
2. capacitación inadecuada o nula del operador.
Formación e información
Es importante que la máquina esté equipada con las protecciones necesarias y que los operadores de la máquina hayan recibido la formación necesaria para utilizarlas y realizar el trabajo que se espera que hagan de forma segura. La formación es especialmente importante para quienes participan en el mantenimiento, la configuración y la limpieza, a fin de garantizar que estas actividades se llevan a cabo de forma segura. No se debe permitir que nadie trabaje en una máquina para trabajar la madera a menos que haya demostrado su competencia. Es aconsejable que los operadores competentes estén autorizados por escrito por una persona responsable (director, gerente superior, etc.). Esto formará parte de los registros de formación. Cualquiera que supervise el uso de los equipos de trabajo también debe haber recibido la formación adecuada y tanto los operadores como los supervisores deben tener acceso a la información y, cuando corresponda, a instrucciones escritas.
Requerimientos legales
Los requisitos legales que rigen el uso de estas máquinas se encuentran en Uso seguro de la carpintería.
Maquinaria. Reglamento sobre el suministro y uso de equipos de trabajo de 1998 (PUWER) aplicado a la maquinaria para trabajar la madera. Este documento ofrece consejos prácticos sobre el uso seguro de la maquinaria para trabajar la madera y cubre la provisión de información y capacitación, así como aspectos de protección y mantenimiento.
Al comprar una máquina nueva, esta debe incluir una declaración de conformidad y tener el marcado CE. Los diseñadores y fabricantes deben cumplir los requisitos de seguridad esenciales de la Directiva de máquinas y las regulaciones asociadas de la Asociación Europea de Libre Comercio (AELC).
Evaluación del riesgo
Existen muchos diseños de máquinas diferentes con distintos grados de complejidad. Todas las máquinas deben instalarse según las especificaciones del fabricante y deben recibir los servicios correctos, lo que debe incluir un sistema de extracción suficiente para eliminar las virutas y el polvo. Nunca modifique una máquina de ninguna manera a menos que haya consultado primero con el fabricante o proveedor y haya recibido confirmación de que la modificación no será perjudicial para la seguridad o integridad de la máquina. Cada máquina tiene sus propias características y configuraciones que debe tener en cuenta al identificar los peligros y evaluar los riesgos. Deberá considerar los siguientes peligros:
1. Expulsión de la pieza de trabajo o de la fresa: asegúrese de que estén bien fijados antes de comenzar;
2. contacto con cortadores rotatorios y cambiadores automáticos de herramientas (si están instalados);
3. atrapamiento y aplastamiento causados por mesas móviles o cabezales de mecanizado;
4. Movimiento o puesta en marcha inesperados causados por fallos en el sistema de control;
5. emisión excesiva de ruido;
6. la producción de polvo y virutas;
7. dispositivos automáticos de manipulación y carga (cuando estén instalados);
8. dispositivos de sujeción neumáticos y de vacío (si están instalados);
9. Programación segura de velocidades de rotación y aproximación de las herramientas de corte compatibles con el material a procesar;
10. Todos los programas nuevos deben tener una "ejecución en seco" a baja velocidad en caso de que se produzcan errores, para evitar colisiones, etc.
Figura 1a
Fresadora CNC pequeña de estructura en C con protección de distancia fija. También se deben controlar los riesgos de aplastamiento o atrapamiento entre las partes fijas y móviles de la máquina.
Figura 1b
Máquina con bastidor en C/brazo voladizo y parachoques sensibles a la presión.
Fresadoras CNC y centros de mecanizado CNC
Las fresadoras CNC y los centros de mecanizado CNC tienen dos categorías principales:
1. Bastidor en C/brazo voladizo/techo;
2. Marco de portal (pórtico/portería).
Bastidor en C/brazo voladizo/superior
Estas máquinas, a veces denominadas fresadoras elevadas, tienen una unidad de cabezal simple o multifunción montada en un brazo voladizo/marco en C que se mueve a través de la mesa o permanece estacionario mientras la mesa de trabajo se mueve debajo de él, consulte las Figuras 1a, b y c.
Figura 1c
Máquina con bastidor en C/brazo voladizo y alfombrillas de seguridad.
Marco de portal (pórtico/poste de portería)
Estas máquinas tienen una unidad de cabezal simple o multifunción montada en un marco de portal (pórtico/poste de portería) que puede moverse sobre la mesa de trabajo o permanecer estacionario mientras la mesa de trabajo se mueve debajo de ella, consulte la Figura 2.
Figura 2 y
Máquina de portal (pórtico/marco de portería) con cerramiento parcial y barrera de luz.
Las aplicaciones de los centros de mecanizado CNC pueden incluir fresado, taladrado vertical y horizontal, ranurado y conformado. Todas ellas se realizan mediante un cambiador de herramientas de varias posiciones montado junto a la unidad principal o colocado en el bastidor de la máquina (consulte la Figura 2). Es importante utilizar la herramienta correcta, adecuada para la máquina y la aplicación. Las herramientas también deben mantenerse en buenas condiciones.
La mayoría de las máquinas funcionan en 3 ejes, X e Y (movimiento horizontal) y Z (movimiento vertical). Algunas máquinas tienen la posibilidad de funcionar con ejes de rotación verticales y horizontales (máquinas de 5 ejes) y todos estos ejes deberán tenerse en cuenta en la evaluación de riesgos. Esto es especialmente importante para la recolección de polvo y virutas y la trayectoria de los fragmentos de desechos expulsados de la pieza de trabajo.
Condiciones generales
Las fresadoras CNC pueden protegerse con una variedad de protecciones fijas, pero las distancias de seguridad deben cumplir con las normas. Si el usuario debe desmontar las protecciones fijas para realizar tareas de mantenimiento o limpieza, etc., sus sistemas de fijación deben permanecer unidos a la protección o a la máquina cuando se retire la protección, por ejemplo, deben estar equipados con tornillos que permanezcan unidos a la protección.
Sin embargo, a medida que los sistemas de control de las fresadoras han evolucionado desde el control manual hasta el CNC, el grado de intervención del operador durante el proceso de mecanizado ha disminuido. La incorporación de instalaciones automáticas de carga y descarga y de cambio automático de herramientas ha reducido aún más la necesidad de acercarse demasiado al área de corte. Esto ha permitido a los fabricantes adoptar métodos de protección que difieren de la protección cercana que se utilizaba tradicionalmente en las máquinas más antiguas operadas manualmente.
En máquinas de gran tamaño, es una práctica habitual impedir el acceso al área de corte durante el proceso de mecanizado mediante un cerramiento, consulte la Figura 3. El propósito del cerramiento es evitar:
1. acceso a la zona de peligro;
2. la expulsión de parte de la herramienta;
3. cualquier peligro de aplastamiento o atrapamiento entre partes fijas y móviles de la máquina.
Figura 3 y
Centro de mecanizado CNC dentro de recinto completo.
Normalmente se requiere acceso al recinto para:
1. carga o descarga de la pieza de trabajo;
2. limpieza, ajuste o puesta a punto;
3. cambio de herramienta.
Cuando sea necesario ingresar a un recinto, se deberá hacerlo a través de una puerta con enclavamiento que impida el acceso mientras las cuchillas y otras piezas peligrosas estén en movimiento. Cualquier enclavamiento utilizado deberá cumplir con las normas. Los requisitos del recinto incluyen:
1. proporcionar protección hasta al menos 1.8 m desde el nivel del suelo;
2. estar fabricados con materiales resistentes a los impactos y capaces de contener piezas de trabajo o componentes de máquinas proyectados;
3. tener una advertencia audible o visual (por ejemplo, una luz amarilla) de arranque inminente;
4. disponer de un dispositivo de parada de emergencia (dentro del recinto) que detenga el arranque en caso necesario; ■ disponer de un dispositivo de control para restablecer el enclavamiento de la puerta que cumpla con las normas. Este debe estar ubicado fuera del recinto pero en una posición que permita una visión clara del interior. No debe ser accesible desde el interior del recinto;
5. tener características de reducción de ruido donde las máquinas produzcan niveles de ruido superiores a 85 dB(A).
Se pueden utilizar otras medidas de seguridad en lugar de un cerramiento completo, como:
1. recintos parciales, con o sin barreras/vigas de luz (Figura 2);
2. parachoques sensibles a la presión (Figura 1b);
3. Esterillas sensibles a la presión (Figura 1c).
La elección de las medidas de seguridad elegidas dependerá de la evaluación del fabricante/diseñador para garantizar que se cumplan los requisitos de seguridad esenciales de la Directiva de Maquinaria y las regulaciones asociadas de la Asociación Europea de Libre Comercio (AELC).
Si existen aberturas, se deben utilizar cortinas para proteger contra el riesgo de proyección de partes de herramientas o de piezas de trabajo. Por lo tanto, deben ser capaces de pasar una prueba de impacto que soporte un proyectil de 100 g cuando impacte a una velocidad de 70 m/s.
En caso de que se requiera un acceso poco frecuente, por ejemplo, solo para operaciones de mantenimiento, se puede utilizar una protección fija (Figura 1a). Esto siempre que se hayan tomado las medidas necesarias para evitar una puesta en marcha accidental mientras se está trabajando en la máquina (consulte 'Mantenimiento').
También debe haber una ventilación de escape local (LEV) efectiva que esté integrada con la máquina para eliminar el polvo y las virutas.
Frenado
Se debe proporcionar un freno eléctrico automático para el o los husillos de la herramienta para que se detengan en diez segundos.
Mecanismo de cambio de herramientas
En algunos casos, el cerramiento del área de corte evitará el contacto con el cambiador de herramientas. En otros casos, puede haber un almacén de herramientas que esté separado del área de mecanizado y tenga su propia puerta de acceso. Dichas puertas de acceso deben estar interconectadas con el cambiador de herramientas y, si hay acceso a las herramientas de corte, también interconectadas con ellas. Durante el cambio manual de herramientas, no debe haber riesgo de rotación del portaherramientas mientras se insertan o extraen las herramientas. Utilice los controles colgantes de un solo paso o de "mantener presionado" para indexar el portaherramientas (consulte también "Interruptor de selección de modo").
Mantenimiento
Todos los dispositivos de seguridad deben ser revisados por una persona debidamente capacitada y competente (alguien con las habilidades, conocimientos y experiencia necesarios) a intervalos regulares. Esto debe tener en cuenta el uso que se le da a la máquina, así como las recomendaciones del proveedor o fabricante. Registre los detalles de las comprobaciones de mantenimiento e inspección y, en particular, las acciones identificadas y la confirmación de que se han completado.
Es posible que algunas tareas de mantenimiento requieran que la máquina esté aislada de forma segura para evitar un arranque accidental. El aislamiento eléctrico seguro significa que la energía eléctrica está apagada y también hay precauciones adecuadas para garantizar que permanezca apagada. Se debe evitar la reconexión involuntaria, por ejemplo, interrumpiendo la alimentación trifásica por medios mecánicos y contando con un dispositivo de bloqueo.
Interruptor de selección de modo
Cuando las máquinas estén diseñadas para funcionar durante el ajuste con las protecciones móviles interconectadas y/o los dispositivos de protección desactivados, se debe proporcionar un interruptor de selección de modo para seleccionar entre los modos de funcionamiento de mecanizado y ajuste. En el modo de funcionamiento de ajuste de la máquina, si las protecciones móviles están abiertas y/o los dispositivos de protección desactivados, cualquier movimiento peligroso solo debería ser posible cuando se hayan cumplido varios requisitos, entre ellos:
1. La rotación del husillo y el movimiento de un solo eje se controlan mediante un dispositivo de control/habilitación de mantenimiento en marcha;
2. El movimiento de un solo eje debe limitarse a una velocidad de 2 m/min o un incremento de 10 mm;
3. Si se proporciona rotación de la herramienta, debe limitarse a un máximo de 300 revoluciones/min y la rotación de la herramienta debe detenerse en menos de 2 rotaciones después de soltar el control de mantener presionado para ejecutar.
Los dispositivos de control de funcionamiento sostenido y los dispositivos de habilitación de movimientos de herramientas o ejes deben estar ubicados en el panel de control principal y/o en un conjunto móvil de controles conectados a la máquina mediante un cable fijo o inalámbrico (si está provisto).
Máquinas de tallado con alimentación manual o integrada
Se trata de máquinas de tipo bastidor en C con un único husillo portaherramientas/cabezal de trabajo situado encima de una mesa. La mesa puede moverse en hasta tres direcciones (X, Y y Z). Las velocidades de funcionamiento pueden variar de 3 rpm a 6000 24 rpm. La pieza de trabajo se introduce normalmente en la máquina en una dirección opuesta a la dirección del husillo portaherramientas. Esto puede hacerse de forma manual, como en algunas máquinas más antiguas (consulte la Figura 000), o con un sistema de alimentación de piezas de trabajo integrado, en el que la pieza de trabajo se sujeta y se controla mecánicamente durante la operación de mecanizado.
Protegiendo las herramientas
Protector de anillo
Figura 4 y
Fresadora de accionamiento manual con estructura en C y protección anular que ofrece opción de cambio de herramientas.
Se debe instalar un anillo de protección ajustable y con cierre automático que impida el acceso a la herramienta desde arriba y desde los lados. El anillo de protección debe descansar sobre la pieza de trabajo durante el mecanizado y su superficie inferior debe permanecer paralela a la mesa. Puede estar hecho de una sola pieza o consistir en un anillo de presión en combinación con un protector envolvente que permita el cambio de herramienta, por ejemplo, mediante una tapa con bisagras no entrelazadas que se pueda bloquear manualmente en la posición cerrada, consulte la Figura 4. Para minimizar el riesgo de expulsión, el anillo de protección debe aplicar una fuerza de entre 50 N y 150 N a la pieza de trabajo.
El diámetro interior del anillo de protección debe permitir el montaje de la herramienta con el diámetro más grande para el que está diseñada la máquina. Sin embargo, si el diámetro máximo de la herramienta supera los 80 mm, debe haber al menos 2 anillos de protección con diferentes diámetros internos. El anillo de protección debe tener una conexión a la ventilación de escape local y estar fabricado de:
■ acero con un espesor de pared de al menos 1.5 mm;
■ aleación ligera con un espesor de pared de al menos 3 mm;
■ policarbonato con un espesor de pared de al menos 3 mm;
■ otro material plástico que tenga una resistencia al impacto al menos igual o mejor que la del policarbonato de 3 mm;
■ hierro fundido con un espesor de pared de al menos 5 mm.
Soporte de protección del anillo El soporte de protección del anillo debe permitir que éste se desplace automáticamente con el cabezal del husillo y que su superficie inferior quede paralela a la mesa, sea cual sea la posición de la mesa. También debe permitir que el anillo de protección se ajuste de modo que tenga en cuenta la longitud máxima de la herramienta para la que está diseñada la máquina. El ajuste debe ser posible sin la ayuda de una herramienta.
Frenado
Se debe proporcionar un freno eléctrico o mecánico automático al husillo de la herramienta para que se detenga en diez segundos.
Modelado
Cualquier fresa de enrutador utilizada en máquinas de tallado con alimentación manual o integrada de un solo husillo que tenga un diámetro superior a 16 mm debe ser del tipo de limitación de viruta.
