激光切割机操作的健康和安全指南 – 如何确保工作场所安全？

一个操作错误或缺乏适当的安全措施足以导致激光切割造成停机、切割头损坏…或更严重的后果。然而，大多数此类情况可以在发生前被预测并消除。操作激光切割机的安全说明不仅仅是一种形式–它们是一套能真正提高安全性的具体做法和决策。在本文中，您将找到关于如何确保工作场所安全的指南。

为什么操作激光切割机时的安全至关重要？

激光切割机现在是处理精密金属加工设施中的标准工具。激光切割允许快速、干净地切割，无需进一步研磨或边缘处理。但在这种便利背后隐藏着真正的风险–不仅对操作员，而且对任何靠近工作站的人都构成威胁。

不能忽视的危险

激光辐射，特别是在高功率设备中，并非安全手册中的抽象理论。它是一种具体的威胁，可能导致严重的眼睛和皮肤损伤–也可能通过激光束从铝或铜等材料的意外反射造成伤害。实际上，这意味着一件事：了解机器是不够的。您还需要知道如何安全地使用它。

反射辐射–隐藏的危险

特别危险的是意外接触反射的激光束，尤其是在处理不规则几何形状或光亮表面的元素时。不仅工作光束本身是威胁–反射同样危险。这就是为什么光学屏障和考虑反射角度的机器定位如此重要。

如果您设施中的某人在没有保护的情况下靠近切割机太近，一个光束反射就足够了，然后...事故就发生了。因此，不仅要为操作员配备适当的防护设备，还要物理隔离工作站，使未经授权的人员无法接近它。

机械和电气风险

除了与辐射相关的危险外，激光切割机还带来额外风险：

• 接触移动部件–移动的X/Y/Z轴可能会卷入衣物或肢体。操作员在不停止设备并断开电源的情况下不应进入这些元素的操作区域。

• 电击–特别是在设备维修和操作电气柜时。对电气组件的访问应仅限于经过培训的人员，并且在任何干预前必须断开电源。

TOP原则–安全层次

在设计安全的激光系统时，适用TOP原则（技术–组织–个人），它明确确立了安全措施的优先级：

1. 首先是技术解决方案–封闭的机器结构、自动保护装置、锁定系统。

2. 然后是组织措施–培训、访问控制、工作程序。

3. 最后是个人措施–防护眼镜、服装、面罩。

这意味着最好的安全系统不仅仅依赖于操作员及其个人防护，而是主要依赖于机器结构和工程系统。安全责任明确划分：制造商负责技术解决方案，雇主负责组织和选择个人防护设备。

重要：与激光相关的安全法规范围比看起来要窄。欧盟指令2006/25/EC专门涉及100 nm–1 mm波长范围内的光学辐射以及对皮肤和眼睛的保护。由于激光安全法规的复杂性，在实施程序前值得咨询专家。

真正提高安全性的技术

现代机器，如Falcon切割机，从源头上解决了许多这些问题。如果您的设施中有这样的机器或正在考虑购买–值得确切了解您将获得什么。

无需手动设置数十个参数（人为错误只是时间问题），Tmotion控制系统会自动分析输入数据并选择适当的激光功率、速度或切割头高度。您不必猜测气体压力是否正确–系统会为您做这些。实际上，这意味着更少的错误、更少的修正，最重要的是，由于错误设置而导致事故的风险更低。

Falcon机器还配备了一系列安全保障，即使操作员忘记它们也能工作：

• 防止意外激光束暴露–当检测到威胁时自动关闭激光。

• 碰撞传感器–检测障碍物并在发生碰撞前停止机器操作。

• 气体压力调节–设备自动确保最佳和稳定的切割。

• 组件状态监控系统–在某些部件损坏前提前通知服务需求。

• 温度控制–防止过热和因过载导致的故障。

• 通过平板电脑远程控制–操作员不必每次都靠近机器，这减少了时间并限制了意外接触移动部件的风险。

• 远程诊断–在许多情况下允许解决问题而无需现场服务。

这对您意味着什么？

如果安全对您很重要–无论是对工人还是整个生产–仅仅给操作员防护眼镜并签署安全说明是不够的。您需要一个系统，能在设置阶段消除错误可能性，自行照顾安全，并为经验较少的操作员简化工作。

手动设置越少–风险越小。如果出现问题，现代安全保障会比人类反应更快。

安全的工作环境–风险最小化的关键

在使用激光切割机时，安全不仅仅在于机器本身。工作站周围发生的事情同样重要。即使是最好的设备，如果操作员和环境没有得到适当保护，也无法安全工作。

限制访问–不要冒险发生事故

对于激光切割机，特别是光纤技术，反射的激光束可能导致严重伤害。未经授权的人在错误时刻靠近工作区域太近就足够了。

4类设备的结构要求

现代4类激光切割机必须满足一系列确保安全使用的结构要求：

• 光警告–例如，在激光区域入口上方，表示设备正在运行。

• 门保险装置（联锁）–当打开危险区域的通道时自动中断激光发射。

• 服务锁–只能用工具打开，限制对机器内部的访问。

• 光学滤镜–即使在扫描系统故障期间也不会增加激光等级。

• 钥匙开关–只有授权操作员才能启动机器。

技术限制激光区域访问

工作站应配备主动控制访问的系统：

• 接触垫–连接到激光安全电路的门传感器。

• 防护帘–移动隔板和屏障（例如，由Makrolon制成）。

• 清晰标记–必须用当地语言让工人理解。

• 物理屏障–不是胶带或标志，而是实际防止未授权人员接近的结构。

记住：仅仅拥有认证机器并不能免除您对其使用方式的责任。即使切割机有安全证书–用户也要对如何和在哪里使用它负责。这需要了解TROS或IEC 60825-14等使用标准。购买前，值得检查制造商是否提供有关正确使用设备的详细信息并提供操作员培训。

参数控制

安全工作环境的第二个关键要素是对机器状态的持续监督。因为通常事故不会突然开始–它是由于可能更早被发现的小疏忽而"积累"的。

可以做什么？

• 监控关键组件的温度–过热是故障和火灾的主要原因之一。

• 跟踪光学系统状况–脏污或磨损的元件可能导致不正确的光束发射。

• 接收关于即将到来的服务通知–在某些东西损坏之前，而不是之后。

实际上，如果您使用的设备能自动通知您光学系统污染或温度超标，您就有机会提前反应–无需停机，无需风险。

现代激光源，如Fi Power on，还提供远程诊断和工作参数监控，这意味着高达85%的问题可以在不等待技术人员的情况下解决。

智能保障和激光机器功能

在日常使用激光切割机时，重要的不仅是它切割得多么精确，还有它是否安全地进行–每次都是如此，无论情况如何。这就是为什么越来越多的公司选择能在操作员注意到之前自动响应潜在威胁的设备。

自动关闭和阻断系统–它们比人类反应更快

在现代切割机中，安全不是附加功能。它内置于设备逻辑中。例如：

• 如果机器检测到不正确的移动、打开的腔室门或激光束威胁–它会立即停止工作。

• 当未经授权的人接近切割区域–系统会阻断激光发射，无需操作员干预。

重要的是–所有电气组件都受到保护，防止电涌和过载。因此，如果安装出现问题–您不会冒设备损坏或工人危险的风险。

碰撞传感器–因为不是每张板材都是完美的

在生产条件下，很难有完全平整的材料。有时板材略微弯曲，有边缘折叠或点变形。

在较旧的设备中，这通常意味着切割头与材料碰撞，然后是昂贵的停机和维修。

现代切割机，如Falcon，以不同方式解决这个问题：

• 传感器在切割前和切割过程中分析材料表面。

• 如果它们检测到不平整，系统会自动更改切割路径或在损坏发生前停止过程。

结果？切割头保持完好，操作员不必每次都手动检查板材状况。

机器选择如何影响工作安全？

在许多设施中，正是特定激光切割机的选择决定了操作员安全是否会得到真正保护，还是仅存在于安全说明的纸面上。虽然设备价格在购买时可能是一个关键标准，但值得了解您实际上随机器购买的是什么–或者您可能没有得到什么。投资现代激光技术不仅关乎生产效率，更主要是关乎团队安全。

一台在出错前会自行停止的机器

现代切割机–如Falcon系列–内置了能检测威胁并自动停止机器的系统，无需操作员参与。如果激光束可能构成威胁，设备会中断工作。如果错误传感器检测到异常–会出现阻断并提供问题信息。

您不必猜测一切是否正常工作–机器会通知您。与仅依靠面罩和操作员经验的简单解决方案不同，这里的反应是即时和精确的。

此外，Falcon系列设备由认证组件构建（例如，符合TÜV Rheinland和SGS标准），这确保其电气系统受到过载保护。这在工业条件下尤为重要，因为电压尖峰并不罕见。

系统性安全方法

专业激光机器按照PN-EN ISO 12100和PN-EN ISO 11553-1标准设计，这意味着对危险识别和消除采取系统性方法。这些不是随机解决方案，而是严格风险分析符合国际机器安全标准的结果。

制造商的风险评估文档确认所有实施的危险最小化措施已被评估为在工业实践中有效。这意味着安全不仅仅是营销宣言，而是转化为受控的、经过验证的实践。

远程控制和诊断–真正节省时间并降低错误风险

在机器的日常工作中，操作员是否必须不断接近控制面板或可以从平板电脑级别控制设备非常重要。这个小差异转化为：

• 减少不必要的移动，

• 减少操作员疲劳，

• 更快响应切割参数变化。

此外，如果机器提供远程诊断–例如，通过Fi Power on等系统–您可以远程检测和解决大多数问题，无需等待服务。在许多情况下，快速错误分析足以重置设置或恢复操作。

这不仅仅是便利–它还意味着更少的停机时间和因不当响应故障而导致事故的风险降低。

购买时需要注意什么？

在决定特定型号之前，请检查：

• 设备是否具有自动保障和错误传感器，在威胁情况下停止工作？

• 碰撞传感器是实时修改切割路径，还是仅在事后停止机器？

• 供应商是否提供远程支持和诊断，缩短故障响应时间？

• 设备是否有当前安全证书，还是只有目录保证？

• 系统是完全封闭的，还是在服务期间需要进入内部？这影响指定激光安全官员的需求。

• 保护系统或安全配件等补充产品是否包含在报价中？

同样值得检查其他用户对特定型号的意见，并了解供应商提供的运输和服务条件。

因为最终不仅仅是机器切割得好。而是安全地做到这一点–今天，一周后，一年后。

什么是LSO以及何时必须拥有一个？

使用激光切割机的安全不仅仅是好机器和防护设备。对于更高等级的设备，法规要求指定一名经过专门培训的激光安全官员。

何时需要LSO？

根据法规（OStrV / TROS），每个操作3R、3B或4类激光设备的雇主必须指定至少一名激光安全官员（LSO）。对于3R及更高等级的激光设备，法规要求指定一名经过专门培训的激光安全检查员，支持雇主进行风险评估、实施保障措施和人员培训。

重要例外：如果设备完全封闭，所有维修仅由制造商执行–可能不需要LSO。但是，这必须在操作手册中记录。但如果公司独立执行服务工作或可以访问发生更高等级辐射的系统内部–则必须有LSO。

LSO必须满足哪些要求？

这不是可以交给任何人的角色。LSO必须：

• 具有技术、科学或医学（或美容）教育，

• 至少有2年激光工作经验，

• 完成以考试结束的专业培训，

• 定期更新资格–每5年一次。

LSO必须具有确认的技术资格并定期接受培训–一次初始培训是不够的。这是安全结构中一个真实的、专业的角色。

LSO日常做什么？

在使用3B和4类激光切割机的公司中，LSO负责实际安全方面：

• 进行初始和定期激光安全培训，

• 指定和标记受控区域，

• 选择和监督个人防护设备的使用，

• 报告不规范情况并与安全和职业健康部门及公司医生合作，

• 进行风险分析并提出保护措施。

这是一个结合技术知识与操作实践的职位–标记危险区域，监督防护设备，并为工人进行复习培训。

安全培训–不仅仅在开始时

LSO的关键任务之一是确保所有有权进入受控区域的工人都接受适当培训。培训必须定期重复–至少每年一次。只有经过培训的人员才能停留在受控区域。

LSO制定的激光切割机安全说明必须包括：

• 给定激光类型的MPE（最大允许暴露），

• 直接和间接辐射相关风险，

• 紧急程序和事故响应行动，

• 选择和使用个人防护设备的原则。

工人应该能够询问有关安全程序的问题，LSO必须准备提供全面的答案。

个人防护设备的选择–细节很重要

LSO还负责正确选择个人防护设备，必须与特定激光类型匹配：

• 防护眼镜必须具有适当的OD衰减水平并符合EN 207/208标准，取决于激光类型和波长。这些不是通用眼镜–每种波长需要不同的防护参数。

• 防护服不仅仅是工作服，还必须是阻燃和非反光的。操作员不能佩戴反光元素（手表、金属装饰）可能导致不可预测的激光束反射。

• 对准护目镜用于可见光束工作–用于精确调整的专用设备。

例如：防护光纤激光（1070 nm）的眼镜将与CO2激光工作（10600 nm）的眼镜完全不同。使用错误的眼镜可能证明无效。同样，操作员服装不仅仅是面罩和眼镜–还包括适当的工作服，保护免受反射和热辐射烧伤。

LSO有什么权力？

如果不担任主管，LSO不需要发布服务命令的权力。在这种情况下，他们的角色是咨询和监督。但是，雇主可以正式分配这些权力–然后LSO可以实际做出决定并发布有关激光安全的命令。

这是一个重要的区别，特别是如果您是公司所有者或生产经理，想知道如何正式组织安全责任。

定期维护和服务–安全操作的基础

选择一台好机器是一回事。但即使是最好的设备，如果没有适当维修，最终也会停止安全运行。它可能不再是可靠的工作工具，而成为风险源。这就是为什么激光切割机工作中最被低估的安全元素之一是定期维护–有计划的、专业的、按计划实施的。

检查

切割机每天工作，通常是多班制。即使一切正常工作，也值得采用原则：提前检查比故障后反应更好。

每六个月进行一次的标准服务检查包括：

• 完整的气体和水安装控制，

• 电气柜检查，

• 更换消耗材料，

• 清洁、测试和检查关键组件操作的数十个点。

安全系统测试–关键检查元素

应特别注意周期性测试和记录紧急系统操作：

• 紧急停止按钮（E-Stop）–即使是最好的系统，如果在受到威胁时不工作也没用

• 门锁和联锁–必须立即中断激光发射

• 安全传感器–负责检测危险区域中人员的存在

测试这些功能应该是安全计划的一部分，其执行必须登记和记录。这不仅仅是一个形式要求–它是对保护系统在需要时是否会工作的真实控制。

这样的检查需要一整天–这不是偶然的。其目的不仅仅是"从列表中勾选点"，而是真正预防可能在几周或几个月内出现的故障。特别是在密集操作的情况下，将检查推迟"到以后"可能意味着一个代价高昂的错误。

随时可用的备件–以天（而非周）计的差异

在故障情况下，服务响应时间以小时而非天计算。但即使是最好的服务技术人员，如果您必须等待从世界另一端运送零件，也无法提供帮助。

这就是为什么值得检查设备供应商是否有本地备件仓库。

这在实践中意味着什么：

• 更换源可以在48小时内到达设施，

• 大多数故障可以在不送走机器的情况下修复，

• 不存在因缺少一个小但关键的元件而导致停机的风险。

与从欧盟以外进口的设备相比，这一点尤为重要–在那里等待零件可能需要数周，而停机成本很快超过购买节省。同样值得检查备件价格是净价还是总价，这影响维护预算规划。在将机器添加到购物车之前，值得确保供应商在本地市场提供全面的服务支持。

远程诊断和替换源–危机中的具体优势

在故障情况下，重要的不仅仅是服务会来。重要的是他们在到达现场之前能做什么。

现代诊断系统允许：

• 在线连接机器，

• 读取错误代码和操作参数，

• 远程重置或恢复设备操作。

因此，高达85%的问题可以在不需要技术人员访问的情况下解决。如果修复需要物理干预–在大多数情况下，它会在24小时内发生。重要的是，技术人员带着完整的零件套装到达–所以修复在第一次访问就完成。

在最坏的情况下–例如，激光源故障？专业服务可以提供替换源，使生产能够在修复完成前恢复。结果，即使在严重故障的情况下，生产也能在24-48小时内恢复正常。

机器可能很出色，但服务–快速、可用和有效–决定了您的生产是否将是连续和安全的。如果您想避免压力和昂贵的意外，维护不应该是一个"选项"–而应该是安全策略的一部分。

在哪里寻找官方指南？

如果您正在创建自己的安全说明或想确保符合所有要求，值得了解关键参考文件：

激光产品的基本安全标准：

• IEC 60825-1–激光产品的一般安全标准，定义设备等级和基本保护要求。

• IEC/EN TR 60825-14–用户指南，包含在工业中安全使用激光设备的实用指南。

额外的保护相关标准：

• ISO 11553–材料加工激光机器的安全，

• PN-EN ISO 12100–设计一般原则、风险评估和风险降低，

• ISO 14123–机器安全 - 固定和可移动防护装置，

• EN 207/208–防激光辐射的眼睛保护设备。

法律法规：

• 欧盟指令2006/25/EC–与工人暴露于人工光学辐射相关的最低安全和健康要求，

• OStrV–欧盟指令的德国实施，

• TROS–实施OStrV的技术规则，包含威胁评估方法和保护措施。

记住：如果您正在创建自己的安全说明，确保它们符合指令2006/25/EC和TROS指南–这些规定了工作环境中安全使用激光的规则。了解这些文件显示了对安全的专业态度，在检查或审计期间可能至关重要。

总结

操作激光切割机的安全不是偶然或运气的问题。它是每天做出决定的结果–从机器选择，到工作站组织，再到服务方法。当常规开始取代警惕时，最容易犯错。当一切"一如既往"地运行时，最容易忽视某些事情。

重要的是要理解安全标准分为两类：关于设备构造的（制造商责任）和关于使用方法的（用户责任）。即使是最好保护的机器也需要有意识和负责任的操作员以及适当的工作站组织。

同样重要的是理解安全不仅仅是技术，还有人员和程序。对于更高等级的激光设备，必须指定一名合格的激光安全官员（LSO），他将监督安全操作的所有方面–从工人培训到风险分析和危险区域标记。

因此，值得将安全说明视为不仅仅是一种义务，而是一种真正控制设施中发生的事情的工具。从这里开始连续性、效率–和安全。