T_JSIES 001-2021 高功率激光加工设备光辐射防护要求.docx

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1、T/JSIES001-2021目次目次.I前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14分类.34.1概述.34.2分类规则.35技术要求.55.1光辐射危险范围.55.2安全要求.56光辐射防护要求.66.1通用要求.66.2危害区识别.66.3光辐射防护措施.77给用户的防护信息.98标记.99防护措施的试验方法.109.1出厂检验.109.2型式试验.109.3判定规则.1110设备制造商和使用者的使用风险识别及评价指南.1110.1风险识别.1110.2风险评估.1110.3评价风险严度重判定准则.1110.4风险发生频率的评价准则.1210.5风险系数的计算.1310.6

2、针对不同级别的风险与机遇的应对原则.14附录1：风险与机遇评估分析表.15IT/JSIES001-2021高功率激光加工设备光辐射防护要求1范围本标准规定了高功率激光加工设备光辐射防护的要求，给出了高功率激光加工设备的防护技术要求、光辐射防护措施，并提供了设备制造商和使用者的使用风险识别及评估指南；本标准适用于光辐射范围在180nm1mm的各类高功率激光加工设备产品设计、制造、调试和维护使用过程。本标准不适用包括民用、娱乐、演示、校准、教育和医疗等方面的高功率激光产品。高功率激光加工设备也应符合其他相关产品安全标准要求。2规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件

3、，仅所注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。GB7247.1-2012激光产品的安全第1部分：设备分类、要求（IEC60825-1:2007,IDT）GB/T15706-2012机械安全设计通则风险评估与风险减小（ISO12100:2010,IDT）GB/T7247.4-2016激光产品的安全第4部分：激光防护屏（IECTR60825-4:2011,IDT）GB5226.1-2008机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件（EC60204-1:2005，IDT）GB/T2893（所有部分）图形符号安全色和安全标志ISO3864（所有

4、部分）GB/T18831-2010机械安全带防护装置的联锁装置设计和选择原则（ISO14119:1998andAmd.1:2007,MOD）GB/T7247.14-2012激光产品的安全第14部分：用户指南（IEC60825-14:2004,IDT）GB/T15313-2008激光术语（ISO11145:2006,MOD）3术语和定义GB/T15706-2012和GB7247.1-2012界定的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1机器machine由若干个零、部件组合而成，其中至少有一个零件是可运动的并且有适当的机械致动机构（执行机构）、控制和动力系统等。它们的组合具有一定的应用目的，物料的

5、加工处理、搬运或包装等。1T/JSIES001-20213.2激光加工设备laserprocessingmachine包含有一台或多台激光器，能提供足够的能量/功率，至少使工件的某一部分熔化、气化，或者引起相变的机器，并在功能和安全性上符合工程化使用。3.3受控可接近位置locationwithcontrolledaccess只有经过足够激光安全培训和涉及系统检修的授权人员才可接近的位置。3.4受限可接近位置locationwithrestrictedaccess公众不可接近，但采用屏障或其他防护措施，避免人员暴露于激光加工危险中的其他观察人员或未经激光安全培训的人员可接近的位置。3.5非受限

6、和非受控可接近位置locationwithunrestrictedanduncontrolledaccess公众可接近，并不受限或不受控进入可接近的位置。3.6（预防）维护（preventive）maintenance为了保证产品的正常工作，制造商在给用户的使用说明书中规定的调整方式或流程由用户来执行完成。注:例如包括消耗品的补充和清洁。3.7改变modification使激光加工设备能以不同于原设计的方式加工物料的改造，或使激光加工设备能对不同于原设计加工对象的物料进行加工的改造，或者影响激光加工设备安全性能的改造。3.8加工区processzone激光光束与工件物料相互作用的区域。3.9生

7、产production2T/JSIES001-2021激光加工设备按设计使用的阶段，包括下述操作:a）装入与卸下要加工的部件和/或物料；b）在加工过程中只有激光光束工作，或者激光光束与其他器具共同工作。注:装入与卸下可以是全自动，半自动或手动。3.10组件subassembly激光加工设备固有性能所要求的组成部分。3.11工件workpiece预定要加工的物料，例如，激光光束的目标靶（即激光光束的靶标）。3.12高功率激光制造设备highpowerlasermanufacturingequipment预期用于工业制造以及预期不用于工业制造，但可能会被用户在合理条件下用于制造的3B类和4类激光产

8、品。3.13激光辐射laserradiation波长在180nm1mm之间的电磁辐射。4分类4.1概述对激光产品进行正确的分类是制造商或其代理商的职责。激光产品要在综合考虑其出厂后，任何时间工作时可接触的全部辐射波长和输出功率的基础上进行分类，并将其划分到相应的最高类上。4.2分类规则作为分类规则，应使用以下类别等级（按照危害程度递增的顺序排列）：1类、1M类、2类、2M类、3R类、3B类、4类，而本标准所涉及的高功率激光加工设备包括用于制造的3B类和4类激光产品。各激光产品按危害程度顺序，分类等级如表1。3分类等级描述限值要求1类在工作期间，在相应波长和发射持续时间内人员接触的激光辐射不允许

9、超过1类可达发射极限（AEL）的激光产品GB7247.1-2012表4和表51M类在302.5nm4000nm波长范围内，工作期间，在相应波长和发射持续时间内，人员接触可达激光辐射不允许超过1类可达发射极限（AEL）的激光产品GB7247.1-2012表42类在400nm700nm波长范围内，工作期间，在相应波长和发射持续时间内，人员接触可达激光辐射不允许超过2类可达发射极限（AEL）的激光产品GB7247.1-2012表6；备注：2类和2M类激光产品适用的波长范围为400nm700nm。在GB7247.1-2012的9.2中，为确定条件1、条件2和条件3下的可达发射，见GB7247.1-20

10、12的表11：如果可达发射超过对1类和1M类的要求极限，并且:在条件1、条件2和条件3下，小于2类的AEL，那么激光产品被指定为2类如果可达发射超过对1类和1M类的要求极限，并且:在条件1或条件2下，大于2类的AEL；并且在条件1和条件2下，小于3B类的AEL；并且在条件3下，小于2类的AEL，那么激光产品被指定为2M类。2M类在400mm700nm波长范围内，工作期间，在相应波长和发射持续时间内，人员接触可达激光辐射不允许超过2类可达发射极限（AEL）的激光产品3R类在工作期间，人员接触激光辐射允许超过1类和2类可达发射极限（AEL），但在任何发射持续时间和波长，人员接触激光辐射不允许超过3

11、R类可达发射极限（AEL）的激光产品GB7247.1-2012表7，表83B类在工作期间，人员接触激光辐射允许超过1类和2类可达发射极限（AEL），但在任何发射持续时间和波长，人员接触激光辐射不允许超过3B类可达发射极限（AEL）的激光产品GB7247.1-2012表7，表94类人员接触激光辐射允许超过3B类可达发射极限（AEL）的激光产品。-T/JSIES001-2021表1激光产品光辐射分类等级表注:1类和1M类、2类和2M类、3R类和3B类的可达发射极限（AELs）在GB7247.1-2012的表4至表9中给出，表10中给出了修正因子的值，它们是波长、发射持续时间、脉冲数量和对向角的函数

12、。4T/JSIES001-20215技术要求5.1光辐射危险范围根据高功率激光加工设备属性，其可能产生光辐射主要有以下四个方面：a）由直接入射或反射的激光束产生的危险。b）电离辐射产生的危险。c）由诸如闪光灯、放电管或射频功率源产生的伴随辐射（如紫外线、微波等）产生的危险。d）因光束作用使目标靶产生的二次辐射造成的危险。5.2安全要求根据设备制造商确定的安全类别，在激光产品内部需采取一定的安全措施，且制造商应确保那些负责激光产品和激光系统分类的人员接受相应的水平培训，从而使得他们充分理解分类和这些安全措施。5.2.1防护罩要求防护罩的技术要求需满足GB7247.1-2012标准4.2要求。5.

13、2.2挡板和安全联锁挡板和安全联锁的技术要求需满足GB7247.1-2012标准4.3要求。5.2.3激光辐射发射警告激光辐射发射警告的技术要求需满足GB7247.1-2012标准4.4要求。5.2.4进入通道进入通道的技术要求需满足GB7247.1-2012标准4.12要求。5.2.5遥控联锁连接器每个3B类和4类激光加工设备的激光系统应装有遥控联锁连接器，当连接器的终端开路时，可达辐射不应超过可适用的1M类或2M类的AEL。5.2.6人工复位装置每个4类激光加工设备的激光系统应装有人工复位装置，以使中断后通过人工复位能恢复可达4类激光辐射的发射；该中断是由于使用遥控联锁连接器引起的，或由于

14、电气的主电源中断超过5S引起的。5.2.7钥匙控制器每个3B类和4类激光加工设备应安装一个钥匙控制器的总开关。钥匙是可以取下的，且当取下钥匙时，激光辐射是不应接触的。注：本部分的钥匙是指包括任何其他控制装置、如磁卡、密码系统和计算机密码等。5T/JSIES001-20215.2.8光束终止器或衰减器每个3B类和4类激光加工设备的激光系统应带有一个或多个永久性的附加衰减装置（光束终止器、衰减器、开关）。光束终止器或衰减器应防止人员接触超过可适用的1M类或2M类的AEL值得激光辐射的照射。5.2.9控制装置或控制电路每个3B类和4类激光加工设备应装有控制装置或控制电路，确保在调整和使用时，不会受到

15、等于3R类、3B类及4类的激光辐射的照射。5.2.10光学观察器激光产品上的任何光学观察器、观察孔或显示屏应提供充分的衰减以防人员接触超过1M类AEL的激光辐射。对于这些光学观察器、观察孔或显示屏上的任一光闸或可变衰减器，应提供某种手段使得:a）当光闸打开或衰减量变化时，防止人员接触到超过1M类AEL的激光辐射。b）当有可能受到超过1M类AEL的激光辐射照射时，防止打开光闸或改变衰减器的衰减量。5.2.11扫描安全装置预定发射扫描辐射并按其分类的激光产品，在扫描失效或扫描速率与幅度发生变化时，不应使人员接触到超过所定类别的AEL激光辐射，除非在故障和扫描安全装置将发射减少到低于产品AEL（见G

16、B7247.1-2012中的9.1）的间隔期间，在合理可预见的情况下人员不会受到激光照射。6光辐射防护要求6.1通用要求制造商应采取以下措施确保激光加工设备的光辐射要求；a）确定光辐射的危害区，危害指标等级;b）制定防护要求;c）为用户提供适当的防护信息及标记说明;d）提供防护措施的验证方法。6.2危害区识别危害区的识别应关注以下区域：a）激光系统；b）激光光束路径/光束传输系统；c）加工区域。6过人眼照射极限310s的最大允许照射量MPE）的激光辐射水平的可能性。T/JSIES001-20216.3光辐射防护措施6.3.1通用要求应在激光加工设备的设计与生产期间、调试与维修期间，按照以下规定

17、采取防护措施。在非受限和非受控可接近位置操作激光加工设备时，在生产期间，应排除人员暴露在超过1类可达发射极限（AEL）的激光辐射水平的可能性。维护时，则应避免人员受到超过直接超过观看可达发射极限EL）的激光辐射水平。为满足上述要求，应按照GB7247.1-2012和GB/T15706-2012的规定采取工程上的措施，阻止未经许可的人员进入危险区。在受限和受控可接近位置操作激光加工设备时，在生产期间（不管正常与否），应排除人员暴露超4为了满足这一要求，应符合下列条件:a）应按第10章进行风险评估；b）建议按照GB7247.1-2012和GB/T15706-2012的规定采取工程措施进行防护，阻止

18、经许可的人员进入危险区；c）如果不能阻止未经许可的人员进入危险区，应采取工程控制或管理控制的措施包括个人保护装备（PPE），以避免人员暴露在超过人眼最大允许照射量（MPE）的辐射之中。不考虑受限或受控可接近位置时，所有的激光加工设备，应符合下列条件:a）如果在加工设备运转的同时人员不得不在危险区停留（例如维修期间），则该加工设备应装备能直接控制加工设备运行、光束方向和光束挡块的装置；b）设计的保护装置，如光闸、激光防护屏、光束吸收器件、自动停机机构、阻滞器件等，应符合GB7247.1-2012和GB/T15706-2012规定的要求。并且同一保护装置可用来同时防护一种以上的危害；c）激光防护屏

19、应符合GB/T7247.4-2016规定的要求。6.3.2生产期间的防护应根据风险评估的结果来确定危险区，因主要危险区通常是加工区。危险分析应说明要采用的防护屏是哪一种类型（局部保护还是外围保护）。基于第10章的风险评估，局部保护是使激光辐射以及有关的光辐射减小到安全量值的一种防护方法（例如借助于套管或小块防护屏的方式遮挡在工件上的光束焦斑）。不必将工件、工件支架和/或加工设备运动系统全封闭起来。基于第10章的风险评估，外围保护是通过一个或多个远距离防护屏（例如防护围封）将工件、工7T/JSIES001-2021件支架以及加工设备，通常是大部分的运动系统封闭起来，使激光辐射以及有关的光辐射减小

20、到安全量值的一种防护方法。保护的种类取决于以下因素，例如:a）光束相对工件的传输方向（固定的或可变的）；b）激光加工设备的工作类型（切割、焊接、表面改性等）；c）待加工工件的材质、形状及表面状态；d）工件支架；e）加工区的能见度。6.3.3维修期间的防护在维修期间，人员有时是不可避免地受到超过1类可达发射极限（AEL）的激光辐射。因此，应根据下述四种情况（按所列顺序考虑）进行激光加工设备的设计，并提供适宜的安全保护措施。a）在危险区外面进行维修；b）在危险区里面进行维修，采用和生产期间相同的方式控制进入危险区通道；c）在危险区里面进行维修，例如把生产期间正常封闭的防护屏打开，但激光辐射不超过1

21、类可达发射极限（AEL）的水平；d）在危险区里面进行维修，例如因打开生产期间正常封闭的防护屏，人员受到超过1类可达发射极限（AEL）的激光辐射。制造应按可能受到的激光辐射的类别，并推荐每种情况下（若适宜）的安全规程。6.3.4调试期间的防护在调试、编程和程序验证期间，应避免人员受到超过1类可达发射极限（AEL）的激光辐射。如果不能满足这一条件，则应符合维修期间的防护要求（见6.3.3）。6.3.5人员位于危险区内时的防护按照GB/T15706-2012中6.3.2.4的规定，对于人员有必要停留在危险区内（生产情况除外）时，激光加工设备应提供能控制机器运动和激光束发射的装置，并由位于危险区内的人

22、员操作该装置。这种装置应符合下列要求:a）该装置应有一手持式控制开关，在断开时应防止人员暴露在超过裸眼不能直接观看的可达发射极限（AEL）的激光辐射，或者采用GB5226.1-2016提供的其他控制方法保护。b）在用该装置进行控制时，激光加工设备的运动和激光束的发射应完全仅受此装置控制。c）如果通过门可以进入危险区，则应在这些门都关闭后，才能用该装置启动激光发射。8T/JSIES001-20217给用户的防护信息除了按照GB7247.1-2012、GB/T15706-2012规定的要求外，还应满足以下要求:a）制造商应向客户/用户提供与安全相关的文件和相应的资料，包括正确维护和维修的规程；b）

23、制造商应对用户进行适宜的、切实可行的安全方面的培训；c）制造商应在用户使用说明书和/或操作手册中的显著位置写出警告语句，警告用户可能存在的潜在危害。d）宜考虑在使用说明书和/或操作手册中包含以下内容:GB7247.1-2012规定的对主要激光辐射的防护措施。最低要求是:在可能受到3B和4类激光产品的辐射照射时，配戴与激光波长和功率相适应的激光防护眼镜。某些操作，例如焊接，可能会产生强烈的紫外线和/或可见光辐射。最低要求是:在可能受到这类辐射照射时，配戴适当的防护眼罩（如焊接面罩）。8标记粘贴的标记应遵守当地或地区的法规，激光加工设备应有的标记和说明信息如下：a）激光加工设备制造商的名称和地址；

24、b）激光加工设备的生产日期；c）激光加工设备的类型号（如适宜）和序列号（如有）。标记应满足下列要求:a）激光辐射警告标记的颜色、尺寸及打印样式应符合GB7247.1-2012的规定；b）每台激光加工设备根据下列各条要求带有标记。在激光加工设备使用、维护或检修期间，标记按其目的必须耐用，永久固定，字迹清楚，明显可见。标记应放置在人员不受到超过1类AEL的激光辐射照射就能看到的位置。标记的边框及符号应在黄底面上涂成黑色，但1类激光产品不必用此颜色组合。c）如果激光加工设备的尺寸或设计不可能使产品上有标记，则标记应附在使用说明书中或包装箱上。注:直接印制或雕刻在激光产品或嵌板上的标记是可行的。d）除

25、GB7247.12012对标记的要求外，安装固定好激光加工设备后，还要粘贴其他有关的注意事项和警告标记（例如:“本加工设备可能产生有毒的烟雾/颗粒物”）。该标记的大小和位置应合适，能并使危险区外面的人员不会经受到第4章列出的各种危害，并清晰可辨。e）标记的颜色、尺寸及打印样式应符合GB2893-2008（所有部分）规定的要求。9序号检验项目检验方法条款型式试验出厂检验1安全要求5.22光辐射防护措施通用要求6.3.13生产期间的防护6.3.24维修期间的防护6.3.35调试期间的防护6.3.46人员位于危险区内时的防护6.3.57给用户的防护信息78标记8T/JSIES001-20219防护措

26、施的试验方法应通过目测确认及功能验证的方式来验证本标准的“5.2安全要求”和“6.3光辐射防护措施”要求；有关激光辐射水平的验证程序应符合GB7247.1-2012的9.2测量方法的规定。产品检验分出厂检验和型式检验。出厂检验及型式试验项目分类如表2。表2出厂检验及型式试验项目分类9.1出厂检验产品应经制造厂质量检验部门检验100%合格，并附有产品质量合格证后方能出厂。产品出厂检验的项目为本标准的6.3.1-6.3.5及7、8条款。9.2型式试验制造商应按表2所列的型式试验试验项目，委托有资质的第三方实验室进行（当制造商内部实验室具备检测能力及测试方法的检测资质时，可以在制造商内部实验室进行）

27、，型式试验的频次一般不低于一年一次，或，存在下列情况之一时，应进行型式检验：a）新试制的产品定型鉴定时；b）由于产品设计、工艺、材料上有较大改变时；c）批量生产的产品，每三年进行一次；d）停产一年又恢复生产的产品；e）仓存超过一年的产品；f）出厂检验的结果与型式检验有较大差异时。用于型式检验的样品，对产品作全部项目检验。10T/JSIES001-20219.3判定规则样品经检验全部符合要求，则该产品的型式检验合格。样品中有一项性能不合格，则应对该项目加倍复检，如复检样品全部符合要求，则该产品除去首次检验不合格者仍可判合格。若复检仍有不合格者，则判该产品型式检验不合格。10设备制造商和使用者的使

28、用风险识别及评价指南激光加工设备制造商宜在的全生命周期过程中建立风险识别及风险评价，以定期评价制造商自身的产品设计制造系统的光辐射风险等级，持续改进光辐射的防护措施，风险识别与处理周期一般以6到12个月为一个周期。10.1风险识别风险的识别宜通过在激光加工设备“寿命”的所有阶段，包括产品立项，设计开发过程、制造过程、调试过程、维修工程、用户交付过程等。10.2风险评估生命周期各阶段根据识别出的风险和机遇，进行评估确定其级别，然后拟定应对措施。a）风险评价：依据“问题影响的严重程度、问题出现的可能性、问题出现后解决的难易程度”三个方面综合评价；b）机遇评价：依据“错过机遇的严重程度、抓住机遇的收

29、益大小、应对机遇的难易程度”三个方面综合评价。10.3评价风险严度重判定准则风险严度重的判定准则如表3。严重度判定过中，当多个因素的判定其严重程度不一致时，应遵循从严原则进行判定，即当多个因素中仅其中一个或部分因素其严重度级别更高时，依据严重级别高的因素作为风险严重度进行判定，根据表3确定风险的严重度后，将严重等级数字填入附录1的风险和机遇评估分析表中。11风险程度判定准则劳动安全保护财产损失描述（万元）企业活动过程企业形象严重程度非常严重国际/国家标准、客户标准失明、灼伤等不可逆的后果财产损失10很长时间对产品制造造成影响重大国际、国内影响5严重行业标准受伤需要停工疗养，且停工时间3个月10

30、财产损失5较长时间对产品制造造成影响省内、行业影响4较严重地区标准受伤需要停工疗养，且停工时间3个月5财产损失0.5短时间对产品制造造成影响地区性行业3一般企业标准轻微受伤包扎即可财产损失0.5偶尔对产品制造造成影响实验室及周边范围影响2轻微不违反无伤亡无损失没有对产品制造造成影响不影响1发生频度定义等级极少发生发生概率0.001%1很少发生0.001%发生概率0.1%2偶尔发生0.1%发生概率1%3有时发生1%发生概率10%4经常发生发生概率10%5T/JSIES001-2021表3风险严度重的判定准则表10.4风险发生频率的评价准则风险发生频率的评价准则如表4。表4风险发生频率评价准则表1

31、2发生频率严重度非常少发生很少发生偶尔发生有时发生经常发生非常严重510152025严重48121620较严重3691215一般246810轻微12345风险系数风险等级及应采取的措施风险等级风险措施15-25高风险应立即采取措施规避或降低风险5-15一般风险需采取措施降低风险1-5低风险风险较低，当采取措施消除风险引起的成本比风险本身引起的损失较大时，接受风险T/JSIES001-2021发生频度定判程过中，当一个或多个因素在判定过程中其发生频度不一致时，应遵循从严原则进行判定，即当多个因素中仅其中一个或部分因素其发生较为频繁时，依据发生频率较高的因素作为风险发生度进行判定。根据表4内容确定

32、风险的严重度后，将严重等级数字填入附录1风险和遇机评估分析表中。10.5风险系数的计算风险系数=风险严重度等级风险频度等级。风险系数的大小决定是否对风险应采取的措施，如表5要求。表5风险严重度等级表使用风险系数作为参考值，下表6为风险系数的范围及当风险系数达到一定值时应对风险采取的措施。表6风险措施建议表13发生频率严重度非常少发生很少发生偶尔发生有时发生经常发生非常严重一般风险一般风险高风险高风险高风险严重低风险一般风险一般风险高风险高风险较严重低风险一般风险一般风险一般风险高风险一般低风险低风险一般风险一般风险一般风险轻微低风险低风险低风险低风险一般风险T/JSIES001-2021风险的

33、应对方式应根据实际情况进行筛选，当潜在的风险可有效的采取规避措施进行规避风险时，应制定风险规避方案，确认风险规避措施并予以执行，直至部分消除或完全消除风险。当尚无可行方案进行规避风险时,应采取有效的风险降低施措，降低潜在风险所带来的影响。下表7为识别风险系数后，对风险等级的判定应急应采取的风险应对措施对照表。表7风险应对措施对照表在进行风险分析和应对风险过程中，应保持风险的措施方案和实施结果的根据记录，风险分析和风险应对措施的详细内容应记录在附录1的风险和机遇评估分析表中，便于后续的查阅和跟进。10.6针对不同级别的风险与机遇的应对原则高风险：应设立目标、策划运行控制措施、考虑策划应急预案；中风险：考虑设立目标、策划运行控制措施；低风险：暂时维持现状，考虑策划新的运行控制措施。14序号潜在因素潜在的可能性风险事件责任部门频度严重度风险值12应对风险的措施评价措施有效性备注