标准解读：激光加工设备的一般安全要求

ISO 11553-1是国际标准化组织（ISO）制定的一项专门针对激光加工机械的安全标准，它规定了激光加工机械在设计、制造、操作和维护过程中的安全要求。本文将对该标准的核心内容进行详细解读，主要涵盖以下八个方面：激光辐射危害、安全要求、制造商信息、噪声危害处理、安全控制模式、操作模式选择、修改与组件安全、激光曝光评估。    

激光辐射危害    

ISO 11553-1标准仅针对激光加工机械中激光辐射所产生的特定危害。不考虑激光束与材料相互作用产生的次生危害，如产生有害物质（烟雾、蒸汽、气体）、火灾/爆炸风险或产生次生辐射，如紫外线辐射或电离辐射。激光辐射危险可能来自直接激光束或反射/散射激光束。必须考虑正常使用以及故障/可合理预见的故障情况。评估这些危害时，需要考虑激光束的强度、波长、发散角等因素，并据此制定相应的防护措施。标准规定，激光加工机械必须配备有效的激光束防护装置，以防止激光束直接或间接地照射到操作人员的眼睛或身体其他部位。    

安全要求    

如果安全功能和控制系统（SRP/CS）的安全相关部分设计不足，无法安全隔离或停用激光束（例如通过快门、控制激光供电的继电器），就会导致严重的激光辐射风险。下文将举例说明实施减少风险措施：    

▌针对不同地点激光辐射危害的安全措施    

1. 在出入不受限制和不受控场所的安全措施    

对于在出入不受限制和不受控制的场所运行的激光加工设备，在所有运行模式（生产模式和任何其他运行模式）下，都应消除人员暴露于超过IEC 60825-1:2014规定的1类可接触辐射限值（AEL）的有害激光辐射的可能性。    

要满足这些要求，必须满足以下条件：    

- 只能通过IEC 60825-1:2014和ISO 12100:2010规定的工程安全措施防止未经授权的人员进入危险区域。
- 应采取防护措施防止激光辐射。
- 应使用SRP/CS安全隔离激光辐射，并符合ISO 13849-1:2015的要求。    

2. 限制进入场所的安全措施    

对于在限制进入场所运行的激光加工设备，应采取IEC 60825-1:2014和ISO 12100:2010中规定的主要工程安全措施，以防止人员进入激光危险区域（NOHA）。    

要满足这些要求，必须满足以下条件：    

a)    用于防护和屏蔽激光辐射的工程安全措施应将辐照度降至眼睛和皮肤的MPE以下。用于安全隔离激光辐射的SRP/CS应符合ISO 13849-1:2015。    

b)    除工程措施外，可能还需要采取组织措施（例如，在运行模式为“服务”时）来防止人体接触危险的激光辐射。应通过额外使用行政/组织安全措施来消除高于MPE的辐照。    

根据ISO 12100:2010和IEC 60825-1:2014，组织安全措施应放在次要位置。制造商应告知用户如何执行组织措施，以避免激光辐射风险（超过MPE）。    

3. 出入受控场所的安全措施    

对于在出入受控场所运行的激光加工设备，应消除人员暴露在超过最大允许暴露量（MPEeye和MPEskin）的激光辐射下的可能性。    

为满足这一要求，除了与适用的操作模式有关的所有安全措施外，还必须满足以下条件。    

a)    必须主要通过IEC 60825-1:2014和ISO 12100:2010中规定的工程安全措施来防止未经授权的人员进入激光危险区域。制造商应说明授权控制的类型，以便能够/防止进入激光危险区域（如带钥匙的门、密码/应答器）。    

b)    如果激光加工设备在受控场所（如服务模式，另见5.3.3.4）运行时需要授权进入（如钥匙或密码/应答器），制造商应提供如何在激光危险区域安全工作的信息（见IEC 60825-1:2014）。    

应通过使用工程和管理控制措施（包括个人防护设备 (PPE)）来消除受控区域内高于MPE的暴露。制造商应向用户提供以下信息。    

- 工程措施：激光危险区域的紧急停止装置。
- 组织措施：获准进入激光危险区域的人员的资格，即人员的培训和教育水平以及对人员的安全指导。
- 个人防护设备：所需的个人防护设备（类型、防护等级）。    

▌激光辐射危害防护措施    

对于所有激光加工设备，无论是否属于受限制或受控制的使用范围，均应遵守以下规定。    

a)    激光机应配备保护装置，以确保激光束的安全隔离（例如，通过安全快门（上下料口）或通过关闭激光发生二极管的电源使其失效）。    

b)    如果在机器运行期间（如维修期间）人在危险区域内不可避免，则机器应配备机器运行、激光束方向和激光束隔离的启用开关。    

c)    保护装置的设计，如开关、百叶窗、光束消散装置和阻挡/妨碍装置，应符合IEC 60825-1:2014和ISO 12100:2010的规定。单个保护装置可同时针对一种以上的危险提供保护。    

d)    外围防护是一种防护方法，通过一个或多个远距离防护装置（如防护罩或激光舱），将工件、工件支架以及通常情况下的大部分机器运动系统包围起来，从而根据风险评估将激光辐射和相关光学辐射降低到安全水平。    

e)    如果在外壳或防护装置内使用了主动防护装置（如配置联锁开关），则该部件应集成到激光加工机的安全控制（SRP/CS）中。供应商应提供隔离激光束的系统反应时间，并应确保防护装置/窗口的被动激光阻力（时间）足以（长于）系统反应时间。这种视力损伤风险评估至少导致所需的性能等级PLr=c或安全完整性等级SIL=1。如果可获得的辐照度或辐射照射量超过IEC 60825-1:2014中定义的1类激光AEL的10倍，则需要达到PLr=d的性能等级。       

综上所述，ISO 11553-1为激光加工机械的安全提供了全面的指导和要求。遵循这些标准不仅能够保护操作员和周围环境的安全，还能确保设备在长期使用中的可靠性和稳定性。因此，对于涉及激光加工的行业来说，了解并遵循ISO 11553-1标准至关重要。    

   

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