中國與歐美木工機械通用安全標準差異分析褥銅，張海強

知識 09-30

當前，貿易國間通過安全、技術壁壘保護和促進本國產業發展，已經成為國與國之間科技軟實力競爭的常態。木工機械作為危險性較高的產品，其安全性能一直是我國出口歐美的障礙［1］。同時，我國出口歐美的產品與國內銷售產品的質量差異較大，企業往往在國內生產執行國標，而出口產品要拿到CE等認證標誌，還要大量更改機械的安全設計，這樣大大增加了企業的生產成本，產品質量的一致性和連續性也難以得到保證。研究對比國標與歐美標準存在的差異，關注歐美國家安全技術要求發展的最新動態，有利於促進我國木工機械安全技術的發展，可為企業在產品設計與生產時規避出口風險，並為進出口檢驗部門掌握監控重點提供參考。

1 標準的發展情況

歐洲最早於1992年4月發布過木工機械健康安全通用要求的標準草案prEN 691-92，但由於各種原因，最終並未出版正式標準。2010年6月發布了標準草案prEN 691-1：2010，並送給歐洲標準化委員會（CEN）各成員國進行討論和評價，該標準草案在經過長達兩年多的討論修改後定稿，由CEN於2012年9月正式批准，並於2012年10月出版發行正式標準EN 691-1：2012。標準要求各成員國於2013年4月30日前完成本國對應標準的轉化工作，同時收回與新標準有衝突的舊標準［2-3］。

美國第一次發布木工機械安全指令可追溯到1944年，1952年正式成立標委會後，該標準經過了4次大的版本變更。目前所使用的版本主要源自於1975年形成的版本，該版本於1979年進行過一次修正，隨後1992年、2002年和2004年都做過更新。其中2004年的更新版本第一次採用了美國安全和健康部（OSHA）的決議要求，之後的更新版本即目前所用的版本ANSI O1.1-2009標準作為通用安全標準，今後將繼續增加特殊機床安全要求的重點內容［4］。

我國木工機械發展起步較晚，初期主要依據國外產品進行仿製，於1990年首次發布木工機械國家標準。隨著木工機械產業的逐步完善，該標準已明顯不適用於當時的國內外木工機械發展，2000年根據歐洲標準草案Pr EN 691：1992對GB 12557-1990進行了第一次修訂，形成了GB 12557-2000標準。隨後，在我國木工機械快速發展、基本佔據國內市場以及大量出口外銷的背景下，通過對2000年版標準進行修訂，形成了目前木工機械行業在用的GB 12557-2010版本的安全標準［5］。

2 標準制定特點對比

2.1 體系架構

我國木工機械國家標準（以下簡稱國標）的制定主要參照歐洲標準（以下簡稱歐標），因此與歐標主要框架一致，內容包括範圍、規範性引用文件、術語和定義、危險一覽表、安全要求和/或措施、使用信息共6章，其要求主要針對生產製造方的安全技術要求；美國標準（以下簡稱美標）主要根據產品的使用全過程進行標準規範，內容包括範圍、目的、應用，機床描述，定義，一般要求，特殊機床和裝置要求，維護保養，使用要求等共7章，除了機床的製造要求外還包括了針對使用方的維護保養與使用要求。總體來說，國標體系框架與行業標準技術規範大致相同，歐標體系框架逐漸向IEC家電類安全標準的體系架構靠攏，美標體系框架類似於設計指導操作手冊以及法律法規性文件，除了技術要求外還釐定了各方的安全要求和責任。

2.2 適用範圍

國標規定了機床的安全技術要求，包括除木工手提機外的所有木工機床。歐標規定了與木工機床相關的危險、危險類型和傷害事件，包括帶有切割和/或打磨刀具的木工機床，不適用產品為：預期在固定位置工作、可由單人提起的台式機床與質量不超過25kg、可移動式機床（由EN 61029標準涵蓋）；手持式電動工具（由EN 60745標準涵蓋）；集塵和吸塵機床（由EN 12779標準涵蓋）。美標涵蓋了木工機床和附件設備的設計、安裝、維護和使用過程的安全要求，包括總功率3.7kW及以上或帶有3相電源線工業和商業用途的木工機床；不適用產品為：手持式電動工具、組裝機床、拋光應用機床、基礎板材製造機床、制桶機以及鋸木廠和其他標準涵蓋的機床。

與歐美標準相比，國標的適用範圍描述存在以下不足：適用範圍界定比較模糊，「木工手提機」本身定義指「各類帶動力驅動的手提式木材加工機械」，界限主要集中在「手提式」，實際上對於可移動式機床並不明確屬於手提式，此類機床在國內應由GB 13960系列標準涵蓋。根據實際應用發現，國標對集塵和吸塵機床的適用性一般，基本沒有專門相對應的技術條款。目前國內木工機床安全標準GB 12557與人造板機械安全標準GB 18514有重疊。歐標、美標不適用的機械種類相對更為細化，易於識別和應用。

2.3 引用標準

在引用標準數量上，國標為32個，歐標為51個，美標為18個。在引用標準內容上，歐標內容最為豐富，歐標引用標準與國標相比，除了通用機械安全、人類工效學、聲學、防護設備與液氣設備外，還包括電磁兼容等引用標準，而且每個部分引用標準分類更加詳盡；美標引用標準與歐標相比，主要未列出部分保護設備和保護措施的相關標準，僅通過文字予以說明相關標準是適用的。從引用標準可以看出，歐洲標準體系的完整性和細化程度更高。

2.4 術語定義

機床定義描述方面：美標最為完善，分為7大類機床、27小類機床產品，對各類機床均予以解釋說明，方便理解。國標有木工機床總定義，另有引用標準GB/T 15379-1994，該標準中只有12大類機床的概要定義，未針對小類產品進行區分。歐標只有木工機床總定義，未體現具體機床的術語，機床定義方面有所欠缺。

術語方面：國標共有19個，均可在EN 691內找到相對應內容；歐標在EN ISO 12100：2010中定義術語，以及包括另外25個術語；美標按英文字母順序排列，共有65個術語，相對來說美標術語定義比較豐富，易於查找和理解。

3 主要內容分析對比

3.1 危險一覽表

國標參照歐標提供了危險一覽表，對每類危險列出了危險源和危險傷害類型，針對具體危險列明本標準中針對性的章節條款。歐標危險一覽表最為詳盡，對每類危險都例舉了危險源和潛在後果，主要涉及機械危險、電氣危險、熱危險、雜訊產生的危險、振動產生的危險、輻射產生的危險、材料和物質產生的危險、忽略人類工效學的危險、與機床使用環境因素相關的危險等9大類。每類危險都有具體對應EN ISO 12100：2010中的條款，同時給出了具體危險本標準中的針對性的章節條款。美標未單獨提供危險一覽表，僅通過4.3章節的「危險識別與控制」進行了規定，但並未具體明確木工機械適用的危險類型。

國標和歐標危險一覽表基本按照ISO 12100標準對應給出，比較規範統一。美標將危險類型和防護要求結合在一起，不利於識別木工機械具體使用的危險類型，但在木工機械設計方面比較實用。

3.2 安全要求和/或措施

3.2.1 安全要求原則

國標以最大限度地除去危險和限制危險為目標，並符合GB/T 15706.1-2007中5.1的規定。歐標規定安全應符合第5章安全要求和/或保護措施；機床設計應符合EN ISO 12100：2010的原則要求；通過設計降低風險的指南見EN ISO 12100：2010中6.2，防護措施見EN ISO 12100：2010中6.3。美標著重明確各方責任，包括製造商、配件生產商、改造者、重建者、系統設計者/創建者、工具/固定裝置/設計者/創建者、培訓和維護、僱員等。國標和歐標重點關注機床設計、製造階段的危險降低和防護等方面，美標則將安全要求範圍擴展至所有關聯方。

3.2.2 控制系統要求

控制系統要求是安全標準中的核心內容，三個標準中國標和歐標單獨將控制系統章節獨立出來做要求，美標未對控制系統單獨分類，但在相關功能要求以及特殊機床要求章節均有相關描述。主要內容對比如下。

（1）控制裝置的安全性和可靠性：國標5.2.2條款對控制裝置的安全性和可靠性作出一般性要求，對控制系統安全部件的採用類別引用GB/T 16855.1。與國標單列通用條款不同，歐標5.2.1條款將所有控制功能都歸類於控制裝置的安全性和可靠性，分別給出了通用要求、所需的性能等級（PLr）、安全功能的設計、有關安全嵌入式軟體（SRESW）、有關安全應用軟體（SRASW）、PL值的確認、驗證措施、環境條件、安全防護措施（點動功能、使能裝置、雙手控制裝置、壓力感應防護裝置、光電保護裝置、可移動防護罩）、啟動、停止（正常停止、工作停止、緊急停止）、制動功能、模式選擇、主軸速度改變、動力夾緊、動力供應失效、手動複位功能、本地控制功能等方面的要求。美標將控制裝置的安全性和可靠性要求列入特殊機床章節，對具體裝置和功能分別進行描述。

（2）能源切斷相關要求：國標5.2.1條款對能源切斷的殘餘能量、重新閉合等提出要求，要求使用插座/插頭提供能源必須能夠切斷，例外情況為某一迴路（如夾持工件、保持信息、照明等）保持連接還需採取專門防護措施。歐標、美標未單獨列出要求，但歐標在停止功能的通用要求對類型0、類型1和類型3均有相關能源切斷要求描述。

（3）操縱器相關要求：國標5.2.3條款對操縱器的形狀尺寸、位置、操作方向、操作力等均給出了具體的限值範圍要求，對聯鎖裝置的使用等也做出了要求。歐標5.2.2條款對操控器位置提出具體的限值範圍要求，對手動控制器安裝高度與操作者水平距離，以及停止控制裝置、急停控制裝置、複位控制器等布置的為一般要求，應注意的是，由於使用國家平均身高差異等原因，國標與歐標對操縱器的具體位置要求稍有不同，出口廠家在機床設計時應考慮到該因素。美標4.4.1條款只對操縱器位置提出一般要求，並未規定具體的限制範圍，手柄手輪操作給出了順時針和逆時針的操作方向要求，並允許例外情況：如同一個手輪控制一個軸時，允許兩邊手輪的操作旋轉方向相反，這與國標要求不同。

（4）啟動相關要求：國標5.2.4條款對啟動引用GB 5226.1-2008中相關條款，對啟動順序、聯鎖、再啟動作通用要求。歐標5.2.1.10對啟動順序、聯鎖等通用要求與國標基本一致，對於通過時間延遲裝置實現啟動功能，啟動、重啟動以及聯鎖設置的控制系統安全相關部件，要求PL值至少為c級（PL：安全防護等級，引自標準EN ISO 13849-1：2008，下同）。美標未對機床正常啟動相關方面作通用要求，4.4.1.2章節對防止意外啟動作出要求（該條款不包括緊急停止的啟動），其餘啟動具體要求放在特殊機床的章節分別進行描述。

（5）停止相關要求：國標5.2.5條款為正常停止，對停止順序、能量切斷等均作了通用要求，5.2.6條款為緊急停止，引用GB/T 15706.2-2007與GB 16754的相關條款要求，要求按照具體機床確定緊急停止切斷順序。歐標5.2.1.11將停止功能分為正常停止、工作停止、緊急停止，三種停止方式都有詳細要求，主要涉及制動系統的控制安全等級、動力驅動系統安全相關（PDS（SR））的停止要求等。美標對正常停止要求放在特殊機床的章節分別進行描述，4.4.2條款專門對急停裝置的類型、功能、顏色、可觸及位置、重啟等方面都做出了具體的要求。其中，從歐美標準對緊急停止功能相關要求的描述可看出對該功能的重視。而在實際檢測過程中發現，國內很多廠家對緊急停止的要求認識不足，如木工排鑽機床上常用的拉繩式緊急停止裝置，很多廠家採用的都是沒有複位功能的緊急停止裝置，操作者鬆開拉繩後機床將繼續運行，可能導致產生機械事故。

（6）模式選擇相關要求：國標引用GB/T 15706.2-2007中4.11.9、4.11.10條款，規定模式轉換不能引起機器啟動。歐標除要求不能引起機器啟動外，還要求模式轉換器能鎖住，模式轉換控制所有功能轉變，能夠使機器運動停止（除非從低安全模式往高安全模式轉變），並要求採用達到PL值為c級的控制元器件。美標對模式選擇沒有專門要求，但在半自動、全自動模式上對機床的點動操作有相應要求。

（7）轉速相關要求：國標5.2.8轉速改變條款要求選用合適的轉速，並對選用安全轉速、能在機床上讀出選用轉速、存在超出最高轉速風險的啟動等方面作出要求。歐標5.2.11.4條款對轉速改變通用要求與國標基本一致，並要求通過帶傳動配合比改變轉速達到PL值為c級、採用多轉速電機變速達到PL值為b級、無級變速達到PL值為c級。美標在4.13操作速度中提出要對可裝配的刀具選用合適的轉速，要求對轉速進行標示說明，並要求操作者和刀具安裝者要清楚該轉速的使用條件。

（8）動力夾緊相關要求：歐標5.2.1.15條款對有可能導致防止撞擊和剪切危險的動力控制系統所採用的原件達到PL值為c級。美標4.4.3條款要求當按下急停按鈕時，動力夾持裝置不應鬆開，除非是完成了一個夾持周期或者操作者要求其鬆開。國標5.3.10夾緊裝置條款要求機動夾緊裝置在能量供應出現故障時仍能保持夾緊狀態。

3.2.3 危險防護相關要求

危險防護要求方面，國標與歐標主要框架內容基本一致。國標另外增加了自動化和機械化、多工序機床以及安全工作裝置等內容。歐標則將撞擊危險單獨列出一個章節。美標將危險防護與4.3章節「危險識別與控制」結合在一起（電磁兼容危險，電氣系統危險，壓力系統危險，刺傷、切削、剪切危險，運動危險，電動曲柄、槓桿、控制手輪、梯子/樓梯、工作平台和過道的相關危險，粉塵危險，反運動機構或平衡系統、化學影響、防護裝置的要求、機械穩定性危險，捲入、引入和擠壓危險，來自工件拋射的危險，彈射、撞擊危險，纏繞和夾傷危險，磨損危險，輻射危險，其他危險），另外還有氣動與液壓、切削刀具、材料輸送部件、腳踏操作裝置、工件支撐/下料高度、主軸設計、工作速度、傳動銷、刀具/工件滑行、旋轉切割速度超速、檢修門/罩等等所產生的危險。

（1）穩定性相關要求：國標5.3.1章節穩定性要求引用GB 15706.2-2007中5.2.6規定，並未給出試驗方法。歐標5.3.1章節對可移動機床的輪子制動等有要求，並通過附錄A（規範性附錄）給出可移動機床的穩定性與固定式機床運輸的測試方法。美標4.3.13章節對固定式機床、可移動機床的輪和輪腳等均有要求，並對機床穩定性試驗進行了規定。

（2）防護裝置通用相關要求：國標5.3.7章節給出了手動和機械進給的防護措施類型，以及對傳動裝置採取的措施要求；5.3.8章節防護裝置主要引用機床設計通用要求。歐標5.3.5.1章節將防護裝置分為固定式和活動式兩類，並規定活動式防護裝置要根據其慣性運轉時間提供相應的延時功能（按照EN1088：1995+ A2：2008中附錄N和M的要求）。美標4.3.12章節對安全防護常用的雙手操作裝置、止退裝置、光電防護裝置等要求都有具體的描述。在安全防護方面，三個標準主要內容基本一致，國標給出通用要求的同時還包括了測試方法以及限值；歐標將測試方法放在附錄上；美標則給出通用要求以及對各個裝置的要求，未規定具體的測試方法。

（3）制動相關要求：國標5.3.4章節與歐標5.3.4章節內容對應，對制動時間作出了具體規定，要求制動時間少於10s，而對啟動時間介於10s至30s的機床則規定製動時間應少於啟動時間，並給出了測試方法。美標未規定製動時間限值，只是在4.3.9.4章節規定了制動必須為自激勵或自鎖類型。

（4）防止拋射相關要求：國標5.3.5章節只要求對存在拋射風險的機床採用防止拋射的裝置，並對裝置作一般要求。歐標5.3.9章節對拋射防護要求十分具體，將拋射防護分為A類要求和B類要求，每個防護類型都給出了防護材料的最低強度以及最小厚度，並且在附錄A和附錄B給出了具體的測試方法。美標4.3.15章節對止退裝置、錯誤進給防護與工具的飛脫防護有要求。我國出口企業要注意的是，由於歐標對防止拋射要求最為詳細，每個參數都有具體要求，在設計時應注意所採用的防護板料類型和具體強度與厚度要符合相關標準。

（5）粉塵防護相關要求：國標5.4.3章節與歐標5.4.3章節相對應，對粉塵防護的要求比較詳細，包括防護措施、導管允許的吸塵速度等均有具體要求。歐標給出了吸塵速度的驗證方法。美標4.3.8章節只規定了要有吸塵設施連接，並在第7章中規定了僱主的責任要求。

（6）人類工效學相關要求：國標5.4.4章節對機床的最大操作力、離地最大高度等均有具體的限值，並對安全搬運、安全進入的設計及採取的措施有要求。歐標和美標只在危險中列出哪些涉及人類工效學危害，對涉及的機床操作力、高度限制等在相關章節作了要求。

（7）雜訊相關要求：國標5.4.2章節給出了雜訊測試方法和各種典型機床的雜訊限值。歐標5.4.2章節要求採取減少雜訊的措施，給出了具體的測試方法。美標4.3.10章節給出了測試方法和單一限值，規定如果操作工位上連續工作8h的平均聲壓級大於85dB（A），要為操作者提供雜訊防護用具。而國標規定部分帶鋸機、砂光機等的雜訊要求限值是90dB（A），這類機床出口時要注意出口國家的相關限制和標準要求。

（8）氣動與液壓相關要求：國標5.4.7氣動裝置引用GB/T 7932和EN 983：1996相關要求，5.4.8液壓裝置引用GB/T 3766和EN 982：1996相關要求。歐標氣動裝置引用EN ISO 4414：2010相關要求，液壓裝置引用EN ISO 4413：2010相關要求。美標4.3.9.3章節要求對存在脫落部件機械危險的氣動和液壓傳動系統，要通過平衡閥阻止或延遲掉落以防止產生傷害。

（9）熱危險相關要求：國標5.4.1章節對火和爆炸提出安全措施要求，5.4.9章節規定要採取措施防止接近或接觸熱危險。歐標未對熱危險作專門要求，但在5.4.1章節對火危險（與粉塵等環境因素相關）有相關防護要求。美標沒有專門章節對熱和火的相關危險防護作要求，但在短路引起火危險以及防護罩等章節都對火防護有要求。

（10）電磁干擾與兼容相關要求：美標4.3.1.1條款要求解決機械本身產生的相關電磁干擾問題，要求減少電磁干擾達到美國聯邦委員會的相關標準，同時還強調要考慮減少電磁對其他電氣元器件、通信的干擾以及對人體的傷害，降低外部電磁對機械設備和控制電路的干擾。歐標5.4.9條款要求機械應有足夠的抗電磁干擾性能以保證正常工作，要達到EN 60439-1：1999、EN 60439-1：1999/A1：2004、EN 50370-1：2005和EN 50370-2：2003標準的相關要求，一般認為帶有CE認證標誌的電氣元件，並按照製造商說明書進行安裝和使用均可耐受外部電磁干擾。國標在這方面未有相關的條款作要求，因此在產品出口歐美時要注意電磁干擾相關條款的要求，採用適當的電磁干擾防護措施以及選用符合相關要求的元器件。

總的來說，各類標準安全防護要求基本一致，國標和歐標較為類似，分為機械危險的防護和非機械危險的防護，美標未進行特殊區分。歐標中提出了具體安全防護裝置的材料、機械物理性能等指標要求，國標、美標均通過引用相關標準進行規定，未具體明確限值，相對來說應用性差。美標用很多篇幅對特殊機床安全要求進行描述，針對每一個特殊類型的機床均有不同的要求，指引更為清晰明確。

3.3 使用信息

三個標準使用信息內容要求基本一致，主要包括警告裝置、標識與標誌，國標和歐標還規定了使用說明書的內容要求，美標中未體現說明書內容的詳細要求。

3.4 附錄

國標共有兩個附錄：附錄A（資料性附錄）降噪措施的實例；附錄B（資料性附錄）吸塵口設計原則，它們均為資料性附錄，只作為參考不作強制性要求。

歐標共6個附錄：附錄A（規範性附錄）固定式機床的穩定性試驗，主要模擬機床在移動過程中可能出現的不穩定情況，進而導致機床翻覆的危險。附錄B（規範性附錄）防護罩的衝擊測試方法，闡述了通用要求、試驗方法、結論判定等內容，標準中給出了衝擊試驗設備示例，同時細化了各種防護裝置的取樣、試驗等要求。附錄C（規範性附錄）制動性能測試，規定了制動測試的條件、慣性運轉時間、制動時間、啟動時間等測試要求。附錄D（規範性附錄）雜訊測量的工作條件，明確了測試條件、測試方法、記錄報告、工作運轉條件等方面要求。附錄E（資料性附錄）主軸超速監測，給出了主軸超速監控性能等級如何達到c級的例子。附錄F（資料性附錄）給出了各種木工機械對應的建議吸塵空氣流速列表。4個規範性附錄主要對測試方法、要求作了規定。

美標後附多頁不同木工機床與裝置類型的防護圖示，圖示內容十分直觀和實用，基本可以從圖示上找出相對應類型木工機床與裝置的關鍵防護要求，在設計與安全檢驗時可以作為參考。