ISO 11553-2:2007
(Main)Safety of machinery — Laser processing machines — Part 2: Safety requirements for hand-held laser processing devices
Safety of machinery — Laser processing machines — Part 2: Safety requirements for hand-held laser processing devices
ISO 11553-2:2007 specifies the requirements for laser processing devices, as defined in ISO 11553-1, which are hand-held or hand-operated. The purpose of ISO 11553-2:2007 is to draw attention to the particular hazards related to the use of hand-held laser and hand-operated laser processing devices and to prevent personal injury. This includes both the areas of hazard analysis and risk assessment as well as protective measures.
Sécurité des machines — Machines à laser — Partie 2: Exigences de sécurité pour dispositifs de traitement laser portatifs
L'ISO 11553-2:2007 spécifie les exigences applicables aux dispositifs de traitement laser, tels que définis dans l'ISO 11553-1, qui sont portatifs ou actionnés manuellement. L'objectif de l'ISO 11553-2:2007 est d'attirer l'attention sur les phénomènes dangereux particuliers associés à l'utilisation de dispositifs de traitement laser portatifs et de prévenir les blessures aux personnes. Cela inclut les domaines de l'analyse des phénomènes dangereux et l'évaluation du risque ainsi que les mesures de protection.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11553-2
First edition
2007-03-01
Corrected version
2008-03-01
Safety of machinery — Laser processing
machines —
Part 2:
Safety requirements for hand-held laser
processing devices
Sécurité des machines — Machines à laser —
Partie 2: Exigences de sécurité pour dispositifs de traitement laser
portatifs
Reference number
ISO 11553-2:2007(E)
©
ISO 2007
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ISO 11553-2:2007(E)
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Published in Switzerland
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ISO 11553-2:2007(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions .2
4 Hazards .2
4.1 Inherent hazards .2
4.2 Hazards induced by external effects (interferences) .3
4.3 Further hazards related to the use of hand-held laser processing devices.4
5 Safety requirements and measures.4
5.1 General requirements.4
5.2 Risk assessment.5
5.3 Implementation of corrective measures.5
5.4 Design requirements .7
6 Verification of safety requirements and measures .11
6.1 General conformance.11
6.2 Control category classification .11
6.3 Laser classification .12
7 Information for the user .12
7.1 Additional requirements .12
7.2 Recommended inclusions .13
8 Labelling .14
Annex A (informative) Risk assessment examples .15
Annex B (informative) Types of hand-held laser processing machines.17
Bibliography .19
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ISO 11553-2:2007(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 11553-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 172, Optics and photonics, Subcommittee SC 9,
Electro-optical systems.
This first edition, together with ISO 11553-1, cancels and replaces ISO 11553:1996, which has been
technically revised.
ISO 11553 consists of the following parts, under the general title Safety of machinery — Laser processing
machines:
⎯ Part 1: General safety requirements
⎯ Part 2: Safety requirements for hand-held laser processing devices
This corrected version of ISO 11553-2:2007 now carries the logo of the International Electrotechnical
Commission (IEC) as well as that of ISO.
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ISO 11553-2:2007(E)
Introduction
This document is a type C standard as stated in ISO 12100-1:2003.
The machinery concerned and the extent to which hazards, hazardous situations and events are covered are
indicated in the scope of this document. When provisions of this type C standard are different from those
which are stated in type A or B standards, the provisions of this type C standard take precedence over the
provisions of the other standards, for machines that have been designed and built according to the provisions
of this type C standard.
It is applicable to machines using laser radiation to process materials. The purpose of this part of ISO 11553 is
to prevent injuries to persons:
⎯ by listing potential hazards generated by machines containing lasers;
⎯ by specifying safety measures and verifications necessary for reducing the risk caused by specific
hazardous conditions;
⎯ by providing references to pertinent standards;
⎯ by specifying the information which is to be supplied to the users so that they can establish proper
procedures and precautions.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11553-2:2007(E)
Safety of machinery — Laser processing machines —
Part 2:
Safety requirements for hand-held laser processing devices
1 Scope
This part of ISO 11553 specifies the requirements for laser processing devices, as defined in ISO 11553-1,
which are hand-held or hand-operated.
The purpose of this part of ISO 11553 is to draw attention to the particular hazards related to the use of
hand-held laser and hand-operated laser processing devices and to prevent personal injury. This includes
both the areas of hazard analysis and risk assessment as well as protective measures.
Requirements concerning noise as a hazard are not included in this part of ISO 11553. These requirements
are to be included in a subsequent amendment.
This part of ISO 11553 does not apply to laser products or equipment manufactured solely or expressly for
applications which are excluded from the scope of ISO 11553-1.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 3864-1:2002, Graphical symbols — Safety colours and safety signs — Part 1: Design principles for safety
signs in workplaces and public areas
ISO 3864-2:2004, Graphical symbols — Safety colours and safety signs — Part 2: Design principles for
product safety labels
ISO 3864-3:2006, Graphical symbols — Safety colours and safety signs — Part 3: Design principles for
graphical symbols used in safety signs
ISO 11145:2006, Optics and photonics — Lasers and laser-related equipment — Vocabulary and symbols
ISO 11252:2004, Lasers and laser related equipment — Laser device — Minimum requirements for
documentation
ISO 11553-1:2005, Safety of machinery — Laser processing machines — Part 1: General safety requirements
ISO 12100-1:2003, Safety of machinery — Basic concepts, general principles for design — Part 1: Basic
terminology, methodology
ISO 12100-2:2003, Safety of machinery — Basic concepts, general principles for design — Part 2: Technical
principles
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ISO 11553-2:2007(E)
ISO 13849-1:1999, Safety of machinery — Safety-related parts of control systems — Part 1: General
principles for design
ISO 13850:1996, Safety of machinery — Emergency stop — Principles for design
ISO 14118:2000, Safety of machinery — Prevention of unexpected start-up
ISO 14119:1998, Safety of machinery — Interlocking devices associated with guards — Principles for design
and selection
IEC 60204-1:2005, Safety of machinery — Electrical equipment of machines — Part 1: General requirements
IEC 60825-1 ed. 1.2:2001, Safety of laser products — Part 1: Equipment classification, requirements and
user’s guide
IEC/TR 60825-14:2004; Safety of laser products — Part 14: A user's guide
IEC 60825-4-am1:2002, Safety of laser products — Part 4: Laser guards
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11145, ISO 11553-1, ISO 12100-1,
IEC 60825-4 and the following apply.
3.1
hand-held laser processing device
device in which a laser provides sufficient energy/power to melt, evaporate or cause a phase transition in
a part of the workpiece and where the laser output or workpiece to be processed is guided manually or
hand-held during the laser process
NOTE For the purposes of this document, the terms “hand-held” and “hand-operated” have the same meaning.
3.2
confined spaces
working areas surrounded on all sides, or for the most part, by solid walls where they, on account of their
confinement or containment of materials, preparation or equipment, augment or can augment particular
hazards that considerably exceed the hazard potential normally prevailing at workplaces
3.3
supply unit
all devices that provide the process energies and operating material supply, direct these energies to the point
of action and are absolutely necessary for the operation of the hand-held laser processing device (e.g. cooling
system, power and gas supply)
3.4
disposal units
equipment that captures and removes effluents and by-products during laser material processing passing
these on for filtration (e.g. capture devices, pipes, filtration systems, ventilation systems)
4 Hazards
4.1 Inherent hazards
The following hazards (see ISO 12100-1 and ISO 12100-2) may be generated by a laser-processing device:
a) mechanical hazards;
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b) electrical hazards;
c) thermal hazards;
d) vibration hazards;
e) radiation hazards; examples include:
1) hazards generated by direct or reflected laser beams, (also take into account that radiation can occur
on the back of the workpiece, e.g. when cutting or due to transparency of the workpiece),
2) hazards generated by ionizing radiation,
3) hazards generated by collateral (UV, microwave, etc.) radiation produced, for example, by flash
lamps, discharge tubes or RF-power sources,
4) hazards generated by secondary radiation re-emitted by targets due to beam effects (the wavelength
of the re-emitted radiation may be different from that of the beam);
f) hazards generated by materials and substances; examples include:
1) hazards due to products which are used in the laser-processing device (e.g. laser gases, laser dyes,
solvents),
2) hazards resulting from interaction between the beam and the material (e.g. fumes, particles, vapours,
debris), fire or explosion,
3) hazards from associated gases (see for example 5.4.10) used to assist laser target interactions and
from any fumes that are produced; these hazards include explosion, fire, toxic effects and oxygen
depletion,
4) hazards due to the leakage of liquids (e.g. coolant);
g) hazards generated by neglecting ergonomic principles in the design of the laser-processing device.
4.2 Hazards induced by external effects (interferences)
Power conditions and the environment in which the laser-processing device operates may cause the device to
malfunction thus giving rise to hazardous conditions and/or making it necessary for someone to intervene
within hazard zones.
Additional environmental interferences include:
a) temperature;
b) humidity;
c) external shock/vibration;
d) vapours, dust or gases from the environment;
e) electromagnetic interference;
f) lightning strike;
g) source voltage interruption/fluctuation;
h) insufficient hardware/software compatibility and integrity;
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i) hand-held laser processing devices capable of being separated from the radiation source (see also
Annex B);
j) non-observance of interface specification (including power limits, control signals).
4.3 Further hazards related to the use of hand-held laser processing devices
4.3.1 Confined rooms
Hand-held laser processing devices could be used in confined rooms. Hazards can be constituted by:
a) concentration of harmful substances in the room air;
b) enrichment of process gases (nitrogen, argon, helium, oxygen) in the room air;
c) oxygen depletion;
d) electrical current;
e) increased radiation hazard through direct as well as directly or diffusely reflected laser radiation;
f) increased tripping and impact (shock) hazard.
4.3.2 Working at heights
Hand-held laser processing devices may be used at heights above the ground or other load bearing surfaces.
Hazards are:
a) falling objects;
b) fall of the user.
4.3.3 Environmental effects
Hazards that can directly affect the user due to the prevailing environmental conditions. This applies in
particular when hand-held laser processing machines are used outdoors.
This includes the following environmental effects:
a) temperature (cold, heat);
b) humidity (rain, fog, hail);
c) mechanical effects (vibration, wind pressure);
d) electromagnetic effects (lightning strike);
e) visibility (sunlight, lighting).
5 Safety requirements and measures
5.1 General requirements
Machinery shall comply, as appropriate, with ISO 12100-1 or ISO 12100-2 for hazards that are not covered by
this part of ISO 11553.
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Manufacturers shall ensure the safety of hand-held laser processing devices by:
a) hazard identification and risk analysis;
b) implementation of safety measures;
c) verification of the implemented safety measures;
d) provision of appropriate information for the user.
Based on the hazard identification (see 5.2), appropriate safety measures shall be incorporated into the
hand-held laser processing device by design and manufacture.
The following requirements shall be satisfied:
⎯ each manufacturer shall comply with the safety requirements and measures stipulated in this clause;
⎯ the manufacturer of a hand-held laser processing device is responsible for compliance of the complete
hand-held laser processing device with the requirements, including associated components (e.g. handling
unit, laser assembly).
These measures apply to all hazards specified in Clause 4 and reflect the results of hazard analysis and risk
assessment. The information given in Annexes A and B should be taken into account.
5.2 Risk assessment
A risk assessment shall be performed:
a) for all phases of hand-held laser processing device ”life” (as applicable); for examples see ISO 12100-1;
b) after each modification of the hand-held laser processing device by the person or organization
responsible for the modification.
A risk assessment involves a hazard identification, which includes but is not limited to:
c) hazards listed in 4.1 and 4.3;
d) danger zones, particularly those associated with
1) the laser system,
2) the laser beam path/propagation, beam delivery system,
3) the process zone,
4) interferences listed in 4.2.
The results of the risk assessment shall be duly documented.
5.3 Implementation of corrective measures
5.3.1 General requirements
Manufacturers shall ensure the safety of hand-held laser processing devices by:
⎯ hazard analysis and risk assessment;
⎯ integration of safety measures;
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⎯ verification of safety measures;
⎯ provision of appropriate information for the user.
5.3.2 Protection against laser radiation hazards
5.3.2.1 General
The possibility of people being to exposed to levels of laser radiation exceeding the Maximum Permissible
4
Exposure (MPE) limits for 3 × 10 exposure, as defined in standards IEC 60825-1 and IEC/TR 60825-14, shall
be eliminated during operation.
To satisfy this, the following requirements shall be met:
a) Risk assessment shall be performed.
b) Unauthorized human access to a danger zone should be prevented by engineering controls as specified
in IEC 60825-1.
c) If access cannot be prevented, exposure above the ocular MPE shall be eliminated by use of engineering
or administrative controls, including Personal Protective Equipment.
1) The design of protective devices, such as shutters, guards, beam dissipation devices, trip devices
and deterring/impeding devices shall meet the requirements specified in IEC 60825-1. In cases of
ambiguity or difference of interpretation between ISO 12100-1 and ISO 12100-2 and IEC 60825-1,
the first two sentences of 5.3.2.1.1, 5.3.2.1.2 and 5.3.2.1.3 of ISO 11553-1:2005 shall be definitive.
2) The same protective device may be used to provide simultaneous protection against more than one
hazard.
5.3.2.2 Protection during operation
The principal danger zone is usually the process zone, but the danger zone must be defined as a result of the
risk assessment. The Nominal Hazard Area (NHA) as defined in IEC/TR 60825-14 or the volumetric space is
where laser radiation may exceed the MPE.
In the danger zone, human exposure shall be limited during operation to levels of laser radiation no greater
4
than the MPE for 3 × 10 s exposure duration by use of engineering or administrative controls, including the
use of Personal Protective Equipment (e.g. local protection using a protective enclosure or the provision of
personal protective equipment) such as eyewear and clothing.
5.3.2.3 Protection during service
During service procedures, human access to laser radiation exceeding the Accessible Emission limit (AEL) for
Class 1 is sometimes unavoidable. During servicing it shall be ensured that only authorized persons are
allowed access to zones exposed to levels of laser radiation that exceed the AEL values for Class 1. Laser-
processing devices shall therefore be designed and appropriate safety measures provided, with respect to the
following four situations listed in order of preference.
1) Servicing takes place outside danger zones.
2) Servicing takes place in danger zones to which access is controlled in the same manner as during
production (e.g. interlocked cover).
3) Servicing takes place in a danger zone (e.g. with open guards that are normally closed during
production) but accessible laser radiation does not exceed the AEL for Class 1.
4) Servicing takes place in danger zones, e.g. because opening of guards (normally closed during
production) is necessary. In this case, accessible laser radiation exceeds the AEL for Class 1.
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The manufacturer shall indicate the class of accessible laser radiation and recommended safety procedures
for each of these situations (as applicable).
When servicing hand-held laser processing devices, the laser device should be switched off. For activities
(e.g. adjustment), where this is not possible, a nominal ocular hazard area should be established.
5.4 Design requirements
5.4.1 Design
The design of the hand-held laser processing devices shall take place according to ergonomic principles.
5.4.2 Protective enclosure
The technical design requirements for the protective enclosure shall be determined on the basis of risk
analysis.
5.4.3 Authorizing control device
For hand-held laser processing devices connected to an external laser device via a beam delivery system, a
technical device for the prevention of unauthorized operation (e.g. key-operated switch) shall be provided at
the hand-held laser processing device or in the immediate vicinity of the hand-held laser processing device.
5.4.4 Emission warning device
For hand-held laser processing devices, the following radiation warning devices shall be provided in the field
of vision of the operator:
Laser ready indicator:
⎯ every hand-held laser processing device shall have a visible laser ready indicator (e.g. LED).
Indication device for laser emissions:
⎯ in addition to the laser ready indicator, every hand-held laser processing device/laser device shall be
provided with an optical and/or acoustic indication device, which indicates laser radiation emissions
above Class 3R (e.g. LED).
The warning devices shall also be clearly visible when warning personal eye protection (laser eye-protectors).
5.4.5 Alignment laser
The beam power of the alignment laser (if available) shall not exceed the AEL values for Class 2 at the beam
exit. The beam cross-section of the alignment laser shall have a defined position with respect to the
processing laser.
5.4.6 Safety devices for scanning laser radiation
The requirements for safety devices for scanning laser radiation shall be determined by risk analysis. Areas in
which radiation can exceed AEL values for Class 1 shall be designated nominal ocular hazard areas.
NOTE For hand-held laser processing devices where the laser passes freely between the beam exit aperture and
target and is not enclosed, the beam propagation should be restricted with respect to the degrees of freedom (or the solid
angle traversed by the laser beam) to the extent necessary for normal operation. This can take place on a software or
hardware basis. The degrees of freedom should also be restricted by devices (shields in the vicinity of the beam exit, laser
guards) that suppress beam propagation in specific spatial directions.
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ISO 11553-2:2007(E)
A minimum performance is that the laser shutter shall close if the intended beam scanning angle is to be
exceeded.
5.4.7 Emergency stop control
An emergency stop control is required. The emergency stop control shall comply with IEC 60204-1 and
ISO 13850.
The emergency stop control shall
⎯ deactivate laser beam generation and automatically position the laser beam stop to prevent laser
emission;
⎯ deactivate the hand-held laser processing device (i.e. disconnect the power supply to the actuators and
within specific time limits, as necessary for an emergency shutdown, also shut off the gas and water
supply).
The emergency stop switch shall be in the form of a red pushbutton and be quickly and easily accessible and
in the immediate vicinity of the user of the hand-held laser processing device.
In the case of hand-held laser processing devices connected to an external laser device via a beam delivery
system and the emergency stop, unexpected start-up shall be prevented by compliance with ISO 14118.
5.4.8 Control means and circuits
5.4.8.1 General
Control means and circuits shall comply with IEC 60204-1.
The designer shall complete a risk assessment to evaluate the control system using ISO 13849-1.
NOTE Typically this would result in a safety category 3.
5.4.8.2 Start/stop controls
If a laser device is used for several hand-held laser processing devices capable of operating separately to
each other, the start/stop control shall be separate for each hand-held laser processing device.
Start control: monitored start-up of the hand-held laser processing device shall be ensured.
Stop control: in the case of partly mechanized hand-held laser processing devices for supporting manual
guidance or positioning, the stop control shall stop the motorized drive for feed motions and/or manipulation of
the beam propagation and shaping system (beam delivery) and either isolate the laser beam or deactivate the
laser beam generation.
Laser stop control: the laser stop control shall deactivate laser beam generation.
Device for control feed of motions and laser beam emission: hand-held laser processing device shall be
provided with a device for monitoring feed motions (in the case of partly mechanized hand-held laser
processing devices for supporting manual guidance or positioning) and laser beam emission, designed for
user operation within the hazardous zone.
The following requirements apply to this device:
⎯ The device shall be a “hold to run” control in conformity to ISO 13849-1:1999, Category 3.
⎯ The device shall be provided with a control device with automatic reset facility designed to maintain
operational laser radiation only as long as it is activated. When deactivated, it shall automatically reduce
the accessible laser radiation level below the AEL values for Class 2.
8 © ISO 2007 – All rights reserved
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ISO 11553-2:2007(E)
If the hand-held laser processing device is controlled with this control device, all feed motions and laser beam
emissions shall be controllable solely from this device.
5.4.8.3 Control and operating devices
For hand-held laser processing devices connected to an external laser device via a beam delivery system and
located more than two metres away from the laser device and/or laser devices that are not quickly and easily
accessible to the user, the control and operating elements shall be integrated into the hand-held laser
processing device. Alternatively, for hand-held laser processing devices connected to an external laser device
via a beam delivery system and/or laser devices that are not quickly and easily accessible to the user, the
essential control and operating elements shall be integrated into the hand-held laser processing device.
Alternatively, the control devices can also be placed in the immediate vicinity of the hand-held laser
processing device or user (e.g. in a unit attached to the body of the user).
The minimum requirements relating to the essential control elements to be integrated shall be:
⎯ shutter operation (open/close), see the requirements for 5.4.8.2;
⎯ emergency stop button.
All other controls not safety related, e.g. parameter settings, etc., are not subject to the requirements of
5.4.8.3.
NOTE
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11553-2
Première édition
2007-03-01
Version corrigée
2008-03-01
Sécurité des machines — Machines
à laser —
Partie 2:
Exigences de sécurité pour dispositifs
de traitement laser portatifs
Safety of machinery — Laser processing machines —
Part 2: Safety requirements for hand-held laser processing devices
Numéro de référence
ISO 11553-2:2007(F)
©
ISO 2007
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ISO 11553-2:2007(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2007 – Tous droits réservés
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ISO 11553-2:2007(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 2
4 Phénomènes dangereux . 3
4.1 Phénomènes dangereux inhérents. 3
4.2 Phénomènes dangereux induits par des effets externes (perturbations) . 3
4.3 Phénomènes dangereux supplémentaires associés à l’utilisation d’appareils à laser
portatifs. 4
5 Exigences et mesures de sécurité. 5
5.1 Exigences générales . 5
5.2 Évaluation du risque. 5
5.3 Mise en œuvre de mesures correctrices. 6
5.4 Exigences de conception. 7
6 Vérification des exigences et mesures de sécurité . 12
6.1 Conformité générale. 12
6.2 Classification de catégorie de commande. 12
6.3 Classification du laser. 12
7 Informations pour l’utilisation . 13
7.1 Exigences supplémentaires . 13
7.2 Inclusions recommandées. 13
8 Étiquetage. 15
Annexe A (informative) Exemples d'évaluation des risques . 16
Annexe B (informative) Types de dispositifs de traitement à laser portatifs. 18
Bibliographie . 20
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ISO 11553-2:2007(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 11553-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 172, Optique et photonique, sous-comité SC 9,
Systèmes électro-optiques.
Cette première édition, conjointement avec l’ISO 11553-1, annule et remplace l’ISO 11553:1996, qui a fait
l'objet d'une révision technique.
L'ISO 11553 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Sécurité des machines —
Machines à laser:
⎯ Partie 1: Prescriptions générales de sécurité
⎯ Partie 2: Exigences de sécurité pour dispositifs de traitement laser portatifs
La présente version corrigée de l'ISO 11553-2:2007 inclut maintenant le logo de la Commission
électrotechnique internationale (CEI) aux côtés du logo de l'ISO.
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ISO 11553-2:2007(F)
Introduction
Le présent document est une norme de type C telle que mentionnée dans l'ISO 12100-1.
Les machines concernées et l’étendue des phénomènes dangereux, des situations et des événements
dangereux couverts sont indiquées dans le domaine d’application du présent document. Lorsque des
dispositions de la présente norme de type C sont différentes de celles mentionnées dans des normes de
type A ou B, les dispositions de la présente norme de type C prennent le pas sur les dispositions des autres
normes, pour les machines qui ont été conçues et fabriquées suivant les dispositions de la présente norme de
type C.
Elle est applicable aux machines utilisant un rayonnement laser pour traiter des matériaux. L’objet de la
présente partie de l’ISO 11553 est de prévenir les blessures aux personnes,
⎯ en établissant une liste des phénomènes dangereux potentiels générés par les machines contenant des
lasers,
⎯ en spécifiant les mesures de sécurité et les vérifications nécessaires pour réduire le risque causé par des
conditions dangereuses spécifiques,
⎯ en faisant référence aux normes concernées,
⎯ en spécifiant les informations qui doivent être données aux utilisateurs pour qu’ils puissent établir des
modes opératoires et prendre des précautions appropriés.
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NORME INTERNATIONALE ISO 11553-2:2007(F)
Sécurité des machines — Machines à laser —
Partie 2:
Exigences de sécurité pour dispositifs de traitement laser
portatifs
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 11553 spécifie les exigences applicables aux dispositifs de traitement laser, tels
que définis dans l’ISO 11553-1, qui sont portatifs ou actionnés manuellement.
L’objectif de la présente partie de l’ISO 11553 est d’attirer l’attention sur les phénomènes dangereux
particuliers associés à l’utilisation de dispositifs de traitement laser portatifs et de prévenir les blessures aux
personnes. Cela inclut les domaines de l’analyse des phénomènes dangereux et l’évaluation du risque ainsi
que les mesures de protection.
Les exigences relatives au phénomène dangereux généré par le bruit ne sont pas incluses dans la présente
partie de l’ISO 11553. Ces exigences doivent être incluses dans un amendement ultérieur.
La présente partie de l’ISO 11553 ne s’applique pas aux produits ou aux équipements à laser fabriqués
exclusivement ou expressément pour des applications qui sont exclues du domaine d’application de
l’ISO 11553-1.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour les
références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence (y compris les éventuels amendements) s’applique.
ISO 3864-1:2002, Symboles graphiques — Couleurs de sécurité et signaux de sécurité — Partie 1: Principes
de conception pour les signaux de sécurité sur les lieux de travail et dans les lieux publics
ISO 3864-2:2004, Symboles graphiques — Couleurs de sécurité et signaux de sécurité — Partie 2: Principes
de conception pour l'étiquetage de sécurité des produits
ISO 3864-3:2006, Symboles graphiques — Couleurs de sécurité et signaux de sécurité — Partie 3: Principes
de conception des symboles graphiques utilisés dans les signaux de sécurité
ISO 11145:2006, Optique et photonique — Lasers et équipements associés aux lasers — Vocabulaire et
symboles
ISO 11252:2004, Lasers et équipements associés aux lasers — Source laser — Exigences minimales pour la
documentation
ISO 11553-1:2005, Sécurité des machines — Machines à laser — Partie 1: Prescriptions générales de
sécurité
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ISO 11553-2:2007(F)
ISO 12100-1:2003, Sécurité des machines — Notions fondamentales, principes généraux de conception —
Partie 1: Terminologie de base, méthodologie
ISO 12100-2:2003, Sécurité des machines — Notions fondamentales, principes généraux de conception —
Partie 2: Principes techniques
ISO 13849-1:1999, Sécurité des machines — Parties des systèmes de commande relatives à la sécurité —
Partie 1: Principes généraux de conception
ISO 13850:1996, Sécurité des machines — Arrêt d'urgence — Principes de conception
ISO 14118:2000, Sécurité des machines — Prévention de la mise en marche intempestive
ISO 14119:1998, Sécurité des machines — Dispositifs de verrouillage associés à des protecteurs — Principes
de conception et de choix
CEI 60204-1:2005, Sécurité des machines — Équipement électrique des machines — Partie 1: Règles
générales
CEI 60825-1 éd.1.2:2001, Sécurité des appareils à laser — Partie 1: Classification des matériels,
prescriptions et guide de l'utilisateur
CEI/TR 60825-14:2004, Sécurité des appareils à laser — Partie 14: Guide de l’utilisateur
CEI 60825-4/Am.1:2002, Sécurité des appareils à laser — Partie 4: Barrières laser
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 11145, dans l’ISO 11553-1,
dans l’ISO 12100-1 et dans la CEI 60825-4 ainsi que les suivants s'appliquent.
3.1
dispositif à laser portatif
dispositif dans lequel un laser fournit une énergie/puissance suffisante pour faire fondre, évaporer ou causer
une transition de phase dans une partie de la pièce de fabrication et avec lequel la sortie laser ou la pièce de
fabrication à traiter est guidée manuellement ou tenue à la main durant le traitement au laser
NOTE Dans le cadre du présent document, les termes «portatif» et «actionné manuellement» ont la même
signification.
3.2
espaces confinés
zones de travail entourées de tous les côtés ou en majeure partie par des parois solides qui, en raison du
confinement de matériaux, de préparation ou d’équipement, augmentent ou peuvent augmenter des
phénomènes dangereux particuliers qui dépassent considérablement le phénomène dangereux potentiel
existant normalement aux postes de travail
3.3
unité d’alimentation
tous les dispositifs qui fournissent l’énergie de traitement et les fluides de servitude du procédé et les
transportent vers leur point d’utilisation et sont tous absolument nécessaires pour le fonctionnement de
l’appareil à laser portatif (par exemple un système de refroidissement, l’alimentation en électricité et en gaz)
3.4
unités d’élimination
équipement qui capte et élimine les effluents et les sous-produits lors du traitement de matériaux au laser et
les transfère pour filtration (par exemple dispositifs de captage, tuyaux, systèmes de filtration, systèmes de
ventilation)
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ISO 11553-2:2007(F)
4 Phénomènes dangereux
4.1 Phénomènes dangereux inhérents
Les phénomènes dangereux suivants (voir l’ISO 12100-1 et l’ISO 12100-2) peuvent être générés par un
appareil à laser:
a) les phénomènes dangereux mécaniques;
b) les phénomènes dangereux électriques;
c) les phénomènes dangereux thermiques;
d) les phénomènes dangereux engendrés par les vibrations;
e) les phénomènes dangereux engendrés par les rayonnements, par exemple
1) les phénomènes dangereux générés par le faisceau laser direct ou réfléchi (tenir compte du fait que
le rayonnement peut se produire aussi sur l’arrière de la pièce, par exemple lors d’une coupe ou
dans le cas d’une pièce transparente),
2) les phénomènes dangereux générés par rayonnement ionisant,
3) les phénomènes dangereux générés par rayonnement indirect (UV, micro-ondes, etc.) produits, par
exemple, par des lampes éclairs, des tubes à décharge ou des sources de RF;
4) les phénomènes dangereux générés par rayonnement secondaire réémis par les cibles par l’effet du
faisceau (la longueur d’onde du rayonnement réémis peut être différente de celle du faisceau);
f) les phénomènes dangereux engendrés par les matériaux ou les substances, par exemple
1) les phénomènes dangereux dus aux produits qui sont utilisés dans l’appareil à laser (par exemple
des gaz laser, des colorants à laser, des solvants),
2) les phénomènes dangereux résultant de l’interaction entre le faisceau et le matériau (par exemple
fumées, vapeurs, particules, débris), les incendies ou les explosions,
3) les phénomènes dangereux dus aux gaz associés (voir, par exemple, 5.4.10) utilisés pour faciliter les
interactions laser-cible et aux fumées qui sont éventuellement générées; ces phénomènes
dangereux comprennent l’explosion, l’incendie, des effets toxiques et la raréfaction en oxygène,
4) les phénomènes dangereux dus à la fuite de liquides (par exemple un réfrigérant);
g) les phénomènes dangereux causés par des principes ergonomiques redondants dans la conception de
l’appareil à laser.
4.2 Phénomènes dangereux induits par des effets externes (perturbations)
Les conditions d’alimentation et l’environnement dans lequel l’appareil à laser fonctionne peuvent causer un
dysfonctionnement de l’appareil créant des conditions dangereuses et/ou rendant nécessaire l’intervention
d’une personne dans des zones dangereuses.
Des perturbations environnementales supplémentaires comprennent
a) la température,
b) l’humidité,
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ISO 11553-2:2007(F)
c) les chocs/vibrations externes,
d) les vapeurs, les poussières ou les gaz de l’environnement,
e) les interférences électromagnétiques,
f) la foudre,
g) une interruption/fluctuation de source de tension,
h) une compatibilité et une intégrité de matériel/logiciel insuffisantes,
i) des appareils à laser portatifs pouvant être séparés de la source de rayonnement (voir également
l’Annexe B),
j) le non-respect d’une spécification d’interface (comprenant les limites de puissance, les signaux de
commande).
4.3 Phénomènes dangereux supplémentaires associés à l’utilisation d’appareils à laser
portatifs
4.3.1 Locaux confinés
Les appareils à laser portatifs peuvent être utilisés dans des locaux confinés. Les phénomènes dangereux
peuvent être dus à
a) la concentration de substances dangereuses dans l’air du local,
b) l’enrichissement en gaz de traitement (azote, argon, hélium, oxygène) dans l’air du local,
c) la raréfaction en oxygène,
d) le courant électrique,
e) l’augmentation du phénomène dangereux des rayonnements par réflexion directe ou diffuse du
rayonnement laser,
f) l’augmentation du phénomène dangereux de franchissement d’une limite et de choc.
4.3.2 Travail en hauteur
Les appareils à laser portatifs peuvent être utilisés à des hauteurs au-dessus du sol ou d’une autre surface
porteuse. Les phénomènes dangereux sont
a) la chute d’objets,
b) la chute de l’utilisateur.
4.3.3 Effets environnementaux
Des phénomènes dangereux peuvent affecter directement l’utilisateur en raison des conditions
environnementales existantes. Cela s’applique particulièrement lorsque des machines à laser portatives sont
utilisées en extérieur.
Ces conditions comprennent les effets environnementaux suivants:
a) la température (froid/chaleur);
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ISO 11553-2:2007(F)
b) l’humidité (pluie, brouillard, grêle);
c) les effets mécaniques (vibrations, force du vent);
d) les effets électromagnétiques (foudre);
e) la visibilité (lumière du soleil, éclairage).
5 Exigences et mesures de sécurité
5.1 Exigences générales
Les machines doivent être conformes à l'ISO 12100-1 ou à l’ISO 12100-2 pour les phénomènes dangereux
qui ne sont pas couverts par la présente partie de l’ISO 11553.
Les fabricants doivent assurer la sécurité des appareils à laser portatifs par
a) l’identification des phénomènes dangereux et l’analyse du risque,
b) la mise en œuvre de mesures de sécurité,
c) la vérification des mesures de sécurité mises en œuvre,
d) la fourniture des informations appropriées à l’utilisateur.
Sur la base de l’identification des phénomènes dangereux (voir 5.2), des mesures de sécurité appropriées
doivent être intégrées dans l’appareil à laser portatif lors de la conception et de la fabrication.
Les exigences suivantes doivent être satisfaites:
⎯ chaque fabricant doit se conformer aux exigences et aux mesures de sécurité spécifiées dans le présent
article;
⎯ le fabricant d’un appareil à laser portatif est responsable de la conformité de l’appareil à laser portatif
complet aux exigences, y compris les composants associés (par exemple l’unité de manipulation, l’unité
laser).
Ces mesures s’appliquent à tous les phénomènes dangereux spécifiés dans l’Article 4 et reflètent les résultats
de l’analyse du risque et de l’évaluation du risque.
Il convient de prendre en compte les informations données dans les Annexes A et B.
5.2 Évaluation du risque
Une évaluation du risque doit être effectuée
a) pour toutes les phases de la «vie» de l’appareil à laser portatif (de manière appropriée); des exemples
sont présentés dans l’ISO 12100-1,
b) après chaque modification de l’appareil à laser portatif par la personne physique/morale responsable de
la modification.
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ISO 11553-2:2007(F)
Une évaluation du risque implique une identification des phénomènes dangereux, qui comprend, sans y être
limitée:
c) les phénomènes dangereux énumérés de 4.1 à 4.3;
d) les zones dangereuses, en particulier celles associées
1) au système laser,
2) au trajet/à la propagation de faisceau laser, au système de distribution de faisceau laser,
3) à la zone de traitement,
4) aux perturbations énumérées en 4.2.
Les résultats de l’évaluation du risque doivent être documentés de manière appropriée.
5.3 Mise en œuvre de mesures correctrices
5.3.1 Exigences générales
Les fabricants doivent assurer la sécurité des appareils à laser portatifs par
⎯ l’analyse des phénomènes dangereux et l’évaluation des risques;
⎯ l’intégration de mesures de sécurité;
⎯ la vérification des mesures de sécurité;
⎯ la fourniture des informations appropriées à l’utilisateur.
5.3.2 Protection contre les phénomènes dangereux du rayonnement laser
5.3.2.1 Généralités
La possibilité que des personnes soient exposées à des niveaux de rayonnement laser dépassant les limites
4
d’exposition maximale permise (EMP) pendant une exposition de 3 × 10 s, comme défini dans la CEI 60825-
1 et dans la CEI/TR 60825-14, doit être éliminée lors de l’utilisation.
Pour satisfaire à cette exigence, les exigences suivantes doivent être satisfaites:
a) Une évaluation du risque doit être réalisée.
b) Il convient d’éviter l’accès humain non autorisé à une zone dangereuse, par des contrôles techniques
indiqués dans la CEI 60825-1.
c) Si l’accès ne peut pas être évité, l’exposition supérieure à l’EMP oculaire doit être éliminée en utilisant
des contrôles techniques ou administratifs, y compris l’usage des équipements de protection individuelle.
1) La conception des dispositifs de protection, tels que des obturateurs, des protecteurs, des dispositifs
de dissipation de faisceau, des dispositifs de déclenchement et des dispositifs de dissuasion/blocage
doivent satisfaire aux exigences spécifiées dans la CEI 60825-1. En cas d’ambiguïté ou de
différence d’interprétation entre l’ISO 12100-1 et l’ISO 12100-2 et la CEI 60825-1, les deux
premières phrases de 5.3.2.1.1, de 5.3.2.1.2 et de 5.3.2.1.3 de l’ISO 11553-1:2005 doivent faire
autorité.
2) Le même dispositif de protection peut être utilisé pour assurer la protection simultanée contre
plusieurs phénomènes dangereux.
6 © ISO 2007 – Tous droits réservés
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ISO 11553-2:2007(F)
5.3.2.2 Protection durant le fonctionnement
La principale zone dangereuse est généralement la zone de traitement, mais la zone dangereuse doit être
définie en fonction de l’évaluation du risque. La zone dangereuse nominale (ZDN) définie dans la
CEI/TR 60825-14 ou l’espace volumétrique se situent là où la radiation laser peut être supérieure à l’EMP.
Dans la zone dangereuse, l’exposition humaine doit être limitée durant le fonctionnement à des intensités de
4
rayonnement laser non supérieures à l’EMP pendant une durée d’exposition de 3 × 10 s, en utilisant des
contrôles techniques ou administratifs, y compris l’usage des équipements de protection individuelle (par
exemple une protection locale utilisant une enceinte de protection ou la fourniture d’équipement de protection
personnelle) comme une protection oculaire et un vêtement.
5.3.2.3 Protection en cours d’entretien
Durant les modes opératoires d’entretien, l’accès du personnel à un rayonnement laser dépassant la limite
d’émission accessible (LEA) pour la Classe 1 est parfois inévitable. Durant l'entretien, il doit être garanti que
seules les personnes autorisées peuvent accéder à des zones exposées à des niveaux de rayonnement laser
qui dépassent les valeurs de LEA pour la Classe 1. Les appareils à laser doivent donc être conçus en
intégrant les mesures de sécurité appropriées en ce qui concerne les quatre situations suivantes, énumérées
par ordre de préférence.
1) L'entretien se produit hors des zones dangereuses.
2) L'entretien se produit dans des zones dangereuses dont l’accès est contrôlé de la même manière
que lors de la production (par exemple un couvercle verrouillé).
3) L'entretien est effectué dans une zone dangereuse (par exemple avec des protecteurs ouverts qui
sont normalement fermés durant la production), mais le rayonnement laser accessible ne dépasse
pas la LEA pour la Classe 1.
4) L'entretien se produit dans des zones dangereuses, par exemple parce que l’ouverture des
protecteurs (normalement fermés lors de la production) est nécessaire. Dans ce cas, le rayonnement
laser accessible dépasse la LEA pour la Classe 1.
Le fabricant doit indiquer la classe de rayonnement laser accessible et les modes opératoires de sécurité
recommandés pour chacune de ces situations (le cas échéant).
Lors de l'entretien d'appareils à laser portatifs, il convient de mettre à l'arrêt l'appareil à laser. Pour certaines
activités (par exemple le réglage) pour lesquelles cela n'est pas possible, il convient d’établir une zone
dangereuse oculaire nominale.
5.4 Exigences de conception
5.4.1 Conception
La conception des appareils à laser portatifs doit être conduite conformément à des principes ergonomiques.
5.4.2 Enceinte de protection
Les exigences de conception techniques pour l'enceinte de protection doivent être déterminées sur la base de
l'analyse des risques.
5.4.3 Dispositif de contrôle d'autorisation
Pour les appareils à laser portatifs raccordés à un appareil à laser externe par l'intermédiaire d'un système de
distribution de faisceau, un dispositif technique pour la prévention de fonctionnement non autorisé (par
exemple un commutateur à clé) doit être disposé au niveau de l'appareil à laser portatif ou à proximité
immédiate de l'appareil à laser portatif.
© ISO 2007 – Tous droits réservés 7
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ISO 11553-2:2007(F)
5.4.4 Dispositif d'avertissement d'émission
Pour les appareils à laser portatifs, les dispositifs d'avertissement de rayonnement suivants doivent être
disposés dans le champ de vision de l'opérateur:
Indicateur de laser prêt:
⎯ chaque appareil à laser portatif doit comporter un indicateur de laser prêt, par exemple une diode
électroluminescente (LED).
Dispositif indicateur d'émissions laser:
⎯ en plus de l'indicateur de laser prêt, chaque appareil à laser/appareil à laser portatif doit être pourvu d'un
dispositif indicateur optique et/ou sonore, qui signale des émissions de rayonnement laser supérieures à
la Classe 3R, par exemple une diode électroluminescente (LED).
Les dispositifs d'avertissement doivent également être clairement visibles en cas de port de protection
oculaire personnelle (protecteurs oculaires contre le laser).
5.4.5 Laser de pointage
La puissance du faisceau laser de pointage (le cas échéant) ne doit pas dépasser les valeurs de LEA pour la
Classe 2 en sortie du faisceau. La section transversale du faisceau du laser de pointage doit avoir une
position définie par rapport au laser de traitement.
5.4.6 Dispositifs de sécurité pour rayonnement laser à balayage
Les exigences pour les dispositifs de sécurité pour un rayonnement laser à balayage doivent être déterminées
par l'analyse des risques. Les zones dans lesquelles le rayonnement peut dépasser les valeurs de LEA pour
la Classe 1 doivent être appelées zones dangereuses oculaires nominales.
NOTE Pour les dispositifs à laser portatifs dans lesquels le laser passe librement entre l'ouverture de sortie de
faisceau et la cible n'est pas fermée, il convient de restreindre la propagation du faisceau en terme de degrés de liberté
(ou de l'angle solide traversé par le faisceau laser) dans la mesure nécessaire pour un fonctionnement normal. Cela peut
être effectué au niveau du logiciel ou du matériel. Il convient que les degrés de liberté soient également limités par des
dispositifs (écrans à proximité de la sortie de faisceau, protecteurs antilaser) qui suppriment la propagation de faisceau
dans des directions spatiales spécifiques.
Une performance minimale dans le cas où le faisceau sort de l'angle solide traversé prévu est que l'obturateur
de traitement laser doit être fermé.
5.4.7 Commande d'arrêt d'urgence
Une commande d’arrêt d’urgence est exigée. La commande d'arrê
...
Questions, Comments and Discussion
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