前言

　　本標準的第5章、第6章、第7章、第8章為強制性的，其余為推薦性的。

　　本標準等效采用了ISO 11553：1996《機械安全 激光加工機械 安全要求》，結合國內具體情況，有以下幾點改變：

　　1． 在標準的技術要素方面，刪去了原標準的附錄A“防護裝置”，因為其內容包含在根據IEC國際標準IEC 60825-4：1997《激光產品的安全 第4部分：激光防護裝置》制定的另一個國家標準中。

　　2． 在標準的概述要素方面，刪去了原標準的引言，因為該引言說明的是歐洲機械安全標準的情況，與本標準技術內容關系不大，故將其刪去；同時將引言中有關適用范圍的部分移至第1章“范圍”中。

　　3． 在標準的一般要素方面，根據國內具體情況，將標準名稱修改為《激光加工機械 安全要求》；將原“引用標準”一章中所列的標準修改為相應的國家標準。因此，在本標準的正文中有關的地方在文字敘述上都做了相應的修改。

　　4． 在標準的修充要素方面，刪去了原提示的附錄D：“參考文獻”。

　　本標準的附錄A和附錄B是提示的附錄。

　　本標準由中國機械工業聯合會提出。

　　本標準由北京光電技術研究所歸口。

　　本標準負責起草單位：國家激光器件質量監督檢驗中心；參加起草單位：北京光電技術研究所、北京吉普汽車有限公司。

　　本標準主要起草人：王世孝、吳愛平、盧永紅、李嚴。

　　ISO前言

　　國際標準化組織（ISO）是各國家標準組織（ISO成員）的世界性聯合體。國際標準的制定工作一般是由ISO技術委員會完成的。每一個成員組織只要對技術委員會確定的項目感興趣，都有權派代表參加該技術委員會。與ISO有聯系的國際組織、政府機構與非官方組織，也可參與其工作。在電工標準化的所有方面，ISO與國際電工委員會（IEC）進行密切的合作。

　　為技術委員會所采納的國際標準草案要分發給各成員組織以便投票表決。在投票的成員團體中至少得有75%的成員投贊成票，該草案才可作為國際標準出版。

　　國際標準ISO 11553是由ISO/TC 172：“光學與光學儀器”中的SC9：“光電系統”，歐洲標準化委員會CEN/TC 123：“激光器和激光有關的設備”以及IEC/TC 76：“激光設備”合作共同制定的。

　　附錄A 是本標準的一部分。附錄B、附錄C和附錄D是提示的附錄。

　　1 范圍

　　本標準提出了有關激光加工機械的危險，規定了與輻射危險及被加工物料危險有關的安全要求，并規定了這類設備的制造者應該提供的資料。

　　本標準適用于用激光對材料進行加工的機械。

　　本標準不適用于特意為下列應用制造的激光產品或者包含激光產品的設備：

　　——照相平板印刷術（photolithography）；

　　——立體光刻照相術（stereolithography）；

　　——全息術（holography）；

　　——醫學應用（medical applications（per IEC 60601-2-22））；

　　——數據存儲（date storage）。

　　2 引用標準

　　下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。

　　GB 2893—1982 安全色

　　GB 2894—1996 安全標志（neq ISO 3864：1984）

　　GB/T 5226.1—1996 工業機械電氣設備 第一部分：通用技術條件（eqv IEC 60204-1：1992）

　　GB 7247—1995 激光產品的輻射安全、設備分類、要求和用戶指南（idt IEC 60825：l984）

　　GB/T 15706.1—1995 機械安全 基本概念與設計通則 第1部分：基本術語、方法學（eqv ISO/TR 12100-1：1992）

　　GB/T 15706.2—1995 機械安全 基本概念與設計通則 第2部分：技術原則與規范（eqv ISO/TR 12100-2：1992）

　　IEC 60825-4：1997 激光產品的安全 激光防護裝置

　　3 定義

　　本標準采用GB/T 15706.1—1995、GB 7247—1995的定義及下列定義。

　　3．1 機械

　�。�機器）machine

　　由若干個零、部件組合而成，其中至少有一個零件是可運動的，并且有適當的機械致動機構、控制和動力系統等。它們的組合具有一定的應用目的，如物料的加工、處理、搬運或包裝等。

　　3．2 激光加工機 laser processing machine

　　包含有一臺或多臺激光器，能提供足夠的能量/功率使至少有一部分工件融化、氣化，或者引起相變的機械（機器），并且在準備使用時具有功能上和安全上的完備性。

　　3．3 （預防性）維護（preventive）maintenance

　　為了保證產品預定的性能，在給用戶的文件資料中所規定的調整或者程序的執行，這些調整或程序是要由用戶來完成的。

　　注：例如包括消耗品的再補充與清潔。

　　3．4 制造者manufacturer

　　裝配激光加工機的個人或者組織。如果激光加工機是進口的，則進口商承擔制造者的職責。負責調整、改進加工機的個人或者組織也被看作是制造者。

　　3．5 改進modification

　　使激光加工機能以不同于原設計的方式加工物料的改造，或使激光加工機能對不同于原設計加工對象的物料進行加工的改造，或者影響激光加工機安全性能的改造。

　　3．6 加工區process zone

　　激光光束與工件物料相互作用的區域。

　　3．7 生產production

　　激光加工機按設計被使用的階段，這包括下述操作：

　　——裝入與卸下要加工的部件/或物料；這一操作或全自動，或半自動，或者是手動的；

　　——加工；在加工過程中只有激光光束工作，或者激光光束與其他器具共同工作。

　　3．8 檢修service

　�。ü收蠙z修）（corrective maintenance）

　　在制造者檢修說明書中所陳述的調整或其程序的執行，它可能會影響產品的性能。

　　注：例如包括故障診斷、設備拆開與修理。

　　3．9 組件subassembly

　　激光加工機固有性能所要求的組成部分。按照GB 7247，一個組件可能屬于一個激光類別。

　　3．10 工件workpiece

　　預定要加工的物料；激光光束的目標靶。

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　　4 危險

　　本章概述了用激光加工物料時有關的各種危險。

　　4．1 固有的危險

　　激光加工機可能導致下列危險（見GB/T 15706.1）：

　　a） 機械危險；

　　b） 電氣危險；

　　c） 噪聲危險；

　　d） 熱危險；

　　e） 振動危險；

　　f） 輻射危險；例如包括：

　　——直射或反射的激光光束導致的危險；

　　——離子輻射導致的危險；

　　——由例如閃光燈、放電管或射頻源發出的伴隨輻射（紫外、微波等）導致的危險；

　　——因光束作用使目標靶發出二次輻射（其波長可能不同于該光束波長）導致的危險。

　　g） 材料和物質導致的危險；例如包括：

　　——激光加工機使用的制品（例如激光氣體、激光染料、激活氣體，溶媒等）導致的危險；

　　——光束與物料相互作用（例如煙、顆粒、蒸氣、碎塊等）導致的危險；

　　——火災或爆炸；

　　——用于促進激光與靶相互作用的氣體（見5.3.3）及其產生的煙霧導致的危險；這包括爆炸、火災、中毒和氧缺乏。

　　h） 機器設計時忽略人類工效學原則而導致的危險。

　　4．2 外部影響（干擾）造成的危險

　　激光加工機的工作環境及其電源狀態可能使加工機工作不正常而導致危險狀態，有必要讓人進入其危險的加工區。

　　環境干擾另外還包括：

　　——溫度；

　　——濕度；

　　——外來沖擊/振動；

　　——周圍的蒸氣、灰塵或其他氣體；

　　——電磁干擾/射電頻率干擾；

　　——斷電/電壓起伏；

　　——不能勝任的硬件/軟件的兼容性與完整性。

　　4．3 本標準涉及的危險

　　只有輻射導致的危險，以及激光與物料相互作用導致的危險才是本標準要論及的危險。有關其他危險的資料見附錄A。

　　5 安全要求與措施

　　5．1 一般要求

　　制造者應該保證激光加工機的安全性能，或者給出有關加工機的：

　　——危險鑒別與分析；

　　——安全措施的實施；

　　——安全措施的確認與驗證；

　　——為用戶提供適當的資料。

　　根據對危險的鑒別（見5.2），在激光加工機設計與制造階段就應把適當的安全防護措施包含進去。

　　下述要求應該給予滿足：

　　a） 每一個制造者都應該遵守本章規定的安全要求與防護措施；

　　b） 安裝人員應該對激光加工機——包括組件——的整體一致性負責；

　　注：即使制造者與顧客/用戶是同一法人實體，這些要求也適用。

　　這些措施應該考慮到第4章所列的每一種危險，危險分析的結果及其資料見附錄A和附錄B。

　　5．2 風險評價

　　風險評價應該在下列情況下進行：

　　a） 激光加工機從設計制造、應用到維護檢修的各個階段，見GB/T 15706.1；

　　b） 負責改進的人員或組織對加工機進行每一次改進之后。

　　風險評價包括但不局限于下述內容：

　　a） 在4.1和4.2中列出的危險；

　　b） 危險區，特別是與激光系統、激光光束路徑、光束傳輸系統、及加工區有關的那些區域；

　　c） 在4.2中列出的“干擾”。

　　風險評價的結果應該及時地用文件表示出來。

　　5．3 修正措施的實施

　　安全防護措施，正如5.3.1~5.3.3所規定的，應該在激光加工機設計與制造階段就包含進去。

　　5．3．1 激光輻射危險的防護

　　5．3．1．1 概述

　　在生產期間（不管正常與否），應該排除人員受到1級可達發射極限（AEL）以上激光輻射照射的可能性。維護時則應該避免人員受到3A級可達發射極限（AEL）以上激光輻射的照射。

　　為了做到這一點，應該符合下列要求：

　　a） 應該采取工程上的措施，如GB 7247和GB/T 15706所規定的，以防止人員未經許可就進入危險區。

　　b） 如果在加工機運轉的同時人員不得不在危險區內停留（例如檢修期間），則該加工機應該裝備有能直接控制加工機運行、光束方向和光束擋塊的裝置。

　　c） 保護裝置，像光閘、擋板、光束耗散器件、自動停機機構、阻滯器件等，其設計應該符合GB 7247和GB/T 15706的規定要求。如果這兩個文件的要求含義模糊或者有差別，則上述a）和b）的要求是具有決定性的。

　　d） 一個保護裝置，或者同一保護裝置可以用來對一種以上的危險同時提供保護。

　　另外，要求c）中的保護裝置還應符合IEC 60825-4規定的要求。

　　5．3．1．2 生產期間的防護

　　主要危險區通常是加工區。

　　在正常生產期間，當激光輻射超過1級AEL時，應該有一個或多個防護裝置防止人員進入加工區。

　　危險分析應該說明要采用的防護是哪一種類型的，是局部保護還是外圍保護。

　　局部保護是使激光輻射以及有關的光輻射減小到安全量值的一種防護方法——例如借助于固定在工件上光束焦點附近的套管或小塊擋板——而不用把工件、工件支架和/或加工機運動系統全封閉起來。

　　外圍保護是通過一個或多個遠距離擋板（例如保護性圍欄）把工件、工件支架以及加工機，通常是大部分的運動系統封閉起來，使激光輻射以及有關的光輻射減小到安全量值的一種防護方法。保護的種類取決于幾個因素，例如：

　　——光束相對工件的傳輸方向（固定的或可變的）；

　　——激光加工機的工作類型（切割、焊接、表面改性等）；

　　——待加工工件的材質、形狀及表面狀態；

　　——工件支架；

　　——加工區的能見度。

　　5．3．1．3 檢修期間的防護

　　在檢修期間，人員有時會不可避免地接近1級AEL以上的激光輻射。所以，應該根據下述四種情況（按所列先后順序考慮）進行激光加工機的設計并提供適當的安全保護措施：

　　a） 在危險區外面進行檢修；

　　b） 在危險區里面進行檢修，用和生產期間相同的方式控制接近（如聯鎖的防護罩）。

　　c） 在危險區里面進行檢修而可能接近不超過1級AEL的激光輻射（例如把生產期間正常封閉的防護裝置打開）。

　　d） 在危險區里面進行檢修，例如應該打開生產期間正常封閉的防護裝置，這時，可能接近超過1級AEL的激光輻射（見5.3.1.1b）。

　　制造者應該說明可能接近的激光輻射的級別，并就每一種情況（若適宜）的安全保護方案提出建議。

　　5．3．1．4 培訓、規劃和方案驗證期間的防護。

　　在培訓、規劃和方案驗證期間應避免人員接近3A級AEL以上的激光輻射。如果不能滿足這一條件，則應該符合檢修期間的防護要求。

　　5．3．2 控制裝置與控制電路

　　控制裝置與控制電路應該符合GB/T 5226.1的要求。

　　5．3．2．1 啟動/停機開關

　　激光加工機停機開關應該能使加工機停機（致動裝置斷電），同時，或者隔離激光光束，或者不再產生激光光束。激光器停機開關應該能使激光光束不再產生。

　　對于激光系統和加工機的其余部分，可以使用各自獨立的控制裝置。

　　5．3．2．2 緊急終止開關

　　緊急終止開關應該符合GB/T 5226.1的要求。

　　緊急終止開關應該能同時：

　　——使激光光束不再產生并自動把激光光閘放在適當的位置；

　　——使加工機停機（致動裝置斷電）；

　　——切斷激光電源并釋放儲存的所有能量。

　　如果幾臺加工機共用一臺激光器且各加工機的工作彼此獨立無關，則安裝在某一臺加工機上的緊急終止開關應該像上述要求那樣工作，或者

　　——使有關的加工機停機（致動裝置斷電），同時

　　——切斷通向該加工機的激光光束。

　　5．3．2．3 聯鎖控制裝置和防護控制裝置

　　在防護裝置被打開或被移動，或者安全聯鎖裝置失效時，加工機應該不能自動運行工作。如果加工機的設計要求在一個或多個防護裝置被打開（正常生產時是閉合的），并且對加工機致動裝置供電情況下，能臨時執行某些程序，則提供的工作方式應該能使那些防護裝置無效。

　　選擇的工作方式應該：

　　a） 是用可鎖定方式的選擇器；

　　b） 能自動隔離激光光束；

　　c） 能防止加工機自動運行。

　　可以將一個用鑰匙操縱的開關用作方式選擇器。

　　在帶有安全聯鎖裝置（可失效的）的可拆卸觀察板上的分立式聯鎖超控*機械裝置應該符合GB 7247的有關要求。

　　所選定的工作方式應該用信號清晰地表示出來。在工作方式選定之后，應該在檢修時能使光束的隔離無效（即“打開”光閘）。

　　注*：超控是使安全聯鎖暫時失去作用的措施。

　　5．3．2．4 隔離激光光束的措施

　　激光光束的隔離應該通過截斷無束和或使激光光束偏離來實現，以防止激光光束進入光束傳輸系統。

　　實現光束隔離應該用一個位于激光器內的或能立即移出激光器的失效安全的激光光束擋塊（光閘）。光束擋塊處在閉合位置上時應該有一個指示器給予說明（即防止光束射出）。

　　應該提供一簡便易行的方法使擋往光路的光束擋塊鎖定，為此允許使用鑰匙開關。

　　在下述情況下可由加工機制造者提供附加的光束擋塊；

　　a） 沿著光路（光束傳輸系統）有維護區或者清潔區時；

　　b） 一臺激光器有多個光路，人員需要進入其中一個光路而光束要沿其他光路傳輸時。

　　5．3．2．5 人員位于危險區內時的保護裝置。

　　如GB/T 15706.2—1995中4.1.4所述，對于人員應該停留在危險區內（生產情況除外）的情況，加工機應該提供能控制致動系統及激光光束發射的裝置，而且要由位于危險區內的人員操縱。這種裝置應該符合下列要求：

　　——該裝置應該有一手持式控制開關，它斷開時能防止人員接近3A級AEL以上的激光輻射；

　　——在用該裝置進行控制時，加工機致動系統及激光光束的發射應該完全只由此裝置控制；

　　——若通過門可以進入危險區，則應該在這些門都關好以后才能用該裝置啟動激光發射；。

　　5．3．3 由材料和物質產生的危險的防護

　　制造者應該使顧客或用戶了解加工機能加工哪些物料。制造者應該提供適當的方法來收集煙霧與這些物料散在空氣中的顆粒。制造者還應該提供這些物料的限值以及這些物料在加工過程中產生的煙霧和顆粒物的極限值。

　　注：安全地清除加工機產生的煙霧及顆粒物，以達到地區的、國家的或標準規定的極限值的要求，是顧客或用戶的職責。

　　應該對用于促進激光與工件相互作用的輔助氣體（如氧氣）及其產生的煙霧所造成的危險給予適當的考慮。有關的危險包括爆炸、著火、有毒影響、氧過剩及氧缺乏。

　　其他內容見附錄A。

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　　6 安全要求與措施的檢驗

　　是否符合本標準的要求，特別是那些有關防護裝置與控制裝置的定位要求，應該目測檢驗予以確認。

　　控制裝置是否功能正常，應該按制造者規定的試驗方法進行檢驗。

　　有關激光輻射量值的檢驗方法應該符合GB 7247—1995第9章的規定*。

　　* 在GB 7247—1995修訂為新版之前，這部分內容請參閱GB/Z 18461—2001《激光產品的

　　安全 生產者關于激光輻射安全的檢查清單》附錄C（標準的附錄）。

　　7 給用戶的資料

　　在GB 7247、GB/T 5226.1和GB/T 15706的要求之外，還應該符合下述要求：

　　a） 制造者應該提供適當的與安全有關的文件和數據，包括顧客/用戶正確維護檢修的方法。

　　b） 制造者應該告知用戶，把加工機產生的煙霧與顆粒物清除掉是用戶的職責。

　　c） 制造者應該提供可加工物料的限值以及這些物料在加工過程中產生的煙霧和顆粒物的極限值。制造者還應該提供有關煙霧和顆粒物清除設備的一般資料。

　　d） 制造者應該為用戶提供安全方面適當有效的培訓。

　　e） 制造者應該通過在使用說明書和/或操作手冊中提供醒目的警告說明建議用戶了解各種潛在的危險。

　　在使用說明書和/或操作手冊中宜考慮包含下列內 容：

　　1） GB 7247規定的對主要激光輻射的防護措施。

　　最低要求：在可能受到3B和4類激光產品的輻射照射時，應該配戴適用于其激光波長與激光功率的防護眼鏡。

　　2） 某些工作，例如焊接，可能產生較強的紫外輻射和可見輻射。

　　最低要求：在可能受到這類一輻射照射時，應配戴適當的防護眼鏡（如焊接面罩）。

　　3） 絕大多數物料在加工時都會產生煙霧和顆粒物。在加工金屬時會產生重金屬蒸氣。這些蒸氣能傷害人體的器官與組織。在加工塑料時可能產生有毒的或致命的副產品。

　　最低要求：在進行這類加工之前。

　　——應熟悉待加工的物料，了解會產生什么樣的副產品，評價它們對健康的影響，并確定必要的防護措施。

　　——采用適當的措施防止或控制有害的影響；這類措施通常會要求可靠地排除加工區的煙霧并將其凈化到符合要求以后再排放到遠離人員的大氣中。

　　——就有關的危險以及采取的保護措施對操作人員進行培訓。

　　——必要時，監測操作人員受到的照射，并采取適當方式監視他們的健康狀況，使之符合地方法規的要求。

　　——向有關的管理機構咨詢，了解在把氣體排放到大氣之前必須要符合的國家和/或地方法規。

　　4） 用來驅動激光器及其輔助設備的電壓/電流是有危險的。其電源可能包含有電容器組，在設備切斷電源以后，它還可能要持續一段時間才能放完電。

　　最低要求：在維修電源時應遵循電氣安全操作法規。

　　8 標記

　　應該遵守有關標記的地方法規或區域法規。

　　加工機應該固定有標記，說明：

　　——激光加工機制造者的名稱和地址；

　　——激光加工機的制造日期；

　　——激光加工機的類型和編號（若適宜）。

　　標記應該滿足下列要求：

　　——激光輻射警告標記的顏色、尺寸及印制型式應符合GB 7247的規定；

　　——除GB 7247對標記的要求以外，激光加工機在安裝固定以后，應該具有其他有關的注意事項和警告標志（例如：“本加工機可能產生有毒的煙霧/顆粒物”）。該標記的大小和位置應能使危險區外面的人員不會經受到第4章列出的各種危險就能看到。

　　標記的顏色、尺寸及印制型式應符合GB 2893和GB 2894的規定要求。

　　附錄A

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可能的危險

　　A1 加工副產物舉例

　　下面列舉了用激光進行加工時常見的副產物。

　　這些例子僅供參考，并不全面。

　　A1．1 陶瓷加工

　　三氧化二鋁Al2O3，鎂Mg，鈣Ca與硅Si的氧化物；氧化鈹BeO（劇毒）。

　　A1．2 硅片加工

　　浮在空氣中的硅Si及氧化硅的碎屑（可能吸進肺葉，能引起矽肺�。�。

　　A1．3 金屬加工

　　從醫學觀察點來看，至少下列金屬及其化合物是有影響的：錳Mn，鉻Cr，鎳Ni，鈷Co，鋁Al，鋅Zn，銅Cu，鈹Be，鉛Pb，銻Sb。

　　醫學方面的影響如下所述：

　　有毒 Cr+6，Mn，Co

　　過敏反應，金屬煙霧和引起發燒 Zn，Cu

　　肺纖維化 Be

　　致癌 Cr+6，NiO

　　金屬鈹是很危險的，尤其是在大氣中切割合金或含鋅的金屬時會產生重金屬煙霧。

　　A1．4 塑料切割

　　在切割塑料時可能會產生各種各樣具有潛在危險的物質。溫度比較低時產生脂肪族烴，而溫度較高時則會使芳香族烴（像苯，PAH）和多鹵多環類烴（例如二氧芑，呋喃）增加。其中某些物質可能產生氰化物，異氰酸鹽（聚氨酯），丙烯酸鹽（PMMA），和氧化氫（PVC）。

　　醫學方面的影響有：

　　——有毒：氰化物，CO，苯的衍生物；

　　——過敏源/刺激物：異氰酸鹽，丙烯酸鹽；

　　——呼吸道刺激：甲苯、丙烯醛，胺類；

　　——致癌：苯，某些PAH物質。

　　A1．5 金屬焊接

　　與金屬切割相比，產生的總煙霧量要低。預計可能會產生重金屬蒸氣。

　　見A1．3。

　　A1．6 表面改性

　　一般地說不會產生什么值得注意的副產物，有時也會產生重金屬蒸氣。

　　A1．7 低溫焊接與釬焊

　　預計可能會產生重金屬蒸氣，焊劑蒸氣及其副產物。

　　A1．8 切割紙和木材

　　一般的纖維素副產物，酯類，酸類、乙醇，苯等。

　　A2 二次輻射危險舉例

　　二次輻射危險包括焊接區、激光合金化或熔覆區的光輻射，它會引起：

　　——聚合物降解和有毒煙霧氣體的產生，尤其是臭氧。

　　——可燃性物料造成的火災或爆炸的危險。

　　——等離子體發出的χ射線。

　　——紫外輻射與強烈可見光的發射對人形成的危險。

　　——燒穿或燒毀激光加工頭的冷卻水、工作氣體管路，以及傳感器的導線，造成元件損毀或機械事故的危險。

　　A3 機械危險舉例

　　A3．1 機械運動部件

　　A3．2 機械手或機器人

　　機械手或機器人可能會把防護罩打穿一個孔，可能損壞激光器或激光傳輸系統，還可能會使激光光束指向操作人員/周圍圍墻/觀察窗孔。

　　A4 電氣危險舉例

　　A4．1 首要的危險

　　可能出現的高壓，儲存的能量，大電流。

　　A4．2 次要的危險

　　在極高電壓下無屏蔽元件產生的臭氧或χ射線。

　　A5 設計不完善舉例

　　有關聯鎖開關，開關件，聯鎖線路，氣體管線與氣體閥門的粗劣設計和配置。

　　布線和氣體管線對激光輻射的不適當防護。

　　附錄B

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其他危險的防護

　　本附錄列出了有關激光以外的危險，這些危險也很有必要給予考慮。這里列出的危險并不全面。

　　GB/T 15706的要求適用于所有這里列出的危險。

　　B1 機械方面的危險

　　參見有關機械安全的標準。

　　B2 電氣方面的危險

　　參見有關工業機械電氣設備安全方面的標準。

　　B3 熱方面的危險

　　參見有關機械安全的標準。

　　B4 噪聲

　　參見有關聲學、噪聲測量方面的標準。

　　B5 振動

　　參見有關的標準。

　　B6 硬件/軟件兼容性和完整性

　　專用要求可適用。

　　B7 二次輻射的防護

　　參見有關的標準。