Безопасность эксплуатации промышленных роботов

Автоматизация производства позволяет сократить ручной неквалифицированный труд и повысить уровень условий труда. Более совершенным этапом комплексной автоматизации производства является:

- промышленные роботы (ПР)

- роботизированные технологические комплексы (РТК)

- роботизированные технологические участки (РТУ)

- гибкие производственные системы (ГПС)

Такие системы избавляют оператора от тяжелой физической работы, но труд его остается утомительным, т.к. растут психофизиологические нагрузки в связи с требуемой концентрацией внимания, с большим числом движений управляющей рукояткой.

Общие сведения о роботах.

Роботы могут быть:

- стационарные

- подвижные.

Изготовляться в трех вариантах:

- напольный

- подвесной

- встроенный

Составными частями промышленных роботов являются:

- исполнительные устройства (устройство передвижения + манипулятор)

- рабочий орган

- устройство управления

Устройство передвижения:

- колесная

- на гусеничном ходу

- на механических ногах

- монорельсовая

- тельферная

Манипулятор – многозвенный шарнирный механизм с заданным числом степеней подвижности, заканчивающийся рабочим органом.

Рабочий орган выполняется:

- в виде захватного устройства (механический, магнитный, вакуумный)

- в виде рабочего инструмента (сварочные клещи с электродом, сборочный инструмент)

Устройство управления предназначено для формирования и выдачи исполнительному устройству команд в соответствии с управляющей программой. Устройство управления включает в себя:

- пульт управления

- ЗУ

- ВУ

- блоки управления приводами манипулятора

- устройство передвижения

С позиции охраны труда, роботы характеризуются следующими важными показателями:

1. Рабочее пространство промышленного робота – часть пространства в котором может оказаться робот в процессе эксплуатации, манипулируя и передвигаясь

2. Рабочая зона – пространство, в котором может оказаться рабочий орган при его функционировании

3. Зона обслуживания промышленных роботов – пространство в котором робот выполняет свои функции в соответствии с установленной программой

4. Скорость передвижения

- при обслуживании различных металлообрабатывающих станков

- при штамповке, ковке, сварке

Промышленные роботы нашли применение:

- при штамповке, ковке, сварке

- для транспортировки заготовок

- в сборочном производстве

- в окрасочном производстве

Основные причины травматизма при эксплуатации ПР, РТК, РТУ

1. Организационные причины

2. Технические причины

3. Психофизиологические причины

К организационным относятся:

1 нарушение требований эргономики и безопасности труда при планировке РТК и РТУ (неправильное размещение оборудования, роботов, пультов управления, не учет габаритов безопасности, пересечение трасс следования оператора и ПР)

2 Недостаточная обученность и подготовленность оператора к работе с роботами

3 Нарушение оператором эксплуатации роботов, их ремонта и наладки:

- вход в рабочую зону

- превышении грузоподъемности ПР

- ремонт без отключения питания

- неиспользование индивидуальных средств защиты

- отсутствие надзора при обучении

К техническим причинам относится:

1. Ненадежная работа ПР – неисправность собственно ПР из-за нарушения его механической прочности, кинематики, а так же отказов управления

2. Недостаточный учет состояния производственной среды, требующей пылезащитного / вибробезопасного исполнения, что снижает надежность и безопасность труда при эксплуатации ПР

3.Ошибки программирования и настройки. В следствии таких ошибок возможны:

- непредвиденные движения манипулятора и рабочего органа с выходом из огражденной зоны

- перегрузки (захват груза) большего веса, которые приводят к механическом повреждениям ПР

- возможные потери объекта манипулирования и др.

4. Отсутствие или неправильная работа средств защиты, которыми должны оборудоваться ПР и их рабочие зоны, тем самым возможны:

- неожиданное появление человека в рабочем пространстве (зоне)

- не исключается возможность травмирования человека при внезапном отключении питания

- допускаются ошибочные действия оператора, особенно во время отладки и ремонта

- не исключается возможность возникновения аварийных ситуаций из-за отсутствия четкой информации у оператора

5 отсутствие и недостаточная механизация операций транспортирования заготовок, разгрузка накопителей, удаления стружки и т.д.

К психофизиологическим факторам можно отнести:

- физические (вероятнее всего статическая перегрузка)

- острая эмоциональная напряженность оператора

На состояние оператора влияет:

- автоматичность действий

- одновременные действия ПР по нескольким координатам

- высокие скорости перемещения исполнительных устройств

- неудовлетворительная планировка РТК

- неудовлетворительная планировка пульта управления

- большой объем поступающей к оператору информации

Особенно действия названных факторов сказываются при увеличении в составе РТК количества ПР до 3-4 единиц обслуживаемых одним оператором.

Т.о. анализ рассмотренных причин травматизма показывает, что к достижению безопасности (этой всей фигни) необходимо подходить комплексно.

- на стадии проектирования, изготовления и испытания

- при организации РТК РТУ и в процессе эксплуатации

Недоучет или пренебрежение указанными выше причинами могут приводить к авариям или профессиональным психическим заболеваниям.

Основные требования безопасности к конструкции ПР.

1. Обязательное защитное исполнение ПР, предназначенное для эксплуатации вне благоприятных условиях среды (пыль, пониженная или повышенная температура, взрыво- и пожароопасная среда, вибрация и т.д.)

2. Правильный выбор конструкции рабочего органа: следует применять такие захватные устройства, которые должны обеспечивать удержание объектов манипулирования при внезапном отключении питания.

3. Оснащение ПР регуляторами скорости перемещения исполнительных устройств.

4. ПР должны быть оснащены средствами защиты: следует применять такие захватные устройства, которые должны обеспечивать удержание объектов манипулирования при внезапном отключении питания.

Защитная блокировка срабатывает:

- попадание человека в запрограммированную рабочую зону ПР

- наличие препятствия на пути ПР или рабочего органа

- силовое воздействие на захватное устройство, величина которого превышает запрограммированную

-выход манипулятора за пределы запрограммированной рабочей зоны.

О сигнализирующих устройствах.

В конструкции ПР и роботизированной системе должны предусматриваться сигнализации трех типов:

- оперативная

- предупредительная

- опознавательная

Оперативная сигнализация должна поступать на пульт управления и давать информацию:

- о готовности ПР к движению при исполнении управляющей программы

- о начале движения исполнительных устройств

- о режиме работы (автомат, полуавтомат, ручной)

- о срабатывании блокировок

- о причинах сбоя (остановок) в работе ПР

Предупредительную сигнализацию необходимо использовать для:

- оповещения о возникновении опасности

- опережения включения оборудования или подачи напряжения

Опознавательная сигнализация, цветовое оформление должны соответствовать ГОСТ 12.4.026-80 «Цвета сигнальные и знаки безопасности».

5. Система управления ПР должна иметь устройство аварийного останова, срабатывающего по команде оператора. Они располагаются:

- на ПР

- на пульте

- на протяженных автоматизированных линиях

Органы аварийного останова следует располагать на расстоянии не более 4 м друг от друга.

6. Органы управления и средства отображения информации должны быть расположены на панели стационарного пульта управления.

Основные требования к организации….

1. Планировка РТК и участков должна обеспечивать свободный и безопасный доступ обслуживающего персонала к элементам при программировании, обучении, наладке и ремонте:

а) ширина прохода между смежными автоматизированными линиями должна быть не менее 800 мм, автоматизированная линия обслуживается с двух сторон, должна быть оборудована переходными мостками

б) при планировке РТК, РТУ необходимо исключать пересечения трасс следования операторов и движения исполнительных устройств

2. При организации РТК необходимо предусматривать средства максимальной механизации вспомогательных трудоемких операциях.

Соблюдение требований к механизации вспомогательных устройств обеспечивает оптимальную физическую нагрузку и оставляет за ним функцию управления и контроля.

3. РТК или участок оборудуется блокирующими устройствами. Их назначение – обеспечивать отключение РТК, РТУ в следующих случаях:

- при технических неполадках

- при входе человека в зону РТК, РТУ

4. РТК и РТУ необходимо ограждать и обозначать цветами и знаками безопасности. Их назначение – исключить возможность случайного попадания человека в опасную зону РТК, РТУ или рабочее пространство.

Требования к ограждениям:

- не должны затруднять визуальный контроль оператора за работой РТК, РТУ

- оградительное устройство должно обеспечивать вход оператора в огражденную зону только через предназначенные для этой цели проемы

В качестве блокировок используют:

- светозащита, фотоэлемент

- дверной проем с датчиками

- входная дверь с цифровым замком

5. При организации РТК, РТУ должны соблюдаться требования к организации рабочего места оператора.

Рабочим местом оператора являются пульт управления, один или несколько.

Общие требования к безопасности эксплуатации РТК

1. К работе по обслуживанию допускаются лица, прошедшие мед. свидетельствование

2. Основным руководством по безопасности эксплуатации РТК и РТУ является инструкция по безопасности труда, разработанная и утвержденная в соответствии с требованиями нормативных документов.