litceysel.ru
добавить свой файл
1
Министерство Образования Украины


Сумский Государственный Университет


Реферат


По предмету :Охрана труда.


На тему :”Особенности безопасной работы на робототехнических комплексах.


Выполнил Кукса Д.Б.

Проверил Денисенко А.Ф.


Сумы 2000

По мере ускорения темпов развития научно-техниче­ского прогресса, усложнения технологических процессов и технических средств проблемы обеспечения безопасности производственных процессов становятся все более акту­альными и труднореализуемыми на практике. Эти про­блемы сегодня относятся к числу наиболее серьезных комплексных проблем современности. Убедительным до­казательством этого служат многочисленные факты произ­водственного травматизма на зарубежных предприятиях, широко использующих робототехнику. Так, в результате обследования роботизированных участков на шести ан­глийских фирмах, проведенного Научным центром робо­тизации и автоматизированных систем (Англия), было установлено, что 23,4 % опасных и критических ситуаций возникают в результате ненадежной работы отдельных узлов и систем робота.» Анализ ситуаций, формирующих несчастные случаи на роботизированных предприятиях ФРГ, показывает, что персонал, обслуживающий роботов, попадает в опасные или критические ситуации не реже одного раза в три дня, а одному несчастному случаю пред­шествуют в среднем от 40 до 50 таких ситуаций.

Установлено, что на современном уровне робототех­ники на каждые 100 вынужденных выключении роботов с использованием кнопки аварийной остановки прихо­дится одно, вызванное возникновением прямой опасности или угрозы для жизни человека. Анализ производствен­ного травматизма, связанного с использованием ПР и РТК, проведенный Национальным управлением безопас­ности труда Швеции, позволяет утверждать, что длитель­ность нетрудоспособности одного несчастного случая со­ставляет 12—15 дней.

Основными видами травм являются травмы пальцев (33 %), рук (19 %), головы (16 %), спины (11 %), плеч (6 %), ног (6 %), шеи (3 %), челюстные (3 %), перелом ребер (3 %). Наибольшую опасность представляют травмы головы, которые, как правило, требуют более длитель­ного лечения.


Широкое использование ПР в качестве одного из ос­новных средств комплексной автоматизации производ­ственных процессов требует в зависимости от типа ПР, области применения и вида производства выявления, классификации, оценки и учета потенциальных опасно­стей, возникающих при эксплуатации ПР в составе ме­ханизированных, автоматизированных комплексов, участ­ков, линий.










Рис. 1. Принципиальная схе­ма промышленного робота с пятью осями движения

Рис. 2. Автономный мобиль­ный робот для производства мон­тажных работ


Основными физическими опасными производственными факторами, формирующими ОС, КС и АС, которые при­водят к несчастным случаям или авариям, являются подвижные части, исполнительные устройства ПР, пере­двигающиеся изделия, заготовки, обрабатывающий ин­струмент (ГОСТ 12.2.072—82).

В отличие от традиционных видов оборудования, авто­матизированных линий, при эксплуатации которых опас­ная рабочая зона, как правило, располагается внутри оборудования, станка или линии (зоны обработки, за­грузки, выгрузки и т. п.), при эксплуатации промышлен­ных роботов потенциально опасной зоной является бли­жайшее окружающее его пространство.

Промышленный робот представляет собой сложную систему или универсально применимый (подвижный, пор­тальный, консольный, с линейным перемещением, авто­номно передвигающийся и т. п.) автомат с несколькими (минимально — тремя) осями, пути или углы движения которого, а также последовательность его действий за­ранее запрограммированы и управляются чувствитель­ными элементами (рис. 1—3).



Р
ис.
3. Универсальный промыш­ленный робот с шестью осями дви­жения для выполнения сварочных работ, шлифования, снятия заусен­цев, обслуживания станков, мани­пулирования деталями и сборки.

С позиций охраны труда ПР — это автомат, функцио­нирование которого происхо­дит с минимальным социально допустимым риском (угро­зой, ущербом) для здоровья, жизни человека и окружающей среды. При эксплуатации традиционных машин и оборудования, если опасные зоны размещаются над рабочими местами, проходами или проез­дами (например, перемещение изделий с помощью мосто­вых кранов), то выполняемые при этом действия меха­низмов всегда находятся под контролем человека, а ОС, КС и АС возникают лишь в результате ошибочных дей­ствий человека, неисправностей или неправильного ис­пользования механизма. Потенциально опасной зоной ро­бота называется окружающее его пространство, появление человека в котором создает угрозу для его жизни или здо­ровья. Размеры опасной зоны зависят, в первую очередь, от границ рабочей зоны исполнительного механизма ро­бота, способности надежно удерживать обрабатываемые изделия, инструмент. Методы определения границ опас­ных зон промышленных роботов приведены на рис.4. Метод «концентрических окружностей» (рис. 4, а) яв­ляется наиболее эффективным при определении границ опасной зоны роботов или манипуляторов в горизонталь­ной проекции. Метод «пространственных решеток» (рис. 4, б, в) применяется для определения границ опасной зоны РТК, роботизированных участков в гори­зонтальной (рис. 4, б) и вертикальной проекциях (рис. 4, в).

Все потенциальные опасности, возникающие при экс­плуатации роботов, являются комбинациями небезопас­ных условий труда и небезопасных действий человека. Поэтому при использовании роботов в самых разнообраз­ных отраслях промышленности для выполнения работ, требующих применения неквалифицированного физиче­ского труда, переноски и обращения со взрывоопасными, вредными, радиоактивными, раскаленными или охлажден­ными до низких температур материалами, для обеспече­ния безопасности процесса выявляют специфические опас­ности, присущие в большинстве случаев только роботам или роботизированным производственным системам.





Рис. 4. Определение границ опасных зон промышленных роботов:

а — метод концентрических окружностей; б, в — метод пространствен­ной решетки;

1 — активная рабочая зона; 2 — ограждающая конструкция; 3 — потенци­ально опасное пространство; 4 — пассивная рабочая зона; 5 — зоны опасного перемещения исполнительных механизмов, элементов, узлов робота; 6 — граница опасной зоны по высоте.

При перевозке, установке и монтаже роботов к таким опасностям следует отнести особенности его конструкции, компоновки, подвижность захвата, манипулятора и т. п. У консольных роботов, например, центр тяжести не совпа­дает с центральной осью опорной стойки робота. Такой ПР потенциально опасен при его перевозке в вертикаль­ном положении, установке и монтаже. Свободно переме­щающиеся при этом захваты, рычаги, звенья манипуля­тора, консоль создают потенциальную опасность травмирования и требуют предварительной фиксации этих узлов перед перевозкой и выполнением монтажных работ.

При подготовке роботов к работе и их регулировке (рис. 5) к специфическим следует отнести опасности, возникающие при позиционировании, регулировке, поднастройке, калибровке конечных выключателей, аморти­заторов, ограничителей движения, тормозов и других элементов, обеспечивающих его нормальное функциони­рование. Эти операции, в большинстве случаев, требуют присутствия человека в опасной зоне или выполнения работ на высоте. Операции по замене захватных устройств, обрабатывающих инструментов, профилактическому ре­монту исполнительных элементов, отладке движений робота в системе функционирования с другим оборудованием и механизмами представляют большую опасность, если проводятся без отключения робота.



Рис. 5. Источники опасности, формирующие ОС, КС и АС при работе оператора в опасной зоне ПР:


1 — выброс технологических жидко­стей под давлением вредных газов, паров и т. п.; 2 — выброс обрабаты­вающего инструмента; 3 — механи­ческое воздействие исполнительно­го механизма, обрабатывающего ин­струмента (захват, прижим); 4 — динамическое воздействие исполни­тельного механизма, обрабатываю­щего инструмента (толчок, срез, сдвиг); 5 — падение исполнительно­го механизма, изделия, детали, за­хвата; 6 — электрический ток, элек­троаппаратура под напряжением, другие виды энергообеспечения; 7 — механизмы, рычаги перемещающиеся от­носительно друг друга; 8—вращающиеся или движущиеся части оборудова­ния, выступающие рычаги, механизмы и т. п

К специфическим опасностям при обслуживании робо­тов следует отнести выполнение операций по их програм­мированию, обучению, перенастройке, корректировке про­грамм, требующих, как правило, присутствия человека в опасной зоне независимо от применяемых в настоящее время для этого методов. Даже при использовании в не­далеком будущем для этих целей языков программирова­нии опасность травмирования персонала сохранится до­статочно долго, особенно при операциях корректировки, изменения, перенастройки программ, выполняемых пер­соналом, не имеющим достаточно высокой для этого ква­лификации или опыта работы в этой области. Вероятность возникновения при этом непредвиденных ОС, КС и АС трудно предопределить.

Тестовые испытания роботов предусматривают про­верку их функционального состояния и коррекцию по­грешностей или отклонений от заданной программы, на­копившихся в процессе эксплуатации. Такие испытания проводят при скорости перемещения исполнительных устройств робота до 0,3 м/с, с изделием или без него, с полной нагрузкой или без нее, без подведения электри­ческого тока к электродам сварочных роботов или подачи лака в пистолеты-распылители окрасочных роботов

К специфическим опасностям при тестовых испытаниях следует отнести операции наблюдения и контроля за точ­ностью движений, выполняемых роботом, при нахожде­нии человека в опасной зоне. Эти испытания и коррекцию невозможно провести при работе робота в автоматическом режиме. В каждом конкретном случае перед проведением испытаний должны быть детально изучены потенциальные опасности, способные сформировать ОС, КС и АС и меры защиты от них.


При проверке операторами готовности к работе робота или отдельных функциональных узлов к специфическим опасностям следует отнести элементы невнимательности, беззаботности и некачественной проверки работы в ручном режиме основных функциональных узлов промышленного робота, контрольно-измерительной аппаратуры и системы управления перед переводом его на автоматический режим работы.

При работе робота в автоматическом режиме к специ­фическим опасностям следует отнести операции, выпол­няемые человеком по обслуживанию робота: уборку от­ходов, загрузку и разгрузку деталей, заготовок, проверку качества обрабатываемых изделий и т. п. Несмотря на то, что эти операции не относятся к функциям робота, они часто выполняются человеком в рабочей зоне движения руки робота и требуют соответствующих средств защиты.

К специфическим опасностям относятся непредвиден­ные (внезапные) отказы в работе ПР. Основными причи­нами этих отказов являются: неисправности контрольно-измерительной аппаратуры, систем управления (32, 7 %), а также отдельных узлов робота (11,5 %); неисправности, выход из строя исполнительных элементов: захватов, обрабатывающих инструментов, сварочных устройств и других узлов (9,2 %); выход из-под контроля, незапро­граммированные движения и действия робота: короткое замыкание в системе, посторонний источник энергии и т. п. (5,4 %); операционные ошибки и погрешности в программировании (9,7 %); износ, истирание, потеря точности в сопрягаемых элементах, узлах (7,8 %); не­совместимость инструментов с обрабатываемым изделием (22,3 %); прочие причины (1,4 %).

Время наработки на один отказ более чем у 70 % ро­ботов в настоящее время составляет не более 1000 ч, а у 28,7 % — не более 100 ч. Время наработки на отказ лучших зарубежных ПР составляет в среднем не более 2,5 тыс. ч. Эти показатели свидетельствуют о высоком уровне потенциальной опасности современных промыш­ленных роботов вследствие их ненадежности и подчеркивают необходимость выявления конкретных и специфиче­ских опасностей в зависимости от типа, вида и области применения робота для разработки соответствующих средств защиты.

Список использованной литературы



  1. Козаков А.Ф., Морозова Л.Л. “Охрана труда в машиностроении.”

Москва 1990.

2. Русак О.Н. “Справочная книга по охране труда в машиностроении.”

СПб. 1989.