使用工業機器人時確保安全

工業機器人面臨更高的危險。日本一家工廠記錄了第一起因機器人行為導致人類死亡的案例。在工作區的服務技術人員在機器人關閉的情況下對路由器進行故障排除,並將機器人連接到機器。機械手以約 1 米/秒的速度移動,壓住調節器並將其壓碎。

平均每年每 100 台工業機器人發生一次事故。在機器人技術綜合體運行的 14 天內,大約發生了 3 次創傷情況。

工業機器人機械手

機器人工作過程中受傷的主要原因有:

  • 機器人在訓練和工作過程中的意外動作;
  • 機器人維修和設置錯誤;
  • 在機器人自動運行期間,操作員在工作區域;
  • 將控制面板放置在機器人的工作區域;
  • 保護裝置的故障或關閉。

大多數傷害是由控制設備故障和編程錯誤引起的。

在短篇小說《流浪漢》(1942)中,美國科幻作家艾薩克·阿西莫夫為機器人技術的安全制定了三項法則:

  • 機器人不得通過其作為或不作為傷害人;
  • 機器人必須服從人給它的命令,除非這些命令與第一定律相抵觸;
  • 如果不違反第一和第二定律,機器人必須注意自己的安全。

在編程(教學)和機器人操作期間,操作員和機器人之間的直接接觸有三種可能性:直接與機器人一起工作,以及在其維修和保養期間。

確保安全的主要手段是防止在機器人工作區域內的某一點同時出現人和機器人的運動部件。保護裝置必須阻止機器人元件在人員所在的工作區域的那些區域中移動。如果電源突然斷電,機器人連桿的運動應該停止。

工作區是指機械手或機器人的工作體能夠所在的空間。這取決於連桿的尺寸、它們的運動和操縱器的運動學方案。工作區域在操縱器描述中設置。

最常定義三級保護區:

  • 檢測機器人站工作區域邊界處是否有員工;
  • 在機器人移動範圍外和移動範圍內檢測車站覆蓋區域內是否有人;
  • 直接接觸機器人或靠近機器人的手。

生產中的ABB工業機器人

在懸挂機器人的路徑上,必須安裝網,以保護人員和設備免受運輸物體突然墜落的傷害。程序執行監控設備控制機器人鏈接在工作區特定點的發生。它們可以是當鏈接通過一個點時觸發的路徑開關。

當運動阻力增加時,例如,當其中一個連桿接觸到障礙物時,用於控制機器人與環境交互的設備將關閉連桿驅動器。扭矩傳感器或觸覺傳感器用於測量負載。

工作區域的圍欄是在網狀圍欄和光柵的幫助下進行的。網狀圍欄最常用於防止人員進入工作區域。

但是,並不總是可以用機器人完全隔離該區域。例如,如果使用接收傳送帶,即沒有圍欄的表面,未經授權的人員可以通過它進入工作區域。這些區域受到光學(光)屏障的保護。

擋光板是光發射器的支架和光電探測器的支架。如果每個光接收器都接收到來自相應光發射器的光,那麼機器人復合體就會工作。光發射器安裝座和光電探測器安裝座之間存在物體會導致光束交叉,從而導致設備關閉。

幾個光柵被用來從四面八方包圍機器人綜合體。

用光柵圍欄工作區域

用光柵圍住工作區域:1 — 技術設備,2 — 機器人,3 — 光發射器,4 — 光電探測器

工作區的入口區域使用電子鎖以及自動鎖定和解鎖系統進行保護。這樣,只有當機器人被禁用時,快門才會被釋放。工作區域中的附加安全按鈕可以防止人員被未經授權的人不受控制地激活機器人。

專門的工業機器人

安全系統通常輔以警示燈和警報器的使用,機器人本身及其運動部件的顏色也很鮮豔。

額外的保護是使用檢測機器人工作區域中是否有人的設備。

目前正在使用各種人體存在檢測系統。例如,它可以是:微波輻射檢測(利用多普勒效應)、被動和主動紅外輻射檢測、視覺系統、電容變化、壓力、超聲波的使用等。

為確保使用工業機器人時的安全,工作場所採用工作等級制度,因此職責不同。所有活動都需要適當的培訓。三種類型的員工被委派與機器人一起工作:操作員、程序員和維護工程師,每個人都有不同的任務和權力。

操作員可以打開和關閉機器人控制器,並從操作面板啟動機器人。嚴禁進入機器人工作區域。本活動面向接受過適當培訓的程序員和服務工程師。此外,程序員和工程師負責機器人管理和編程、調試和維護。

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