БЕЗОПАСНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ
Известно, что автоматизация производства позволяет сократить ручной неквалифицированный труд, улучшить условия труда. Промышленные роботы (ПР), роботизированные технологические комплексы (РТК), роботизированные технологические участки (РТУ), гибкие производственные системы (ГПС) – это более совершенный этап в комплексной автоматизации производства. 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 управляющими рукоятками и т.п., в том числе эти системы представляют повышенную опасность для обслуживающего персонала, и работающих на смежных участках.
Так, например, исследование роботизированных мест в Японии и США показало, что на каждые 100 РТК приходится не менее (1) одного несчастного случая в год со смертельным исходом, 3 (трех) несчастных случаев и пребыванием в опасных ситуациях 37 % обслуживающего персонала.
Анализ ситуаций, связанных с несчастными случаями, на роботизированных предприятиях Германии показывает, что персонал, обслуживающий промышленный робот, 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.
Основными видами травм здесь 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.
Установлено, что наиболее травмоопасной ситуацией является прямой контакт человек-машина, когда человек выполняет такие операции, как перепрограммирование, наладку, ремонт, установку, снятие инструмента, монтаж, смазку или чистку. Наибольшему риску быть травмированному с этой точки зрения подвергаются работники следующих профессий, требующих прямого контакта с роботом: слесари-монтажники, сборщики, электротехники, наладчики, бригадиры.
Основными причинами, формирующими опасные, критические и аварийные ситуации при эксплуатации промышленных роботов (ПР), роботизированных технологических комплексов (РТК), гибких производственных систем (ГПС), согласно ГОСТ 12.2.072–82 ССБТ. «Роботы промышленные, роботизированные технологические комплексы и участки. Общие требования безопасности» являются:
· непредусмотренные движения исполнительных устройств промышленных роботов при наладке, ремонте, во время обучения и исполнения управляющей программы;
· внезапный отказ в работе промышленного робота или технологического оборудования, совместно с которым он работает;
· ошибочные (непреднамеренные) действия оператора или наладчика во время наладки и ремонта, при работе в автоматическом режиме;
· доступ человека в рабочее пространство робота, функционирующего в режиме исполнения программы;
· нарушение условий эксплуатации промышленного робота, роботизированного технологического комплекса;
· нарушение требований эргономики и безопасности труда при планировке роботизированного технологического комплекса и участка (размещение технологического оборудования, промышленных роботов, пультов управления, загрузочных и разгрузочных устройств, накопителей, тары, транспортных средств и других средств технологического оснащения).
Для защиты человека от механических опасностей при эксплуатации роботизированных производственных систем применяют два основных метода:
1) обеспечение невозможности проникновения человека в рабочую зону при наличии источников опасности, представляющих реальную угрозу для его жизни или здоровья;
2) применение специальных приспособлений и устройств, непосредственно защищающих человека от любой опасности, представляющей угрозу длящего жизни и здоровья.
Первый метод состоит в разработке, выборе и применении ограждающих, блокирующих, предупреждающих, сигнализирующих устройств или систем, обеспечивающих недоступность человека к опасному промышленному объекту, узлу, участка и т.п.
Второй метод основан на принципе безопасного взаимодействия человека с ПР, роботизированными системами или отдельными их частями при наличии источников опасности с помощью систем дистанционного управления или устройств, автоматически отключающих источники энергии или останавливающих движение исполнительных механизмов и других элементов ПР или систем при появлении человека в границах рабочей зоны.
К наиболее распространенным средствам защиты персонала ПР, РК, ГПС относятся механические ограждения (решетки, панели, барьеры и т.п.) с блокирующими устройствами, исключающими возможность проникновения человека в опасную зону при работе робота. Использование вместо механических ограждений для ограждения рабочей зоны светолокационных, емкостных, ультразвуковых устройств уменьшает риск опасности, хотя также не обеспечивает полной защиты человека.
Планировка участков и линий ПР, РТК должна обеспечивать свободный, удобный и безопасный доступ обслуживающего персонала к ПР, основному и вспомогательному технологическому оборудованию, к органам управления и аварийного отключения всех видов оборудования и механизмов, входящих в их состав. Например, требованиям обеспечения свободного доступа к оборудованию и его осмотра в большей степени соответствуют подвесные передвижные ПР, рабочие зоны которых не совмещены с рабочими зонами операторов.
Планировка зоны РТК должна выбираться в зависимости от типа используемого технологического оборудования, его компоновки, формы, размеров и расположения рабочих зон, уровня автоматизации оборудования, надежности его работы и степени информационного обеспечения, а также от компоновки и структурно-кинематической схемы ПР с учетом действующих норм технологического проектирования соответствующего производства.
В связи с этим, вопросам обеспечения безопасности должно уделяться особое внимание как при конструировании, так и при эксплуатации промышленных роботов и роботизированных систем (РС).