Обеспечение безопасности и экологичности роботизированных комплексов

Федеральное агентство по образованию

Донской государственный технический университет

Кафедра БЖ и ЗОС

Доклад на тему :

Обеспечение безопасности и экологичности роботизированных комплексов

Выполнили: ст-ты гр.АР -31

Барщенков А.А.

Свириденко И.Г.

Коваленко Н.Н.

Проверила : Хазан М.А.

г. Ростов - на - Дону

г.

1).Целевое назначение комплекса (его целесообразность)

Автоматизация процессов дуговой сварки с помощью промышленных роботов даёт технико-экономические преимущества по сравнению с полуавтоматической сваркой. Уменьшает продолжительность цикла изготовления изделия на 30-50% при одновременном увеличении доли машинного времени сварки в общем технологическом цикле с 30 до 80% за счёт сокращения длительности перемещения горелки от одного шва к другому и отсутствия перерывов в работе, необходимых человеку.

В отличие от автоматической сварки применение роботов позволяет выполнять сварные швы с любой конфигурацией линии соединения, в различных пространственных положениях и изменять параметры режима в процессе сварки, что способствует применению наиболее экономичных производительных режимов сварки при оптимальном формировании швов. Именно поэтому роботизация дуговой сварки представляется как одно из перспективных направлений развития сварочного производства.

Во многих отраслях машиностроения используют разнообразные методы предупреждения , уменьшения или исправления сварочных деформаций. Эти способы эффективны и дают стабильные результаты при высокой культуре производства или там, где большинство швов выполняется автоматической сваркой.

Однако автоматизация сварки конструкций сельскохозяйственного машиностроения в большинстве случаев практически невозможна из-за большого количества коротких различно расположенных в пространстве швов, многообразия типов соединений, сложности подходов к месту сварки и т.д. Использование промышленных роботов для дуговой сварки в значительной степени снижает эти ограничения и позволяет добиться как стабилизации размеров угловых швов, так и уменьшения деформаций.

2).Техника безопасности при роботизации сварочного производства

дуговой сварка роботизированный операция

С применение сварочных роботов уменьшается воздействие на рабочих токсичных аэрозолей, брызг расплавленного металла, светового и теплового излучения, а также веса сварочного инструмента. Рабочие освобождаются от физического и психического напряжения , связанного с необходимостью удерживать сварочный инструмент в заданном положении относительно изделия и перемещать точку сварки вдоль шва с заданной скоростью. Это в свою очередь способствует меньшей утомляемости рабочих , что делает их более внимательными в течение все смены к качеству выполняемой работы и к безопасности своего труда.

Вместе с этим роботы, как и многие другие средства механизации и автоматизации сами являются источником травматизма. В этом смысле наиболее опасными свойствами роботов являются :

1)Большие скорости перемещения.

2)Резкое выдвижение руки на большое расстояние , особенно для роботов , построенных в полярной и угловой системах координат , когда рабочая зона значительно больше объёма , занимаемого в нерабочем состоянии.

)Одновременность движения по нескольким степеням подвижности.

)Переменность конфигурации манипуляторов большинства роботов при выполнении программы.

)Непредсказуемость траектории перемещения рабочего органа робота во время неполадок в системе управления.

Дополнительная опасность, которую создают перечисленные факторы , состоит в том , что человек , оказывающийся в рабочей зоне работающего робота, обычно не успевает оценить пространственные и временные характеристики грозящей ему опасности.

Иными словами, применение роботов при выполнении производственных процессов приводит к существенным изменениям в производственной среде, окружающей рабочих, прежде всего по условиям безопасности труда. Безопасное использование роботов в сварочном производстве обеспечивается выполнением требований безопасности как на этапе разработки и конструирования средств робототехники , так и на этапе создания и эксплуатации РТК.

Общие требования безопасности к конструкции промышленных роботов, организации и эксплуатации роботизированных технологических комплексов и участков установлены ГОСТ 12.2.072-82, который применительно к роботам и РТК для сварки должен использоваться совместно с ГОСТ 12.2.007.8-75.

Характеризуя безопасность, различают три режима работы роботов:

) Повторяющееся воспроизведение программы в ходе выполнения роботизированной операции (рабочий режим).

) Программирование (обучение), в том числе и проверка результатов программирования.

) Техническое обслуживание и устранение неполадок.

Как показывает опыт большинство травм связано со вторым и третьим режимом работ, когда человек находится в пределах досягаемости робота. Поэтому наиболее радикальной мерой безопасности является исключение доступа людей в рабочую зону роботов путём ограждения РТК по всему периметру и блокировкой открытия дверей, обеспечивающей возможность воспроизведения программы только при закрытых дверях. При срабатывании блокировки дверей ограждения или других блокировок система управления РТК должна автоматически переводиться на ручной режим работы.

При создании РТК дуговой сварки необходимо позаботиться также о том, чтобы свет дуги не мешал персоналу, работающему рядом с данным РТК. Применяют непрозрачные перегородки с окнами со светофильтрами, позволяющими наблюдать дугу без дополнительной защиты глаз. Расстояние от перегородки до робота определяется исходя из того, что между перегородкой и зоной максимальной досягаемости робота (определяемой конструкцией манипулятора, а не программой данной операции) должно оставаться место для прохода человека.

При создании РТК должна быть предусмотрена возможность аварийного останова оборудования РТК, причем органы аварийного останова следует располагать в легкодоступном месте. РТК больших размеров должны оснащаться несколькими органами аварийного останова, расположенными на расстоянии не более 4 м один от другого. Срабатывание устройств аварийного останова должно обеспечивать прекращение движения всех звеньев манипуляционной системы и останавливать работу сварочного оборудования независимо от режима работы РТК.

Безопасность работы с роботом повышается при соответствующей маркировке и предупреждающей окраске его подвижных частей. Рабочую зону робота необходимо очертить сплошными линиями шириной 50-100мм, наносимыми на плоскость, окрашенную краской желтого цвета, стойкой к истиранию. На звеньях манипуляционной системы следует указывать обозначения координат, а также величины ходов.

Целесообразно предусматривать невозможность закрытия дверей другим человеком и случайного включения робота на выполнение запрограммированной операции, если внутри ограждения находится обслуживающий персонал. Это обеспечивается специальной системой контроля с ключом или дополнительными блокировочными устройствами.

При использовании системы контроля с ключом обслуживающий персонал имеет только один ключ , которым открывается дверь ограждения с выключением при этом системы управления РТК. Зайдя внутрь ограждения, оператор должен вставить ключ в специальное гнездо, после чего система управления РТК может работать только в режиме программирования и отладки программы. Выходя за пределы ограждения, оператор должен взять с собой ключ, так как только этим ключом можно закрыть дверь и создать условия, позволяющие включить РТК для работы в рабочем режиме.

Весьма эффективным средством дополнительной блокировки является использование выключающих матов, представляющих собой многослойный настил в рабочей зоне РТК.

Под верхним слоем такого настила находится система электрических или пневматических переключателей, часть из которых, расположенная в зоне, где стоит человек, срабатывает под действием его веса. Выключающий мат заданной формы набирается из прямоугольных модулей. В простейшем случае он может быть выполнен подобно полу в лифте.

В режиме программирования методом обучения оператор - программист вынужден находиться в непосредственной близости от точки сварки. Травмы в этом случае, а также при выполнении работ по техническому обслуживанию возможны в результате ошибочных (непреднамеренных) действий оператора , внезапного отказа составных частей РТК, неудачного решения вопросов эргономики и техники безопасности при планировке размещения основного оборудования РТК, неудачной конструкции технологической, транспортной и вспомогательной оснастки и нарушения правил техники безопасности.

В соответствии с ГОСТ 12.2.072-82 скорость перемещения исполнительных устройств при обучении и наладке РТК не должна превышать 0,3 м/с , если условия выполнения этих работ требуют присутствия обслуживающего персонала в рабочей зоне.На пониженной скорости целесообразно также проводить и первую проверку функционирования робота по новой программе.

Предусматривая различные блокировки, следует учитывать время срабатывания блокировок и иметь в виду, что , выполняя резкие движения, человек может перемещаться на 0,9 м за 0,2с.

Для уменьшения опасности травмирования персонала, находящегося в рабочей зоне робота при обучении или техническом обслуживании, могут применяться упругие бамперы, крепящиеся к руке робота. При смещении или деформации бамперов срабатывают соответствующие аварийные переключатели. Кроме того, упругий бампер смягчает удар о препятствие.

Сварочное оборудование при роботизированной сварке загружено в 2-3 раза более интенсивно, чем при полуавтоматической.

В соответствующее число раз увеличивается количество выделяемых вредных газов и аэрозолей в расчете на одну горелку. Относ вредных выделений непосредственно из зоны их возникновения, т.е. оборудование сварочных горелок роботов всасывающим соплом системы газоудаления , является наиболее эффективным с точки зрения очистки цеховой атмосферы, однако ухудшает манипуляционные возможности сварочного робота и значительно затрудняет возможность сварки в малодоступных местах.

Поэтому создаются системы общего удаления вредных газов и аэрозолей из рабочей зоны робота. Такая система достаточно удобна при использовании двухпозиционных поворотных столов. Ограждение рабочей зоны в этом случае выполняют из гибких пластиковых лент, которые не препятствуют повороту стола с заготовками и сварными конструкциями, но создают вокруг рабочей зоны своего рода изолированный объём пространства, из которого газы и аэрозоли удаляются более интенсивно и не распространяются по цеху, как это происходит при отсутствии описанного ограждения.

Указанное ограждение способствует повышению безопасности персонала как в части предотвращения механических травм, так и в отношении защиты окружающих от брызг расплавленного металла и светового облучения.

Никакие средства техники безопасности не исключают несчастных случаев при работе с роботами , если персонал не будет подготовлен хорошо. К работе с роботами, согласно ГОСТ 12.2.072-82 допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование и получившие удостоверение на право обслуживания роботов, РТК и участков с роботами.

Ведутся работы по созданию системы средств безопасности, включающей в себя различные виды датчиков и отдельную ЭВМ, которая непрерывно анализировала бы обстановку в рабочей зоне и корректировала работу робота в опасных для человека ситуациях.

Одновременно разрабатываются цифровые методы распознавания и минимизации ложных сигналов, вызывающих непредвиденные действия робота. Таким образом используются как аппаратные, так и программные средства обеспечения безопасной эксплуатации роботов.

Для средств робототехники, может быть, более, чем для других видов технических средств, справедлив принцип: «безопасно то оборудование, которое обеспечено надлежащим уходом и качественным техническим обслуживанием».Необходимо обеспечить регулярную и тщательную проверку исправности всех механических соединений, передач и механизмов, целостность кабелей, правильность и надежность функционирования средств безопасности.Особо важное значение имеет поддержание порядка на роботизированном рабочем месте. Недопустимо складирование заготовок и деталей на полу в непосредственной близости от рабочей зоны. Эти предметы могут быть косвенной причиной травмирования персонала роботом, так как отвлекают внимание персонала, мешают его свободному перемещению и препятствуют выбору наиболее удобного и безопасного места при работе. По той же причине опасны свободно лежащие на полу соединительные кабели и провода, как это иногда бывает на этапе пуско-наладочных работ.

Многие специалисты подчеркивают необходимость системного подхода к обеспечению безопасности работы с роботами на этапе разработки РТК. Создание РТК по временной схеме с постепенным наращиванием средств безопасности на уже работающем РТК следует считать неприемлемым, так как это может привести к тяжелым последствиям на начальном, самом сложном этапе освоения новой техники.

Больше работ по теме: