Защита от опасностей автоматизированного и роботизированного производства
Автоматизированные и роботизированные производства
В настоящее время вредное и тяжелое производство, опасное для человека, заменили автоматы и роботы. Комплексную автоматизацию производства представляют промышленные роботы, гибкие производственные системы, роботизированные технологические участки, ставшие более совершенным её этапом. Обработка информации и технологическое производство стали автоматизированы. Результатом интеграции двух сфер явилось новое направление под названием гибких автоматизированных производств (ГАП).
Как автоматизированное производство ГАП предназначено для выпуска мелкосерийной разнообразной по номенклатуре продукции в производственных условиях быстро меняющихся. Реализация ГАП происходит при помощи гибких производственных систем. Производственные модули и гибкие автоматизированные линии находятся в их составе.
Безусловно, применение автоматов и роботов на производстве приводит к сокращению неквалифицированного труда, изменяет содержание работы человека. Травматизм на предприятиях с использованием автоматов и роботов снижается. Современная литература хорошо освещает условия труда на таком производстве, но имеющийся мировой опыт работы показывает, что проблемы далеко ещё не решены.
Мировая практика имеет статистику, например, из $4341$ роботизированного места, обследованного в Японии, было выявлено, что на каждые $100$ РТК в год приходится не менее $4$-х несчастных случаев, включая один с летальным исходом. В опасных и критических условиях находятся $37$ % персонала, обслуживающего РТК.
Основные травмы на таком производстве:
- $33$ % травм – это пальцы рук;
- $1$ % травм – сами руки;
- $16$ % – травмы головы;
- $11$ % – травмы спины;
- По $6$ % – травмы плеча и ног;
- По $3$ % – травмы шеи, челюсти, перелом ребер.
Специалисты считают, что $38,1$ % всех несчастных случаев являются результатом ошибок человека, а $61,9$ % – это отказ в работе исполнительных механизмов роботов.
Кроме этого появились новые физически опасные производственные факторы воздействия на работающих – подвижные устройства автоматов и роботов, а также двигающегося материала. При выполнении каких-либо операций непосредственный контакт человека с машиной является наиболее опасной ситуацией. Люди таких профессий как слесари-монтажники, сборщики электротехники, наладчики имеют больший риск быть травмированными.
Обеспечение безопасности в роботизированном производстве
Промышленные роботы прочно вошли в производственный процесс, став одним из основных средств комплексной автоматизации. Эксплуатация промышленных роботов в составе автоматизированных комплексов, участков, линий требует оценки и учета потенциальных опасностей.
Потенциально опасная зона при эксплуатации промышленных роботов, в отличие от традиционных видов оборудования, может располагаться в разных местах. Всё пространство, окружающее робота, носит название потенциально опасной зоны, размеры которой зависят от границ рабочей зоны, исполнительного механизма робота и его способности надежно удерживать изделия и инструмент. Человек, оказавшись в этом пространстве, рискует не только своим здоровьем, но и жизнью.
Границу опасных зон промышленных роботов определяют с помощью методов:
Первый метод наиболее эффективный при определении границ в горизонтальной проекции – метод «концентрических окружностей».
Второй метод используется как в горизонтальной, так и вертикальной проекциях – это метод «пространственных решеток».
Возникающие потенциальные опасности при эксплуатации роботов есть не что иное, как комбинации небезопасных условий труда и небезопасных действий человека.
Существуют такие группы опасностей:
- Опасности, зависящие от конструкции промышленных роботов, возникающие во время перевозки, установки и их монтажа;
- При подготовке роботов к работе и их регулировке;
- Опасности, связанные с корректировкой программ, перенастройкой, при программировании;
- При тестовых испытаниях;
- Во время работы робота в автоматическом режиме;
- Опасности, связанные с непредвиденными отказами.
Условия, при которых происходит взаимодействие человека и промышленного робота могут быть различны, поэтому различают три основных вида потенциальных опасностей:
- Динамическое воздействие на человека исполнительных устройств, в виде толчков, ударов и др.;
- Механическое воздействие исполнительных устройств в виде захватов, сдавливания и др.;
- Факторы воздействия, характерные традиционным процессам – радиация, температура, вредные химические вещества и др.
Чтобы защитить человека от этих опасностей важно выбрать необходимый метод и соответствующие устройства, а для этого необходим высокий уровень знаний проектировщиков и конструкторов.
Безусловно, поведенческая реакция персонала, обслуживающего промышленные роботы, тоже играет большую роль. Средство, при котором обслуживающий персонал может находиться в рабочей зоне промышленного робота, не опасаясь травмирования, будет являться самым эффективным средством обеспечения безопасности. Современные средства защиты искусственно ограничивают или просто не допускают каких-либо возможных движений человека в опасной зоне. Механические ограждения в виде решеток, панелей, барьеров относятся к наиболее распространенным средствам защиты. Во время работы робота проникновение человека в опасную зону исключаются имеющимися блокирующими устройствами. Как правило, это ограждения с высотой не менее $2$-х метров от пола. Однако, ограждения имеют свой недостаток – незащищенность человека внутри ограждения, например, при наладке и профилактическом обслуживании.
Обеспечение безопасности в автоматизированном производстве
Для автоматизированного производства главным принципом безопасности является исключение или сведение до минимума вероятности опасной ситуации.
Для того чтобы этот принцип действовал, требуется:
- Высокая профессиональная подготовка обслуживающего персонала, обязательное соблюдение технологической дисциплины, эргономически обоснованные конструкции;
- Второй принцип связан с экономической целесообразностью, реализацией которого является переход к безлюдным или принципиально новым технологиям. Безопасные технологии должны предусматривать полную передачу всех функций от человека исполнительным механизмам, устройствам, машинам.
С целью безопасности человека и его защиты применяются методы:
- Первый метод связан с тем, что при наличии источников опасности должна быть обеспечена невозможность проникновения в рабочую зону. Это достигается применением сигнализирующих, ограждающих, блокирующих устройств;
- Второй метод предполагает применение специальных устройств, защищающих человека. Основан метод на использовании систем дистанционного управления или автоматического отключения источников энергии и движущихся механизмов.
Ко всем автоматизированным линиям предъявляются требования охраны труда. Эти требования изложены в ГОСТ 12.2.119-88 ССБТ.
Требования, предъявляемые для обеспечения безопасности, касаются:
- Основных элементов конструкции;
- Защитных ограждений;
- Главного привода линий;
- Загрузочных устройств;
- Органов управления;
- Уровня шума и вибрации;
- Устройства площадок и лестниц;
- Электрооборудования.
Полный контроль над исправностью оборудования и средствами защиты, а также за соблюдением правил безопасности автоматизированного и роботизированного производства осуществляют ИТР каждого цеха совместно со службой охраны труда всего предприятия.
