2.2 工業(yè)機(jī)器人的事故分析
以下是日本機(jī)器人協(xié)會(1234)提供的0 個典型的工業(yè)機(jī)器人事故案例[2]:
?。?)1 名工人的手指被正在做正常上下運(yùn)動的機(jī)器人夾在工件與切割夾具之間;
(2)機(jī)器人在進(jìn)行正常操作時,當(dāng)它把薄鋼板傳遞到工人手中時割破了工人的手指;
?。?)在進(jìn)行正常操作的機(jī)器人的手臂撞在工人身上,將工人撞傷;
?。?)在進(jìn)行人工操作時機(jī)器人手臂不符合指令要求,正當(dāng)操作人員要進(jìn)行調(diào)整時,頭部被機(jī)器人劃破。
表2 為機(jī)器人事故原因的調(diào)查統(tǒng)計分析。
表2 機(jī)器人事故原因統(tǒng)計分析
由上述事故案例和事故原因的調(diào)查統(tǒng)計分析,可以得出以下結(jié)論:
?。?)在人工操作機(jī)器人時,機(jī)器人造成危險的可能性很大;
?。?)在機(jī)器人造成的危險中,歸因于設(shè)備自身誤動作的有一半之多;
?。?)由機(jī)器人自身錯誤所引起的和由人為失誤所引起的事故發(fā)生率幾乎相等;
?。?)機(jī)器人作為自動化設(shè)備在其正常操作條件下,發(fā)生事故次數(shù)占總事故次數(shù)的比重很大,可達(dá)22.4%-66.4%;
?。?)機(jī)器人的設(shè)計和生產(chǎn)不能保證使用機(jī)器人時絕對安全或絕對不發(fā)生故障,安全使用機(jī)器人還取決于使用者的技術(shù)水平和保養(yǎng)及維修等諸多因素。
3 工業(yè)機(jī)器人的安全對策分析
3.1 故障樹分析法(FTA)
故障樹分析法(FTA)是被廣泛使用的演繹分析工具,可以用清晰的結(jié)構(gòu)層次展現(xiàn)故障的發(fā)生原因、情形。在人機(jī)器人工作環(huán)境中,所有潛在的危險都是由于不安全條件和不安全行為所致,可用故障樹分析(FTA)方法對危險的原因結(jié)果邏輯關(guān)系作演繹分析。
由于機(jī)器人的使用方式和操作對象不同,完成的工作以及使用的工具都不盡相同,涉及的能量形式也不同,因此,在進(jìn)行故障分析時應(yīng)全面考慮,對上述各種不同點(diǎn)都要有對應(yīng)的安全措施。
以下是對機(jī)器人誤動作造成的人身傷害事故的 原因進(jìn)行歸納整理,做出的故障樹(見圖1)。
通過FTA對人機(jī)器人環(huán)境中潛在事故危險的分析研究發(fā)現(xiàn),可采取以下幾點(diǎn)措施來有效地減少危險:
(1)減少異常能量的轉(zhuǎn)換。如圖中的X1、X2、X3、X9等。要提高機(jī)器人硬件的可靠性,例如改進(jìn)控制板的設(shè)計,采取標(biāo)準(zhǔn)化措施,有完全可靠的緊急停車方法,避免機(jī)器人失控。同時還應(yīng)盡量避免操作人員在機(jī)器人的危險區(qū)內(nèi)工作。
?。?)使異常能量最小化。如圖中的X2、X3、X8等。用降低機(jī)器人運(yùn)動速度的辦法來減少,例如編程操作人員必須接近機(jī)器人的危險時,應(yīng)密切注意負(fù)載情況。一旦發(fā)現(xiàn)負(fù)載的重量、尺寸和形狀超過極限,就要立即停車檢查;還要研究負(fù)載的運(yùn)動,以減少錯誤操作和機(jī)器人的誤動作。
?。?)優(yōu)化防護(hù)措施。如圖中的X4、X5、X8等。在使用機(jī)器人時應(yīng)該采取各種預(yù)防事故的措施,如安裝防護(hù)欄、安全閘,用傳感器監(jiān)控,用檢測器檢測等。在有機(jī)器人的全自動裝配線等大型自動化系統(tǒng)中,還應(yīng)更多地從工藝過程角度出發(fā),制訂更全面、合理的安全措施。
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