Asigurarea siguranței la utilizarea roboților industriali

Robotul industrial este supus unui pericol crescut. Primul caz de moarte umană din acțiunile unui robot a fost înregistrat într-o fabrică japoneză. Tehnicianul de service, care se afla în zona de lucru, a depanat routerul cu robotul oprit și a conectat robotul la mașină. Manipulatorul, mișcându-se cu o viteză de aproximativ 1 m / sec, a apăsat regulatorul și l-a zdrobit.

În medie, există un accident la 100 de roboți industriali pe an. Aproximativ 3 situații traumatice apar pe parcursul a 14 zile de funcționare a unui complex tehnologic robotizat.

Principalele cauze ale rănilor în timpul lucrului roboților sunt:

• acțiuni neașteptate ale robotului în procesul de formare și lucru;
• erori în repararea și configurarea roboților;
• prezența operatorului în zona de lucru în timpul funcționării automate a robotului;
• plasarea panoului de control în zona de lucru a robotului;
• funcționarea defectuoasă sau oprirea dispozitivelor de protecție.

Cele mai multe leziuni sunt cauzate de defecțiuni ale dispozitivului de control și erori de programare.

În nuvela „The Tramp” (1942), scriitorul american de science fiction Isaac Asimov a formulat trei legi pentru siguranța roboticii:

• robotul nu trebuie să facă rău unei persoane prin acțiunile sau inacțiunile sale;
• robotul trebuie să se supună comenzilor date acestuia de către persoană, cu excepția cazului în care acele comenzi contravin primei legi;
• robotul trebuie să aibă grijă de siguranța lui dacă nu contravine primei și a doua legi.

Există trei posibilități de contact direct între operator și robot care pot avea loc în timpul programării (predarii) și funcționării robotului: lucru direct cu robotul, precum și în timpul reparației și întreținerii acestuia.

Principalul mijloc de asigurare a siguranței este prevenirea apariției simultane a unei persoane și a părților mobile ale robotului la un moment dat din zona de lucru a robotului. Dispozitivele de protecție trebuie să oprească mișcarea elementelor robotizate în acele zone din zona de lucru în care se află persoana. Dacă curentul se întrerupe brusc, mișcarea legăturilor robotului ar trebui să se oprească.

Zona de lucru este spațiul în care poate fi amplasat corpul de lucru al manipulatorului sau robotului. Depinde de dimensiunile legăturilor, de mișcările acestora și de schema cinematică a manipulatorului. Zona de lucru este stabilită în descrierea manipulatorului.

Cel mai adesea sunt definite trei niveluri de zone de protecție:

• detectarea prezenței unui angajat la granița zonei de lucru a stației robotizate;
• detectarea prezenței unei persoane în zona de acoperire a stației în afara și în raza de mișcare a robotului;
• contact direct cu robotul sau aproape de mâna acestuia.

Pe calea robotului suspendat trebuie instalate plase pentru a proteja oamenii și echipamentele de căderea bruscă a obiectelor transportate. Dispozitivele de monitorizare a execuției programului controlează apariția legăturilor robotului în anumite puncte din zona de lucru. Ele pot fi comutatoare de cale care sunt declanșate atunci când o legătură trece printr-un punct.

Dispozitivele pentru controlul interacțiunii robotului cu mediul opresc unitățile de legătură atunci când rezistența la mișcare crește, de exemplu, atunci când una dintre legături atinge un obstacol. Senzorii de cuplu sau senzorii tactili sunt utilizați pentru măsurarea sarcinii.

Împrejmuirea zonei de lucru se realizează cu ajutorul gardurilor din plasă și barierelor luminoase. Gardurile din plasă sunt folosite cel mai adesea pentru a împiedica intrarea oamenilor în zona de lucru.

Cu toate acestea, nu este întotdeauna posibil să îngrădiți complet zona cu robotul. Dacă, de exemplu, se folosesc benzi transportoare de recepție, adică suprafețe care nu sunt împrejmuite, prin care persoane neautorizate pot pătrunde în zona de lucru. Astfel de zone sunt protejate de bariere optice (luminoase).

Bariera de lumină este un suport pentru emițători de lumină și un suport pentru fotodetectoare.Dacă fiecare fotoreceptor primește lumină de la emițătorul de lumină corespunzător, atunci complexul robotic funcționează. Prezența unui obiect între suportul emițătorului de lumină și montura fotodetectorului va face ca fasciculul de lumină să se traverseze, provocând oprirea echipamentului.

Mai multe bariere luminoase sunt folosite pentru a închide complexul robotizat pe toate părțile.

Împrejmuirea zonei de lucru cu bariere luminoase: 1 — echipament tehnologic, 2 — robot, 3 — emițător de lumină, 4 — detector foto

Zonele de intrare în zona de lucru sunt securizate cu încuietori electrice împreună cu un sistem automat de blocare și deblocare. În acest fel, obturatorul este eliberat numai când robotul este dezactivat.Butoanele suplimentare de siguranță din zona de lucru pot proteja o persoană de activarea necontrolată a robotului de către persoane neautorizate.

Sistemul de securitate este de obicei completat de utilizarea luminilor de avertizare și a sirenelor, iar robotul însuși și părțile sale mobile sunt viu colorate.

Protecția suplimentară este utilizarea dispozitivelor care detectează prezența unei persoane în zona de lucru a robotului.

În prezent sunt utilizate diverse sisteme de detectare a prezenței umane. De exemplu, poate fi: detectarea radiațiilor cu microunde (folosind efectul Doppler), detectarea radiațiilor infraroșii pasive și active, sisteme de vedere, modificări ale capacității, presiunii, utilizarea ultrasunetelor etc.

Pentru a asigura siguranța la utilizarea roboților industriali, locurile de muncă folosesc o ierarhie a muncii și, prin urmare, responsabilități diferite. Toate activitățile necesită o pregătire adecvată. Trei tipuri de angajați sunt delegați să lucreze cu robotul: operatori, programatori și ingineri de întreținere, fiecare cu sarcini și puteri diferite.

Operatorul poate porni și opri controlerul robotului și poate porni robotul din panoul operator. Este strict interzisă intrarea în zona de lucru a robotului. Această activitate este destinată programatorilor și inginerilor de service cu pregătire adecvată.În plus, programatorul și inginerul sunt responsabili pentru gestionarea și programarea robotului, punerea în funcțiune și întreținerea.