Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы организационно-технологического управления роботизированными комплексами. Учебное пособие
.pdf
271
- робот должен повиноваться командам, которые ему дает
человек, кроме тех случаев, когда эти команды противоречат
первому закону;
- робот должен заботиться о своей безопасности, поскольку это
не противоречит первому и второму законам.
Представленные законы нисколько не потеряли своей
значимости и в современных условиях. ПР, с точки зрения
обеспечения безопасности с одной стороны, рассматривается как
вспомогательное, так и основное технологическое оборудование.
В связи с этим на него распространяются многочисленные
общетехнические стандарты техники безопасности. С другой –
робот, как автоматическая машина, обладает существенными
особенностями, принципиально отличающие его от других
устройств. Все это в совокупности позволяет заключить о том,
что ПР являются объектами повышенной опасности.
9.1. Опасные производственные факторы
при роботизации химико-технологических процессов
Опасный производственный фактор – это любое воздействие
(механическое, химическое, биологическое, электромагнитное и
т.п.) на человека, которое в определенных условиях приводит к
травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья.
Опасные производственные факторы воздействуют не только на
человека, но и на работоспособность ПР, приводя к
разнообразным сбоям в работе робота и возникновению
дополнительных, непредвиденных опасных для работника
ситуаций. Поэтому опасные производственные факторы, при
эксплуатации ПР, имеют на человека двойное воздействие: вопервых, они не благоприятно воздействуют на его здоровье и
работоспособность, а во-вторых – негативно влияют и на
функционирование робота, что ведет к дополнительным травм
опасным ситуациям опять же для человека (табл. 18).
272
Характерные производственные факторы, влияющие
на работоспособность работника и робота
Влияние на работающий объектОпасные
производственные
факт оры
1 2 3
1. Окружающая
температура выше
нормы (без воздушного охлаждения)
Промышленный робот Работник (человек)
Перегрев систем,:
нестабильность работы
и выход их из строя
Таблица 18
Быстрая утомляемость, ошибки в
работе, невнимательность
2. Тепловое излучение от источника с
температурой до
1100°С
3. Удар (амплитуда
до 12,7 мм, частота
до 2 Гц), вибрации
выше нормативных
значений
4. Сбои электроснабжения
5. Сбои в подаче
движителя
6. Электромагнитные
помехи
7. Аэрозоли водных и
других охлаждающих
жидкостей, часто
агрессивных
То же Быстрая утомляе-
мость, тепловой удар,
ожоги
Сбой в работе систем и
их поломка в результате разнообразных
механических повреждений
Сбои в реализации
алгоритмических
программ, поломка
элект рооборудования
Нестабильность
работы.
Прерывание управляющих сигналов,
высокочастотное
нагревание
Сбой в работе
разнообразных систем,
вызванный попаданием
на токопроводящие
элементы, кнопки
управления и т.п.
Быстрая утомляемость, профессиональные заболевания,
травмы
Травмы, связанные с
поражением электрическим током
Нет
Быстрая
утомляемость,
ошибки в работе,
невнимательность
Травмы в виде
отравлений и ожогов
при попадании на
открытые участки
тела и внутрь
273
1 2 3
8. Возможность
возгорания или
взрыва.
Отказ в работе систем. Разнообразные хими-
Окончание табл. 18
ческие и механичес-кие
травмы
9. Вредные и
ядовитые жидкие
вещества (разной
вязкости), используемые в производстве разнообразной пищевой и
химической продукции, а также
вторичные продукт ы
химических реакций
10. Вредные и ядовитые газообразные
вещества, используемые в технологическом проце ссе и
возникающие в
результате химических реакций
11. Частицы твердых
веществ: основной
(побочный продукт
химико-технологических операций
(песок, металлические опилки,
горячий шлак и т.п.
12. Недостаточная
освещенность
13. Повышенная
запыленность
14. Наличие радиоактивного фона
Сбой в работе
разнообразных систем,
вызванный попаданием
на токопроводящие
элементы, кнопки
управления и т.п.
То же Травмы в виде
То же Травмы в виде
Нестабильность
работы систем при
использовании
визуальных датчиков
очувствления
То же Профессиональные
Нестабильность и
(или) отказ работы
систем
Травмы в виде
отравлений и ожогов
при попадании на
открытые участки тела
и внутрь
отравлений и ожогов
при попадании на
открытые участки тела
и в дыхательные пути
отравлений, ожогов и
механических
воздействий при
контакте открытых
участков тела с
частицами и внутрь
Быстрая утомляемость
ошибки при работе
заболевания легочного
характера
Быстрая утомляемость,
ошибки в работе,
невнимательность,
профессиональные
заболевания
274
При эксплуатации ПР возникают различные травм опасные
ситуации, причинами которых могут быть разнообразные
опасные и вредные производственные факторы, влияющие на
работоспособность робота и халатное отношение работника,
оказавшегося в опасной зоне. При работе ПР возможно
воздействие на человека в результате:
а) движения исполнительного устройства;
б) перемещения в рабочем органе изделий, заготовок,
инструмента, материала и т.д., т.е. выполнения вспомогательных
химико-технологических операций:
- при выскальзывании из захватного устройства предмета
производства,
- при столкновении с захваченным предметом
производства,
- при захвате и удержании;
в) выполнения основных химико-технологических
операций (например, раздела туш дисковым ножом, нанесение
покрытий, различные виды сварочных работ и т.п.);
г) действия специфических производственных ситуаций,
связанных:
- с теплозащитой,
- химической и биологической защитой;
д) возникновения аварийных ситуаций:
- при разрыве (отсоединении) магистралей с движителем
(сжатый воздух, масло, жидкость и т.п.),
- при разрыве (отсоединении) трубопроводов подающих к
рабочему органу ПР компоненты, необходимые для
выполнения химико-технологических операций (например,
лакокрасочные материалы, вязкие герметики, абразивную
крошку и т.п.),
- связанных с электробезопасностью.
Вышепредставленные возможные воздействия могут
возникать в следующих случаях производственной деятельности
при: перемещении и монтаже ПР, сборке и подготовке его к
работе, программировании и перепрограммировании, испытании,
в результате пуско-наладочных работ, автоматической обработки
программы, а также ее сбоев и корректировки. Ниже
275
представлена табл. 19, характеризующая опасные
производственные факторы и область их возникновения.
Рассмотрим воздействие опасных производственных
факторов на человека (табл. 19). Из физических опасных
факторов можно выделить четыре характерных вида
взаимодействия на человека: механическое, ионизирующее
излучение, психофизическое и электромагнитное.
Механическое воздействие.
Если ПР устанавливается к потолку, стене или имеет
портальное крепление, тогда работе наладчика (при техническом
обслуживании и ремонте) или монтажника существует
возможность падения, как работающего так и отключенного
манипулятора. Кроме того при транспортировке и монтаже не
исключена возможность опрокидывания ПР, т.к. его центр
тяжести, как правило, не совпадает с геометрическим центром.
Необходимо отметить, что при пробном пуске, производственных
испытаниях, автоматической отработки программы и
непредвиденных сбоях могут возникнуть значительные
перегрузки. Если ПР плохо закреплен, может произойти срыв
манипулятора с крепления и травмирование работника. С одной
стороны, рабочая зона ПР имеет значительные размеры,
разнообразную конфигурацию при высоких скоростях
перемещения манипулятора. С другой – для некоторых типов
роботов, наладка (переналадка), ремонт, программирование
обучением (перепрограммирование) и некоторые другие виды
деятельности подразумевают необходимость использования
труда человека. В сов окупности эти два противоречия
значительно повышают риск столкновения работника с ПР.
Опасность могут представлять не только быстродвижущиеся
части манипулятора но и переносимый объект, который может
вырваться из захватного устройства или значительно превысить
его размеры. Кроме всего прочего, переносимым объектом может
оказаться и работник, который зазевался в рабочей зоне ПР.
276
Еще большую опасность представляет столкновение с
рабочим органом манипулятора, выполненного в виде
технологического инструмента, например, дискового ножа,
вращающегося с огромном скоростью. Даже нахождение в зоне
действия рабочего органа манипулятора чрезвычайно опасно.
Представьте себе, что рабочий орган выполнен в виде
краскопульта, наносящего на предмет производства
лакокрасочные покрытия или герметизирующие швы. При
возникновении, например, непредвиденного сбоя манипулятор с
краскопультом начинает самопроизвольное перемещение,
разбрызгивая лакокрасочные материалы на все предметы,
находящиеся в его зоне действия. Пока не заменена
необходимость нахождения работника как в зоне ПР, так и в зоне
действия рабочего органа манипулятора, он постоянно
подвергается опасности механического воздействия со стороны
робота.
Электрическое воздействие
ПР – это электрическая машина. Поэтому, при не
соблюдении техники безопасности, работник может быть
поражен электрическим током. В связи со сказанным работники
должны неукоснительно выполнять общепринятые требования
электропожаробезопасности при работе с электрическими
машинами. Кроме того, при работе с ПР существует ряд
специфических особенностей. Так, если рабочий орган робота
представляет собой устройство для электродуговой или точечн ой
сварки, а также электроинструмент, то работник в результате
соприкосновения с ними может быть поражен электрическим
током. Кроме поражения работника электрическим током в
результате непосредственного контакта с токопроводящими
элементами конструкции робота, существует еще опасность
поражения и при непрямом воздействии. Например, при
внезапном (неплановом) отключении электропитания, может
самопроизвольно осуществить перемещение манипулятора по
277
любой траектории или выскользнуть из захватного устройства
предмет производства с аналогичными последствиями для
работников, описанными при механическом воздействии.
Термическое воздействие
Роботы достаточно часто используются в
производственных условиях связанных с термообработкой,
литьем, ковкой, герметизацией и т.п., характеризуемых
повышенной температурой. Поэтому существует опасность
воздействия на работника повышенной температуры. Не менее
опасно для человека воздействие низких и сверхнизких
температур, где основными критериями являются время и
температура воздействия, а также состояние работника. ПР могут
представлять опасность в связи с возникновение пожаров и
взрывов в результате трения и попадания искр (например, при
неисправности электропроводки или возникновения короткого
замыкания), находясь в агрессивной взрывоопасной среде или в
близи легковоспламеняющихся веществ. Кроме того, роботы
представляют повышенную опасность при выполнении
газосварочных работ по герметизации и нанесения покрытия
горящими составами и т.п., для работника, находящегося в зоне
действия рабочего органа манипулятора.
Химическое воздействие
При роботизации химико-технологических процессов
первостепенное значение имеют "взаимоотношения" человека с
ПР. Необходимо организовать данное "взаимодействие" таким
образом, чтобы робот помогал работнику (например, "вывел"
человека из агрессивной среды), а не добавлял лишних хлопот. В
настоящее время для работы в агрессивных средах используются
дистанционно управляемые ПР или специальные манипуляторы,
установленные в герметичных камерах. Управление данными
манипуляторами осуществляется оператором при помощи
278
ручных механизмов снаружи герметической камеры.
Промышленные роботы представляют определенную опасность
при транспортировании, штабелировании, укладки и т.п. тары с
химическими и радиоактивными веществами.
Биологическое воздействие
При работе ПР, в частности механических движениях
манипулятора, функционировании системы управления,
выполнения разнообразных химико-технологических процессов
(операций) возможно воздействие на работников шума,
вибраций, возникновения повышенной запыленности и
загазованности. Все это необходимо учитывать и организовывать
максимальную защиту от вредных биологических воздействий.
Электромагнитное воздействие
Постоянное воздействие на работника магнитных полей
различной интенсивности приводит к разнообразным
заболеваниям. Причиной данного рода заболевания является
нахождение работника вблизи мощного излучателя
электромагнитных волн, представляющего собой, как
технологическое оборудование, так и разнообразные
электромагнитные захватные устройства.
Комбинированное воздействие
В комбинированном воздействии можно выделить три
группы: механически-динамическое, механически-термическое и
механически-химическое.
Механически-динамическое воздействие
Данное воздействие связано с нарушением герметичности
шлангов (трубопроводов), по которым подается рабочее тело
(движитель), например, сжатый воздух, масло и т.п., или
материалы к рабочему органу ПР, для выполнения
технологических операций. Нарушение герметичности связано с
разрывом шланга или отсоединением от штуцера. В результате
279
этого работник может быть травмирован, как разорванным
(отсоединившимся) шлангом, так и веществом по нему
перемещающимся.
Механически-термическое воздействие
Причиной данного воздействия является выскальзывание
из рабочего органа робота захваченного предмета производства,
имеющего высокую (низкую) температуру. Предмет
производства может быть полуфабрикатом, компонентом
изделия, детально готовым изделием, узлом и т.п. и представлять
собой твердые цельные материалы, различной жесткости,
сыпучие вещества, а также вязкие и маловязкие жидкости. В
результате их выскальзывания из рабочего органа робота
возникает опасность получения человеком комбинированного
воздействия, в частности механического (удар, перелом, вывих) и
теплового (ожог).
Механически-химическое воздействие
При использовании роботов-лаборантов может произойти
выскальзывание из захватного устройства заполненной
химической посуды, имеющей разнообразный вид (пробирки,
колбы и т.п.), выполненной из стекла, керамики и других хрупких
материалов. В результате выскальзывания из захватного
устройства заполненной химической посуды возникает опасность
получения человеком травматического комбинированного
воздействия. Например, механического – порезы, травмы лица и
других открытых частей тела; химического – ожоги, отравления.
В настоящее время разработаны эффективные меры по
обеспечению безопасности использования ПР.
280
Таблица 19
Характерные опасные производственные факторы и область их
возникновения
Виды
воздействия
на человека
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Причина, вызывающая
воздействие
Характер несчастного
случая
Вид производственной деятельности
Транспортировка и монтаж
Сборка и подготовка к работе
Программирование и пробный пуск
Производственные испытания
Пуско-наладочные работы
Автоматическая отработка программы
Непредвиденный сбой отработки программы
Перепрограммирование, обучение, переобучение
Техническое обслуживание, ремонт
1.
Механическое
А. Падение
манипулятора или
работника с
высоты
Б. Опрокидывание ПР
Удар,
придавливание,
вывих,
переломы и
т.п.
То же + - - - - - - - -
+ + - - + - - - +
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]