Снижение мощности

В ручном режиме сервоприводы манипулятора промышленного робота работают с пониженной мощностью. Понижение мощности обеспечивается за счет ограничения числа оборотов двигателя машинными данными через широтноимпульсный модулятор. Кроме этого, логической частью через интерфейс адаптивного управления задается сигнал, которым напряжение трансформатора для питания приводов переключается на пониженное.

Контроль скорости

Контроль максимально допустимой скорости движения осей робота в процессе отработки программы. При превышении значения скорости установленного предела прерывается выполнение программы и выдается сообщение об ошибке с указанием оси превышения скорости.

Контроль ускорения и торможения

Ускорение и торможение вызывают действие сил инерции на перемещаемые массы (рабочий инструмент, части манипулятора), в результате которых может произойти их отсоединение от основной конструкции или ослабление захвата перемещаемого груза. Поэтому система управления промышленным роботом производит контроль процессов ускорения и торможения осей робота на превышение значений, установленных машинных данных. При появлении неисправности отработка программы останавливается, и на дисплей выводится сообщение с указанием номера оси.

6.1.2. Ограничение рабочей зоны робота

Ограничение рабочей зоны робота может проводится при помощи следующих приемов: механические упоры, механические или электромагнитные конечные выключатели, программное ограничение рабочей зоны, запретные пространства. Ограниченная таким образом рабочая зона конкретного робота может значительно отличаться от паспортных характеристик (рис. 6.1).

Механические упоры

Оси А1 и А5 манипулятора антропоморфного робота снабжены механическими демпфирующими упорами, не допускающие разворота манипулятора на угол более установленного ни при каких обстоятельствах.

Механический упор является последним рубежом на случай отказа всех других функций защиты. Наличие механического упора на основании манипулятора формирует гарантированный безопасный сектор.

Конечные выключатели

Рабочая зона робота ограничивается в положительном и отрицательном направлениях и обеспечивается регулируемыми электромеханическими или механическими конечными выключателями по всем осям; оси А1 и А5 дополнительно имеют механические упоры. Конечные выключатели действуют во всех режимах управления робота. При срабатывании выключателя отработка программы перемещений манипулятора останавливается, и выдается сообщение с указанием номера опасной оси.

Программное ограничение рабочей зоны

Рабочая зона в декартовой системе координат может быть ограничена посредством программирования. При попадании рабочего органа за пределы рабочей зоны робот останавливается, и выдается сообщение с указанием недопустимого направления. В данном случае программно задаваемая рабочая зона может быть на много меньше реально возможной по паспортным характеристика конкретного робота.

Рис. 6.1. Ограничение рабочей зоны промышленного робота

Запретные зоны

Пользователем программно могут быть заданы несколько квадратных запретных зон различного размера, в которые недопустимо попадание инструмента в процессе движения манипулятора. При попадании рабочего органа в одну из запретных зон отработка программы останавливается, и выдается сообщение с указанием номера данной зоны и плоскости запретной зоны.

6.2. Вопросы безопасности при построении РТК

Основными причинами возникновения аварийных ситуаций РТК могут явиться неправильные (непредусмотренные) движения ПР во время обучения и автоматической работы (при сбоях программы), авария технологического оборудования на участке, ошибочные действия оператора во время обучения ПР и его ремонта, доступ человека в рабочее пространство ПР при его работе в автоматическом режиме, нарушение номинальной грузоподъемности ПР; неудобное и тесное размещение технологического оборудования, пультов управления, тары, накопителей и транспортных средств на участке; размещение пультов управления внутри рабочего пространства ПР и отсутствие специальных ограждений, недостаточная освещенность и обзора для оператора.

При планировке РТК необходимо исключить вероятность возникновения перечисленных неблагоприятных причин.

Основным элементом безопасности любого РТК является защитное заграждение, к которому предъявляются следующие требования:

1)должны выдерживать любые усилия, которые могут случайно прикладываться к ним снаружи и изнутри при постоянной работе;

2)заграждение должно препятствовать нормальному проникновению через него человека (исключается специальное перелазание, перепрыгивание с шестом и т.п.);

3)конструкция заграждения должна исключать его наклон или искривление в результате случайных факторов;

4)количество калиток для проникновения внутрь заграждения должно быть минимальным;

5)все калитки должны быть снабжены концевыми выключателями, соединенными последовательно с кнопкой «СТОП» (при открывании любой из калиток система срабатывает как при нажатой кнопке «СТОП»);

В ряде случае оградить участок работы робота ограждением не представляется возможным. В этих случаях по периметру зоны обслуживания РТК ставится световой барьер (световые датчики), пересечение зоны действия которых человеком приводит к останову роботов на участке.

При проектировании и компоновке РТК необходимо руководствоваться следующими правилами:

1)Размеры и качество плиты для крепления базисного основания манипулятора должны соответствовать требованиям производителя роботов. В противном случае манипулятор робота устанавливать на базисное основание запрещается. Несоблюдение может привести к отрыву робота от фундамента в процессе эксплуатации.

2)Масса объектов манипулирования вместе со схватом, закрепляемые на фланце оси А6, должны быть не более массы, определяемой максимальной грузоподъемностью робота. В противном случае возможно снижение точности позиционирования и попадание рабочего инструмента в запретную зону.

3)При программировании робота необходимо стремиться к тому, чтобы рабочая зона манипулятора была уменьшена до минимально необходимых размеров.

4)В рабочем пространстве позиционеров, в котором может находиться человек в процессе работы РТК (например, оператор, укладывающий заготовки в кондуктор на поворотном столе), укладываются маты безопасности или располагается световая завеса. При этом, автоматический разворот позиционера происходит только после того, как человек сойдет с мата безопасности или перестанет пересекать линию действия светового луча.

5)При построении РТК с позиционерами необходимо добиваться того, чтобы рабочая зона робота не пересекала главную ось разворота позиционера, что исключит возможность повреждения оператора, укладывающего заготовки в кондуктор позиционера при работающем роботе.

6)При использовании РТК с несколькими роботами, рабочие зоны которых пересекаются, необходимо исключить возможность столкновения манипуляторов. Идеальный вариант – когда один манипулятор производит перемещения только при условии, что все другие манипуляторы неподвижно стоят на концевом выключателе.

7)При перемещении промышленным роботом заготовок и деталей на высоте над проходами, проездами и рабочими местами в целях предупреждения несчастных случаев необходимо предусматривать под зоной движения манипулятора промышленного робота защитные сетки или другие устройства, предупреждающие падение перемещаемых деталей.

8)Роботизированные технологические участки необходимо ограждать и обозначать сигнальными цветами и знаками безопасности в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.026-76*.

6.3.Безопасность труда при эксплуатации РТК

Входе эксплуатации РТК часто приходится производить работы, связанные с нахождением человека в рабочей зоне робота (ремонт, отладка, обучение) при этом необходимо руководствоваться следующими правилами:

1)к обслуживанию робота допускаются только лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности, и имеющие навыки обращения с роботом;

2)перед любыми действиями, связанными с нахождением человека внутри рабочей зоны робота, необходимо выключать робот полностью;

3)в процессе обучения робота оператор должен находиться на максимальном расстоянии от манипулятора;

4)при обучении робота рекомендуется, чтобы кроме оператора у пульта управления находился человек, способный нажать на кнопку «СТОП»;

5)Уровень вибрации, создаваемой на рабочем месте оператора должен соответствовать ГОСТ 12.1.012-90 “ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования ”;

6)Проверка шумовых характеристик проводится в соответствии с ГОСТ 12.1.035-81.

Контрольные вопросы к главе 6

1.Какие опасны и вредные факторы возникают при эксплуатации промышленных роботов на производстве?

2.Для чего и как производят регулирование скорости перемещения подвижных частей робота при его эксплуатации?

3.Для чего и как производят ограничение рабочей зоны робота при планировке РТК?

4.Какие требования предъявляются к защитному заграждению РТК?

5.Какие правила необходимо выполнять при проектировании РТК?

6.Какие правила необходимо выполнять при эксплуатации ПР?