ضمان السلامة عند استخدام الروبوتات الصناعية
الروبوت الصناعي عرضة لخطر متزايد. تم تسجيل أول حالة وفاة بشرية من أفعال إنسان آلي في مصنع ياباني. قام فني الخدمة ، الذي كان في منطقة العمل ، باستكشاف أخطاء جهاز التوجيه وإصلاحها مع إيقاف تشغيل الروبوت وتوصيل الروبوت بالجهاز. المناور ، الذي يتحرك بسرعة حوالي 1 م / ثانية ، ضغط على المنظم وسحقه.
في المتوسط ، هناك حادث واحد لكل 100 روبوت صناعي سنويًا. تحدث ثلاث حالات مؤلمة تقريبًا خلال 14 يومًا من تشغيل مجمع تكنولوجي آلي.
الأسباب الرئيسية للإصابات أثناء عمل الروبوتات هي:
- الإجراءات غير المتوقعة للروبوت في عملية تدريبه وعمله ؛
- أخطاء في إصلاح الروبوت والإعداد ؛
- وجود المشغل في منطقة العمل أثناء التشغيل التلقائي للروبوت ؛
- وضع لوحة التحكم في منطقة عمل الروبوت ؛
- عطل أو إيقاف تشغيل أجهزة الحماية.
تحدث معظم الإصابات بسبب أعطال جهاز التحكم وأخطاء البرمجة.
في القصة القصيرة "الصعلوك" (1942) ، صاغ كاتب الخيال العلمي الأمريكي إسحاق أسيموف ثلاثة قوانين لسلامة الروبوتات:
- يجب ألا يؤذي الروبوت أي شخص من خلال أفعاله أو تقاعسه ؛
- يجب أن يطيع الروبوت الأوامر التي يعطيها له الشخص ، إلا عندما تتعارض هذه الأوامر مع القانون الأول ؛
- يجب أن يعتني الروبوت بسلامته إذا لم يتعارض مع القانونين الأول والثاني.
هناك ثلاثة احتمالات للاتصال المباشر بين المشغل والروبوت يمكن أن تحدث أثناء البرمجة (التدريس) وتشغيل الروبوت: العمل المباشر مع الروبوت ، وكذلك أثناء إصلاحه وصيانته.
تتمثل الوسيلة الرئيسية لضمان السلامة في منع ظهور شخص وأجزاء متحركة من الروبوت في وقت واحد في منطقة عمل الروبوت. يجب أن توقف أجهزة الحماية حركة العناصر الروبوتية في تلك المناطق من منطقة العمل حيث يوجد الشخص. إذا انقطعت الطاقة فجأة ، يجب أن تتوقف حركة روابط الروبوت.
منطقة العمل هي المساحة التي يمكن أن يتواجد فيها الجسم العامل للمعالج أو الروبوت. يعتمد ذلك على أبعاد الروابط وحركاتها والمخطط الحركي للمعالج. تم تعيين منطقة العمل في وصف المعالج.
غالبًا ما يتم تحديد ثلاثة مستويات من مناطق الحماية:
- الكشف عن وجود موظف على حدود منطقة عمل المحطة الآلية ؛
- الكشف عن وجود شخص في منطقة تغطية المحطة خارج وضمن نطاق حركة الروبوت ؛
- الاتصال المباشر مع الروبوت أو بالقرب من يده.
في مسار الروبوت المعلق ، يجب تركيب شبكات لحماية الأشخاص والمعدات من السقوط المفاجئ للأشياء المنقولة. تتحكم أجهزة مراقبة تنفيذ البرنامج في حدوث روابط الروبوت في نقاط محددة في منطقة العمل. يمكن أن تكون مفاتيح تبديل مسار يتم تشغيلها عندما يمر ارتباط عبر نقطة.
تعمل أجهزة التحكم في تفاعل الروبوت مع البيئة على إيقاف تشغيل محركات الارتباط عندما تزداد مقاومة الحركة ، على سبيل المثال ، عندما يلامس أحد الروابط عقبة. تستخدم مستشعرات عزم الدوران أو مستشعرات اللمس لقياس الحمل.
يتم تنفيذ سياج منطقة العمل بمساعدة أسوار شبكية وحواجز ضوئية. غالبًا ما تستخدم الأسوار الشبكية لمنع الأشخاص من دخول منطقة العمل.
ومع ذلك ، ليس من الممكن دائمًا إحاطة المنطقة بالروبوت تمامًا. على سبيل المثال ، إذا تم استخدام الناقلات المستقبلة ، أي الأسطح غير المسيجة ، والتي يمكن من خلالها للأشخاص غير المصرح لهم الدخول إلى منطقة العمل. هذه المناطق محمية بواسطة حواجز بصرية (ضوئية).
حاجز الضوء هو حامل لبواعث الضوء وحامل لأجهزة الكشف الضوئية ، إذا تلقى كل مستقبل ضوئي ضوءًا من باعث الضوء المقابل ، فإن المركب الآلي يعمل. سيؤدي وجود جسم بين حامل باعث الضوء وحامل جهاز الكشف الضوئي إلى عبور شعاع الضوء ، مما يؤدي إلى إغلاق الجهاز.
يتم استخدام العديد من حواجز الضوء لإحاطة المجمع الآلي من جميع الجوانب.
تسييج منطقة العمل بحواجز ضوئية: 1 - معدات تكنولوجية ، 2 - روبوت ، 3 - باعث ضوئي ، 4 - كاشف ضوئي
مناطق الدخول إلى منطقة العمل مؤمنة بأقفال كهربائية إلى جانب نظام القفل والفتح الأوتوماتيكي. بهذه الطريقة ، يتم تحرير الغالق فقط عندما يتم تعطيل الروبوت.يمكن لأزرار الأمان الإضافية في منطقة العمل حماية الشخص من التنشيط غير المنضبط للروبوت من قبل أشخاص غير مصرح لهم.
عادة ما يتم استكمال نظام الأمان باستخدام مصابيح الإنذار وصفارات الإنذار ، ويكون الروبوت نفسه وأجزائه المتحركة بألوان زاهية.
الحماية الإضافية هي استخدام الأجهزة التي تكتشف وجود شخص في منطقة عمل الروبوت.
يتم حاليًا استخدام العديد من أنظمة الكشف عن التواجد البشري. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون: الكشف عن إشعاع الميكروويف (باستخدام تأثير دوبلر) ، والكشف عن الأشعة تحت الحمراء السلبية والنشطة ، وأنظمة الرؤية ، والتغيرات في السعة ، والضغط ، واستخدام الموجات فوق الصوتية ، إلخ.
لضمان السلامة عند استخدام الروبوتات الصناعية ، تستخدم أماكن العمل تسلسلاً هرميًا للعمل وبالتالي مسؤوليات مختلفة. تتطلب جميع الأنشطة التدريب المناسب. يتم تفويض ثلاثة أنواع من الموظفين للعمل مع الروبوت: المشغلون والمبرمجون ومهندسو الصيانة ، ولكل منهم مهام وصلاحيات مختلفة.
يمكن للمشغل تشغيل وإيقاف وحدة تحكم الروبوت وبدء تشغيل الروبوت من لوحة المشغل. يمنع منعا باتا دخول منطقة عمل الروبوت. هذا النشاط مخصص للمبرمجين ومهندسي الخدمة ذوي التدريب المناسب.بالإضافة إلى ذلك ، فإن المبرمج والمهندس مسئولين عن إدارة وبرمجة الروبوتات والتكليف والصيانة.