Đảm bảo an toàn khi sử dụng robot công nghiệp

Robot công nghiệp có nguy cơ gia tăng. Trường hợp đầu tiên về cái chết của con người do hành động của robot đã được ghi nhận tại một nhà máy của Nhật Bản. Kỹ thuật viên dịch vụ, người đang ở trong khu vực làm việc, đã khắc phục sự cố bộ định tuyến khi rô-bốt tắt và kết nối rô-bốt với máy. Người điều khiển, di chuyển với tốc độ khoảng 1 m / giây, nhấn bộ điều chỉnh và nghiền nát nó.

Trung bình, cứ 100 robot công nghiệp thì có một vụ tai nạn mỗi năm. Khoảng 3 tình huống đau thương xảy ra trong 14 ngày hoạt động của tổ hợp công nghệ robot.

Các nguyên nhân chính gây thương tích trong quá trình làm việc của robot là:

• hành động bất ngờ của robot trong quá trình đào tạo và làm việc;
• lỗi trong quá trình sửa chữa và thiết lập robot;
• sự hiện diện của người điều khiển trong khu vực làm việc trong quá trình vận hành tự động của rô-bốt;
• đặt bảng điều khiển trong khu vực làm việc của robot;
• sự cố hoặc tắt các thiết bị bảo vệ.

Hầu hết các chấn thương là do trục trặc thiết bị điều khiển và lỗi lập trình.

Trong truyện ngắn "Kẻ lang thang" (1942), nhà văn khoa học viễn tưởng người Mỹ Isaac Asimov đã đưa ra ba định luật về sự an toàn của người máy:

• rô-bốt không được làm hại con người bằng các hành động hoặc không hành động của nó;
• rô-bốt phải tuân theo mệnh lệnh do con người đưa ra, trừ khi những mệnh lệnh đó mâu thuẫn với luật thứ nhất;
• rô-bốt phải đảm bảo an toàn cho nó nếu nó không mâu thuẫn với định luật thứ nhất và thứ hai.

Có ba khả năng tiếp xúc trực tiếp giữa người vận hành và rô-bốt có thể diễn ra trong quá trình lập trình (dạy) và vận hành rô-bốt: làm việc trực tiếp với rô-bốt, cũng như trong quá trình sửa chữa và bảo trì rô-bốt.

Phương tiện chính để đảm bảo an toàn là ngăn chặn sự xuất hiện đồng thời của người và các bộ phận chuyển động của rô-bốt tại một điểm trong khu vực làm việc của rô-bốt. Các thiết bị bảo vệ phải ngăn chặn chuyển động của các phần tử rô bốt trong các khu vực của khu vực làm việc nơi có người. Nếu mất điện đột ngột, chuyển động của các liên kết của robot sẽ dừng lại.

Khu vực làm việc là không gian mà cơ thể làm việc của người thao tác hoặc rô bốt có thể được đặt. Nó phụ thuộc vào kích thước của các liên kết, chuyển động của chúng và sơ đồ động học của người thao tác. Khu vực làm việc được đặt trong phần mô tả của người thao tác.

Ba cấp độ của vùng bảo vệ thường được xác định nhất:

• phát hiện sự hiện diện của một nhân viên ở biên giới khu vực làm việc của trạm robot;
• phát hiện sự có mặt của người trong vùng phủ sóng của trạm ngoài và trong phạm vi di chuyển của robot;
• tiếp xúc trực tiếp với rô bốt hoặc đến gần tay rô bốt.

Trên đường đi của robot treo lơ lửng phải lắp đặt lưới để bảo vệ người và thiết bị khỏi sự rơi bất ngờ của các vật được vận chuyển. Các thiết bị giám sát thực hiện chương trình kiểm soát sự xuất hiện của các liên kết robot tại các điểm cụ thể trong khu vực làm việc. Chúng có thể là các công tắc đường dẫn được kích hoạt khi một liên kết đi qua một điểm.

Các thiết bị để kiểm soát sự tương tác của rô-bốt với môi trường sẽ tắt các ổ liên kết khi lực cản chuyển động tăng lên, chẳng hạn như khi một trong các liên kết chạm vào chướng ngại vật. Cảm biến mô-men xoắn hoặc cảm biến xúc giác được sử dụng để đo tải.

Hàng rào của khu vực làm việc được thực hiện với sự trợ giúp của hàng rào lưới và rào cản ánh sáng. Hàng rào lưới thường được sử dụng để ngăn mọi người vào khu vực làm việc.

Tuy nhiên, không phải lúc nào cũng có thể bao vây hoàn toàn khu vực bằng robot. Ví dụ, nếu sử dụng băng chuyền tiếp nhận, nghĩa là các bề mặt không được rào lại, qua đó những người không được phép có thể vào khu vực làm việc. Những khu vực như vậy được bảo vệ bởi các rào cản quang học (ánh sáng).

Rào cản ánh sáng là giá đỡ cho bộ phát sáng và giá đỡ cho bộ tách sóng quang.Nếu mỗi bộ thu quang nhận được ánh sáng từ bộ phát sáng tương ứng thì tổ hợp robot sẽ hoạt động. Sự hiện diện của một vật thể giữa giá treo bộ phát ánh sáng và giá treo bộ tách sóng quang sẽ khiến chùm sáng cắt ngang, khiến thiết bị tắt.

Một số rào cản ánh sáng được sử dụng để bao bọc tổ hợp rô-bốt ở mọi phía.

Rào chắn khu vực làm việc bằng các rào cản ánh sáng: 1 — thiết bị công nghệ, 2 — robot, 3 — bộ phát sáng, 4 — máy dò ảnh

Lối vào khu vực làm việc được bảo vệ bằng khóa điện cùng với hệ thống khóa và mở khóa tự động. Bằng cách này, cửa trập chỉ được nhả khi rô-bốt bị tắt. Các nút an toàn bổ sung trong khu vực làm việc có thể bảo vệ một người khỏi việc kích hoạt rô-bốt một cách mất kiểm soát bởi những người không được phép.

Hệ thống an ninh thường được bổ sung bằng cách sử dụng đèn cảnh báo và còi báo động, bản thân robot và các bộ phận chuyển động của nó có màu sắc rực rỡ.

Bảo vệ bổ sung là việc sử dụng các thiết bị phát hiện sự hiện diện của một người trong khu vực làm việc của rô-bốt.

Nhiều hệ thống phát hiện sự hiện diện của con người hiện đang được sử dụng. Ví dụ, nó có thể là: phát hiện bức xạ vi sóng (sử dụng hiệu ứng Doppler), phát hiện bức xạ hồng ngoại thụ động và chủ động, hệ thống thị giác, thay đổi điện dung, áp suất, sử dụng siêu âm, v.v.

Để đảm bảo an toàn khi sử dụng rô-bốt công nghiệp, nơi làm việc sử dụng hệ thống phân cấp công việc và do đó, các trách nhiệm khác nhau. Tất cả các hoạt động yêu cầu đào tạo thích hợp. Ba loại nhân viên được ủy quyền làm việc với robot: người vận hành, lập trình viên và kỹ sư bảo trì, mỗi người có nhiệm vụ và quyền hạn khác nhau.

Người vận hành có thể bật và tắt bộ điều khiển rô-bốt và khởi động rô-bốt từ bảng vận hành. Nghiêm cấm đi vào khu vực làm việc của robot. Hoạt động này dành cho các lập trình viên và kỹ sư dịch vụ được đào tạo phù hợp.Ngoài ra, lập trình viên và kỹ sư chịu trách nhiệm quản lý và lập trình robot, vận hành và bảo trì.