先進的安全保護技術與汽車制造業(yè)
當今世界若治,汽車作為最重要的交通峡眶、運輸工具之一,在人們生活京革、工作中奇唤,占據了非常重要的地位。自19 世紀第一臺汽車在FORD 公司誕生贪挽,汽車就開始改變了人們的生活方式和生活節(jié)奏场陪。汽車制造業(yè)在經歷手工——-機械化——-自動化的發(fā)展過程中,人們通過不斷加強和改善汽車制造技術泵易,使汽車逐漸成為放心的安全交通工具干蒸。可以說碴厂,先進讥蚯、安全的制造技術功不可沒,是人們不斷接受汽車新產品、新技術堅實的后盾和基礎犬耀。
汽車制造業(yè)特別需要安全生產
目前汽車整車生產線蔼俐,依據主要工序可分為沖壓、焊接树戴、總裝/涂裝币席、發(fā)動機四大環(huán)節(jié)。首先機器人的使用万栅,大大提高生產率佑钾,但也使得生產環(huán)境更加危險。機器人動作預設程序復雜烦粒、機器手臂的力量大休溶,對處于其周圍的人的安全威脅也相對大。其次汽車車身扰她、底盤等金屬殼體大多都是機器沖壓而成兽掰。目前最多使用的是油壓機自動化生產線,在這些機器周圍徒役,因為危險而受到傷害的程度是非常嚴重的孽尽。在焊接場所,無論焊接機器人忧勿,還是手工焊接杉女,人的視覺疲勞、長時間的重復勞動鸳吸,都容易增加生產事故熏挎。加上機器人在四周運動發(fā)出的“吱吱”聲,呼嘯的動作晌砾,都對人的心理造成壓力障昆。在總裝和涂裝線上,受碰傷衫荒、切傷盲陨、擠壓的可能性都很大。在發(fā)動機制造工序宿替,數控機床恳岔、銑床的使用,追求效率和在生產成本的驅使锚渺,高速刀具、換刀架猖等,高加速度的機床設備歪缅,對操作人員的威脅越來越多。先進的生產設備、工藝鼓募,促使汽車制造業(yè)的繁榮和復雜灶鹦,同時處在其中的工作人員也就更危險,更加需要先進的安全保護技術买雾,以確保他們的人身安全把曼,維護企業(yè)的生產安全和利益。競爭加劇漓穿、成本降低要求汽車制造業(yè)的自動化程度越來越高嗤军,但是決不是說完全可以不需要人工干預。對于生產技術晃危、過程監(jiān)控叙赚,及時調整等要求,人員的經驗和靈活性都是機器無法比擬的僚饭,所以對汽車制造這種自動化程度非常高的環(huán)境震叮,處于其中的人員安全就尤其重要。
安全保護技術標準
安全保護的技術基礎是來自歐洲先進的安全保護技術鳍鸵。機器最早起源于歐洲苇瓣,經過200多年的不斷發(fā)展和完善,目前已經形成眾多標準偿乖。并被分成三個不同的層次結構:A 類钓简、B類和C 類標準。A 類標準規(guī)定的是所有機器都必須要符合的基本標準眉挥。B 類標準是對整個類別的機器的共性做出了規(guī)定朋蚜。B 類標準可細分為B1 標準和B2 標準,B1 標準對與安全保護相關的參數做出了規(guī)定深七,如安全間距茧滞、表面溫度、噪音等粉霹;B2 標準規(guī)定的是對安全保護裝置的具體要求狠劳,如雙手按鈕、安全門開關喉侨、安全地毯等品隅。在大量的C 類標準里,每一個C類標準都對一種具體的機器裝置做出了詳細的規(guī)定青礁。最常見的有關安全的標準有EN292燃徊、EN1050 危險評估和EN954-1 安全等級分類和使用標準。汽車制造業(yè)無論自動化程度的高低谋监,都是建立在大大小小厚累、各種各樣的機器和生產線的基礎上,所有設備都必須符合相應的安全標準,才可能確保生產作業(yè)人員和機器設備的安全疫衩。
根據98/37/EC 機器指令硅蹦,機器安全保護的原則是如下:
1).凡是有危險的地方,就需要保護闷煤。
2).保護要依據危險的等級童芹,進行分析,從而選擇合適的安全保護等級和措施鲤拿。
3).安全保護設計需要遵循的設計順序假褪,而且不可以逆序。
安全應該貫穿機器開始設計皆愉、裝配嗜价、調試到制造完成整個過程如果第一步無法完全避免危險,必須采取安全防護幕庐。上述措施無法避免的剩余危險久锥,加貼醒目的警告標識說明書中關于機器操作的正確方法和警告安全保護產品在汽車行業(yè)的應用實例介紹對機器設備實現(xiàn)安全保護有多種方式,如機電式异剥、電子式瑟由、液壓式、氣動式等等倚衡,使用最多馍晴、技術最成熟的方式是機電式。根據汽車制造業(yè)的特點和安全要求的特殊性神灵,一般在汽車制造行業(yè)驱偿,依據要工序、工藝浓先、保護的環(huán)境乓托,結合經濟、成本預算等矢老,確定采取合適的安全標準和產品技術剿营。
安全保護技術(安全防護危險)
可分離式保護裝置不可分離式保護裝置
固定裝置移動裝置
圍柵等門、蓋等
位置約束位置不約束接近功能
接觸開關電子感應
裝置
- 位置開關
- 門鎖開關
- 地毯開關
- 邊沿開關
- 光幕開關
- 激光掃描雙手按鈕確定開關
- 繼電器
- 監(jiān)控模塊
- 總線
急停開關
安全保護裝置斋葱,可分兩種:可分離式保護裝置和不可分離式保護裝置千绍。對于前者,是比較經濟的方式溃蛙,需要機械圍欄灌旧,將危險和人隔離開來,從而確保人遠離危險酝静。但是要求的生產場地相對較大节榜,在人需要進出的地方羡玛,設置通道門别智,門上安裝分離式安全門開關宗苍,和/或安全門鎖開關,再和安全繼電器組成安全監(jiān)控保護電路薄榛。比如最常見的汽車生產現(xiàn)場中:
焊接機器人讳窟、裝配機器人等周圍,全部用鐵機械圍欄保衛(wèi)起來敞恋,在不是很頻繁進出的通道門上丽啡,安裝有門鎖開關。安全門開關和門鎖開關鎖最大的特點是硬猫,具有一個分離式的操動件补箍。使用安全門開關和電磁開關鎖必須確保在安全防護門打開時,機器設備不會產生危險的動作啸蜜,這是通過門開關和門鎖開關內部的肯定斷開式安全觸點來實現(xiàn)的橙缔;防護門關閉,不會意外啟動機器部竟。安裝門開關元渺,是在機器設備運行過程中,一旦安全防護門打開庵无,控制機器的危險動作停止下來勉溉。使用安全門鎖開關,一般是安全防護門必須一直保持鎖定娩戳,只有機器停止運行且沒有危險后肯锻,才允許打開門進入。除了焊接更践、總裝工序使用機器人外户犯,在發(fā)動機制造設備上,安全門捍农、門鎖開關也大量被應用于數控機床误撤、銑床。在一些數控機床的安全門裝置上壹店,也可以安裝安全限位開關猜丹,但是必須使用肯定斷開式安全觸點。
在汽車制造行業(yè)硅卢,制造自動化程度高射窒,集成度高,材料消耗快等特點将塑,需要頻繁進出危險區(qū)域脉顿,
常常在危險區(qū)域入口選擇光柵和光幕蝌麸。比如在沖壓工序,需要不斷送艾疟、取料的沖壓設備上来吩。在總裝線上,機器人在一邊取料裝配蔽莱,另一邊弟疆,對生產物料的隨時進行補充時,不希望停止整條生產線盗冷,僅僅暫時停止該工位的取料機器人怠苔,那麼光柵/光幕成為最佳選擇。帶屏蔽功能的安全光幕/光柵在汽車制造行業(yè)的應用更為廣泛台凰,通過設定义黑,這種光柵可以智慧地判斷是產品,還是人阻擋了光線橘曙,分別作出停機或不與理會慷递。而且這個設計保護原理,被盡可能大地復制到整條生產線上淫韧。這也就是為什麼光電式光柵和光幕在汽車線上
應用的最多裸朱。
設計選擇、安裝光柵和光幕后嘿帆,必須人不能夠繞過光柵和光幕進入危險區(qū)域龟付。另外,如果周圍光線太強泞氯,也會干擾機器人的動作可靠性凛茬。所以在焊接工序上,大量使用的是安全門薄塘、門鎖保護裝置掠恢。
接觸式的安全地毯也是應用廣泛的一種。安全地毯必須確保符合歐共體標準EN 1760-1悠垛。通常线定,安全地毯用于保護經常有人通過的危險區(qū)域。當有人經過或站在安全地毯上時确买,安全地毯能夠檢測到所受的壓力斤讥,并通過配套檢測繼電器輸出一個斷開信號。安全地毯結構非常堅固湾趾,甚至車輛通過芭商,也能承受。安全地毯外層特殊的橡膠材料搀缠,具有很高的耐磨性和防水性铛楣,并能夠承受多種化學物質的腐蝕近迁。
在機器設備的安全保護中,為了提高可靠性簸州,特別是非常危險的機器設備鉴竭,都采用安全監(jiān)控器模塊,以提高安全保護的等級勿侯。除了檢測安全開關的開啟和緊急停止開關的動作之外拓瞪,安全監(jiān)控器模塊根據不同的設計移履,還可以檢測到安全電路的其他故障:開關/傳感器失效诫痹;電路斷路;電路短路权扭;接地短路寨今;輸出接觸器觸點燒焊;模塊的繼電器失效某澡;檢測電路故障叼榄;工作電壓不足等。
所有的機器設備都必須具有緊急停止功能(只有少部分例外情況)份览。緊急停止開關只能被用作為機器設備附加的預防危險的措施硼货,而不能用來取代必需的安全保護裝置,也不能用作自動的安全裝置晃纹。在汽車總裝線上钢怪,緊急安全拉線開關也是最多的緊急停止設備,在緊急情況下褂宙,在任何一處鲁修,拉動拉線,就可以實現(xiàn)停止初家。一個拉線開關可以等效若干個緊急停止按鈕偎窘。所有安全保護產品均是符合一定的安全標準制造的。此外溜在,還有保護雙手的雙手設備陌知、安全邊沿開關、復雜的區(qū)域保護用激光掃描器等等掖肋。這里就不一一介紹仆葡。
結束語
隨著經濟全球化的發(fā)展,國際標準化組織對于機器安全保護的標準選用培遵,基礎也大多是來自歐洲/德國相關的標準浙芙。這些標準的發(fā)展和命名以后將以ISO EN XXX 或EN ISO XXXX的形式出現(xiàn)。相對地籽腕,我國的國家標準主要是來自ISO 國際標準嗡呼,但是在安全保護方面纸俭,目前還沒有完整的對應的機器安全保護方面的標準,依照歐洲標準是當前最佳選擇南窗。有理由相信:隨著汽車制造業(yè)的飛速發(fā)展终睦,安全技術也將隨著先進的汽車制造技術得到長足的發(fā)展。安全保護技術隨著汽車制造加工技術的推廣谨跌,必將應用到更廣泛領域否抛。
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