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如何确保安全,重叠危险

2019-09-03 06:48

2019年6月5日,皮尔磁协同全国机械安全标准化技术委员会秘书处,在上海成功举办了机械安全控制系统技术研讨会-暨新版GB/T 16855.1(ISO 13849-1)标准宣贯会。

首先,基于工业机器人安装防护的现状,所有的OSHA/ANSI标准都适用于机器人和协作机器人吗?

GB/T 16855.1

工业机器人是由ISO 8373:2012定义的机器人,它是一种可在两个或多个轴上编程,具有一定自主度的驱动机构,可在其所处的环境中运动,并执行预定任务。

2018年12月31日,国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会发布了新版本的GB/T 16855.1,该标准等同采用ISO 13849-1:2015,将于2019年7月1日实施。

工业机器人必须以一种类似于那些可能带来危险的远程控制机器一样配备安全保障装置,工业机器人通过防止人与机器人接触以提供安全保障。

对比老版本的标准,新版GB/T 16855.1有不少变化,“重叠危险”就是其中一个新增的概念。

虽然OSHA对机器人没有特定的要求,但其安全性适用于的一般责任条款,该条款要求雇主提供一个安全和健康的工作场所,避免可能导致死亡或者严重身体伤害的意外发生;其也适用于OSHA 1910.212对所有机器的一般要求,OSHA 1910.212机械动力传动装置、OSHA 29 CFR 1910.147危险能源控制、及NFPA 79 2015工业机械电气标准。

重叠危险

由美国国家标准协会和机器人工业协会出版的ANSI/RIA R15.06工业机器人和机器人系统安全标准是一个美国的共识标准,这个标准为机器人正确的嵌入安全功能提供指导,比如如何安全地将机器人集成到工厂及工作场所等。

标准附录A中有以下新增内容。

ANSI/RIA R15.06-1999标准为安全防护操作提供了全面和详细的指引。最新版本的ANSI/RIA R15.06-2012首次引用了ISO 10218:2011,以实现与已在欧洲和其它采用ISO 10218标准的国家的国际标准保持协调一致。

A.3 重叠危险

ISO 10218第一部分详细地说明了对工业机器人制造商的安全保障要求,包括机械臂和机器人控制器。ISO 10218第二部分阐述了针对整个工业机器人系统集成商或安装者的责任,其中包括工业机器人、末端执行器、工件、及任何外围设备。

使用本部分时,所有危险都作为一个特定危险或危险状况。为了量化风险,每个危险均可单独评价。

所以,现在ANSI/RIA R15.06-2012等同于ISO 10218-1,2:2011。此外,四项ANSI技术报告支持R15.06标准,包括基于任务的风险评估方法RIA TR R15.306-2016;安全防护RIA TR R15.406-2014;现有系统RIA TR R15.506-2014;协作机器人安全RIA TR R15.606-2016或ISO/TS 15066:2016。此外,针对工业移动机器人安全正在开发新的ANSI/RIA R15.08,特别针对带有移动平台的机器人。

如果存在显著的、总是同时发生的直接关联危险的组合,那么在风险估计时宜将它们组合。

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进行机器风险评估时宜考虑确定危险是否宜单独考虑或进行组合。

与工业机器人不同,协作机器人被设计成与人类在一个共享的物理空间协同工作,如前文所述,在ISO/TS 15066:2016标准全球统一的,ANSI/RIA R15.06-2012和TR606阐述了协作机器人,标准明确了四种类型的协作:安全监控停止、手动引导、速度和分离监控、及动力和力的限制。该标准提供了包括关于最大允许速度和最小保护距离的指导的关键信息,以及防止操作员受伤或引起不适所确立的保护隔离距离和数据的有关验证功率和力的阈值公式。

示例

对任务型风险评估的要求是新的ANSI/RIA R15.06-2012标准中最大改变之一。从事集成工作的集成商或最终用户现在必须在每一个机器人系统中进行基于任务的风险评估,并总结减轻这些风险的方法。风险评估可计算伤害发生的潜在严重程度,操作人员接触危险的风险,及难以避免的危险从可忽略到非常高范围的特定风险等级,任务/危险对在风险等级决策矩阵中识别出来,对应的风险级别从非常高到可忽略的级别。

¨ 一个连续焊接机器人会产生多种同时存在的危险状况,比如由运动造成的挤压以及由于焊接过程导致的灼伤。这可作为一个直接关联危险的组合。

根据基于任务的风险评估结果采取对应的降低风险的措施以用于安全管理。比如说,将机器安全保障、行政手段或警告与个人防护装备相结合。

¨ 不同的机器人在一个机器人站内工作,每个机器人分别考虑。

那么,协作机器人需要安装防护吗?

¨ 作为风险评估的结果,对带有夹持设备的旋转台上,每个夹持设备分别考虑可能就足够了。

针对这一点,并没有一个适用于所有场合的答案。根据ANSI/RIA R15.06-2012标准,协作机器人的安全防护取舍取决于协作机器人应用类型、运行速度和基于任务风险评估的结果。

实践应用

如下图所示,操作人员如停留在危险区域1和危险区域2时,面临可能不止一个机器人意外启动造成人员受伤的可能性。

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