独家解读-工业机器人安全防护装置| 固定式和活动式防护装置设计
发布于 2021-09-26 21:45
工业机器人安全防护装置- 固定式和活动式防护装置设计
机械功能多、结构复杂、配置先进、加工精度高、生产效率高、自动化程度高,但产生的危险也多,所以制造商特别重视其安全质量的保证。通常从以下几个方面考虑和研究:
(1)通过设计,尽可能排除或减少所有潜在的危险因素(即适当地选择设计结构,尽量减少操作者介入危险区的需要,以限制其面临危险等)。
(2)通过设计,对不能避免或充分限制的危险,采取必要的安全防护装置(防护装置、安全装置)。
(3)对于无法通过设计排除或减少的,而且安全防护装置对其无效或不完全有效的遗留危险,用信息通知和警告操作者(采用警告标志、并在使用说明书中表述);需要特别注意的是机床的安全信息是保证机床安全的最后一道防线,但不能完全依靠安全信息来弥补设计的缺陷和解决机床存在的危险和隐患。
所以,全封闭式机床防护罩,导轨防护罩、自动排屑装置、联锁保护、干涉区设置、安全警告标志并配安全操作说明书等资料。在操作者熟悉机床使用说明书安全部分内容和遵守相应安全操作规程的前提下操作是很安全的。
由于目前安全性试验方面的标准欠缺,未能对防护装置进行模拟试验,仅靠多年的经验数据设计板厚和结构,缺乏科学依据。一旦操作者因使用机床而造成伤害时,制造商又不能提供与产品安全设计、安全制造、安全使用等方面有关的数据和资料,那么制造商将承担巨额罚金。国内某个机床厂销往美国的机床曾经发生了严重的人身伤害事故,举证时提供不了机床安全使用方面的相关资料,最终被判罚赔付操作者超过机床本身价值数十倍的赔偿金。所以安全性试验方面的问题亟待解决。
通常采用壳、罩、屏、门、盖、栅栏、封闭式装置等作为物体障碍,将人与危险隔离。例如,用金属铸造或金属板焊接的防护箱罩,一般用于齿轮传动或传输距离不大的传动装置的防护;金属骨架和金属网制成防护网,常用于皮带传动装置的防护;栅栏式防护适用于防护范围比较大的场合或作为移动机械临时作业的现场防护。
1、防护装置的功能
(1)防止人体任何部位进入机械的危险区触及各种运动零部件;
(2)防止飞出物的打击、高压液体的意外喷射或防止人体灼烫、腐蚀伤害等;
(3)容纳接受可能由机械抛出、掉下、发射的零件及其破坏后的碎片等。
在有特殊要求的场合,防护装置还应对电、高温、火、爆炸物、振动、放射物、粉尘、烟雾、噪声等具有特别阻挡、隔绝、密封、吸收或屏蔽作用。
2、防护装置的类型
防护装置有单独使用的防护装置(只有当防护装置处于关闭状态才能起防护作用);和与连锁装置联合使用的防护装置(无论防护装置处于任何状态都能起到防护作用)。按使用方式可分为固定式和活动式两种。
(1)固定式防护装置。它是保持在所需位置关闭或固定不动的防护装置,不用工具不可能将其打开或拆除。常见型式有封闭式、固定间距式和固定距离式。
①封闭式:将危险区全部封闭,人员从任何地方都无法进入危险区。
②固定间距式和固定距离式:不完全封闭危险区,凭借其物理尺寸和离危险区的安全距离来防止或减少人员进入危险区的机会。
(2)活动式防护装置。它是通过机械方法(如铁链、滑道等)与机器的构架或邻近的固定元件相连接,不用工具就可以打开的防护装置。常见的有可调式和联锁式防护装置。
①可调式防护装置。整个装置可调或装置的某组成部分可调,在特定操作期间调整件保持固定不动。
②联锁防护装置。防护装置的开闭状态直接与防护的危险状态相联锁,只要防护装置不关闭,被其<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="20" data-index="1432" class="character">"抑制<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="20" data-index="1435" class="character">"的危险机器功能就不能执行;只有当防护装置关闭时,被其<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="20" data-index="1462" class="character">"抑制<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="20" data-index="1465" class="character">"的危险机器功能才有可能执行。在危险机器功能过程中,只要防护装置被打开,就给出停机指令。
3.1 安全装置
3.1.1 机械防护装置的设置和完好状态,应符合GB 23821、GB/T 8196的要求,其完好要求如下:
4.1 安全装置的技术特征
(1)安全装置零部件的可靠性应作为其安全功能的基础,在一定使用期限内不会因零部件失效而使安全装置丧失主要安全功能。
(2)安全装置应能在危险事件即将发生时停止危险过程。
(3)安全装置具有重新启动的功能,即当安全装置动作第一次停机后,只有再次重新启动,机器才能开始工作。
(4)光电式、感应式安全装置应具有自检功能,当安全装置出现故障时,应使危险的机器功能不能执行或停止执行,并触发报警器。
(5)安全装置必须与控制系统一起操作并与其形成一个整体。安全装置的性能水平应与之相适应。
(6)安全装置的部件或系统的设计应采用<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="35" data-index="2709" class="character">"定向失效模式<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="35" data-index="2716" class="character">",考虑关键件的加倍或冗余,必要时还应采用自动监控。
5.1 设计、制造和使用的安全标准主要包括:
GB 2893—2008安全色;
GB 2894—2008安全标志;
GB 5226.1—2008机械电气安全 机械电气设备第1部分:通用技术条件;
GB/T 8196—2003机械安全防护装置固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求;
GB 12265.1—1997机械安全防止上肢触及危险区的安全距离;
GB 12265.2—2000机械安全防止下肢触及危险区的安全距离;
GB 12265.3—1997机械安全避免人体各部位挤压的最小距离;
GB/T 15706.1—2007机械安全 基本概念与设计通则 第1部分:基本术语、方法学;
GB/T 15706.2—2007机械安全 基本概念与设计通则 第2部分:技术原则与规范;
GB/T 16754—2008机械安全 急停 设计原则;
GB/T 16769—2008金属切削机床 噪声声压级测量方法;
GB/T 16855.1—2008机械安全控制系统有关安全控制部件 第1部分:设计通则;
GB/T 16856.1—2008机械安全风险评价第1部分:原则;
GB/T 16856.2—2008机械安全风险评估 第2部分:实施指南和方法举例;
GB/T 17454.1—2008机械安全 压敏防护装置 第1部分:压敏垫和压敏地板设计和试验通则;
GB/T 17888.1—2008机械安全 进入机器和工业设备的固定设施第1部分:进入两级平面之间的固定设施的选择;
GB/T 17888.2—2008机械安全 进入机器和工业设备的固定设施第2部分:工作平台和通道;
GB/T 17888.3—2008机械安全 进入机器和工业设备的固定设施第3部分:楼梯、阶梯和护栏;
GB/T 17888.4—2008机械安全 进入机器和工业设备的固定设施第4部分:固定式直梯;
GB/T 18153—2000机械安全 可接触表面温度确定热表面温度限值的工效学数据;
GB 18209.1—2010机械安全指示、标志和操作第1部分:关于视觉、听觉和触觉信号要求;
GB 18209.2—2010机械安全指示、标志和操作第2部分:标志要求;
GB 18209.3—2010机械安全指示、标志和操作第3部分:操作件的位置和操作要求;
GB/T 18569.1—2001机械安全 减少由机械排放的危害性物质对健康的风险第1部分:用于机械制造商的原则和规范;
GB/T 18569.2—2001机械安全 减少由机械排放的危害性物质对健康的风险第2部分:产生验证程序的方法学;
GB/T 18717.1—2002用于机械安全的人类工效学设计第1部分:全身进入机械的开口尺寸确定原则;
GB/T 18717.2—2002用于机械安全的人类工效学设计第2部分:人体局部进入机械的开口尺寸确定原则;
GB/T 18717.3—2002用于机械安全的人类工效学设计第3部分:人体测量尺寸;
机械防护设计标准要求解读(七)-- 机械安全 防护装置 固定式和活动式防护装置设计
机械功能多、结构复杂、配置先进、加工精度高、生产效率高、自动化程度高,但产生的危险也多,所以制造商特别重视其安全质量的保证。通常从以下几个方面考虑和研究:
(1)通过设计,尽可能排除或减少所有潜在的危险因素(即适当地选择设计结构,尽量减少操作者介入危险区的需要,以限制其面临危险等)。
(2)通过设计,对不能避免或充分限制的危险,采取必要的安全防护装置(防护装置、安全装置)。
(3)对于无法通过设计排除或减少的,而且安全防护装置对其无效或不完全有效的遗留危险,用信息通知和警告操作者(采用警告标志、并在使用说明书中表述);需要特别注意的是机床的安全信息是保证机床安全的最后一道防线,但不能完全依靠安全信息来弥补设计的缺陷和解决机床存在的危险和隐患。
所以,全封闭式机床防护罩,导轨防护罩、自动排屑装置、联锁保护、干涉区设置、安全警告标志并配安全操作说明书等资料。在操作者熟悉机床使用说明书安全部分内容和遵守相应安全操作规程的前提下操作是很安全的。
由于目前安全性试验方面的标准欠缺,未能对防护装置进行模拟试验,仅靠多年的经验数据设计板厚和结构,缺乏科学依据。一旦操作者因使用机床而造成伤害时,制造商又不能提供与产品安全设计、安全制造、安全使用等方面有关的数据和资料,那么制造商将承担巨额罚金。国内某个机床厂销往美国的机床曾经发生了严重的人身伤害事故,举证时提供不了机床安全使用方面的相关资料,最终被判罚赔付操作者超过机床本身价值数十倍的赔偿金。所以安全性试验方面的问题亟待解决。
通常采用壳、罩、屏、门、盖、栅栏、封闭式装置等作为物体障碍,将人与危险隔离。例如,用金属铸造或金属板焊接的防护箱罩,一般用于齿轮传动或传输距离不大的传动装置的防护;金属骨架和金属网制成防护网,常用于皮带传动装置的防护;栅栏式防护适用于防护范围比较大的场合或作为移动机械临时作业的现场防护。
1、防护装置的功能
(1)防止人体任何部位进入机械的危险区触及各种运动零部件;
(2)防止飞出物的打击、高压液体的意外喷射或防止人体灼烫、腐蚀伤害等;
(3)容纳接受可能由机械抛出、掉下、发射的零件及其破坏后的碎片等。
在有特殊要求的场合,防护装置还应对电、高温、火、爆炸物、振动、放射物、粉尘、烟雾、噪声等具有特别阻挡、隔绝、密封、吸收或屏蔽作用。
2、防护装置的类型
防护装置有单独使用的防护装置(只有当防护装置处于关闭状态才能起防护作用);和与连锁装置联合使用的防护装置(无论防护装置处于任何状态都能起到防护作用)。按使用方式可分为固定式和活动式两种。
(1)固定式防护装置。它是保持在所需位置关闭或固定不动的防护装置,不用工具不可能将其打开或拆除。常见型式有封闭式、固定间距式和固定距离式。
①封闭式:将危险区全部封闭,人员从任何地方都无法进入危险区。
②固定间距式和固定距离式:不完全封闭危险区,凭借其物理尺寸和离危险区的安全距离来防止或减少人员进入危险区的机会。
(2)活动式防护装置。它是通过机械方法(如铁链、滑道等)与机器的构架或邻近的固定元件相连接,不用工具就可以打开的防护装置。常见的有可调式和联锁式防护装置。
①可调式防护装置。整个装置可调或装置的某组成部分可调,在特定操作期间调整件保持固定不动。
②联锁防护装置。防护装置的开闭状态直接与防护的危险状态相联锁,只要防护装置不关闭,被其<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="20" data-index="1432" class="character">"抑制<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="20" data-index="1435" class="character">"的危险机器功能就不能执行;只有当防护装置关闭时,被其<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="20" data-index="1462" class="character">"抑制<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="20" data-index="1465" class="character">"的危险机器功能才有可能执行。在危险机器功能过程中,只要防护装置被打开,就给出停机指令。
3.1 安全装置
3.1.1 机械防护装置的设置和完好状态,应符合GB 23821、GB/T 8196的要求,其完好要求如下:
4.1 安全装置的技术特征
(1)安全装置零部件的可靠性应作为其安全功能的基础,在一定使用期限内不会因零部件失效而使安全装置丧失主要安全功能。
(2)安全装置应能在危险事件即将发生时停止危险过程。
(3)安全装置具有重新启动的功能,即当安全装置动作第一次停机后,只有再次重新启动,机器才能开始工作。
(4)光电式、感应式安全装置应具有自检功能,当安全装置出现故障时,应使危险的机器功能不能执行或停止执行,并触发报警器。
(5)安全装置必须与控制系统一起操作并与其形成一个整体。安全装置的性能水平应与之相适应。
(6)安全装置的部件或系统的设计应采用<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="35" data-index="2709" class="character">"定向失效模式<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="35" data-index="2716" class="character">",考虑关键件的加倍或冗余,必要时还应采用自动监控。
5.1 设计、制造和使用的安全标准主要包括:
GB 2893—2008安全色;
GB 2894—2008安全标志;
GB 5226.1—2008机械电气安全 机械电气设备第1部分:通用技术条件;
GB/T 8196—2003机械安全防护装置固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求;
GB 12265.1—1997机械安全防止上肢触及危险区的安全距离;
GB 12265.2—2000机械安全防止下肢触及危险区的安全距离;
GB 12265.3—1997机械安全避免人体各部位挤压的最小距离;
GB/T 15706.1—2007机械安全 基本概念与设计通则 第1部分:基本术语、方法学;
GB/T 15706.2—2007机械安全 基本概念与设计通则 第2部分:技术原则与规范;
GB/T 16754—2008机械安全 急停 设计原则;
GB/T 16769—2008金属切削机床 噪声声压级测量方法;
GB/T 16855.1—2008机械安全控制系统有关安全控制部件 第1部分:设计通则;
GB/T 16856.1—2008机械安全风险评价第1部分:原则;
GB/T 16856.2—2008机械安全风险评估 第2部分:实施指南和方法举例;
GB/T 17454.1—2008机械安全 压敏防护装置 第1部分:压敏垫和压敏地板设计和试验通则;
GB/T 17888.1—2008机械安全 进入机器和工业设备的固定设施第1部分:进入两级平面之间的固定设施的选择;
GB/T 17888.2—2008机械安全 进入机器和工业设备的固定设施第2部分:工作平台和通道;
GB/T 17888.3—2008机械安全 进入机器和工业设备的固定设施第3部分:楼梯、阶梯和护栏;
GB/T 17888.4—2008机械安全 进入机器和工业设备的固定设施第4部分:固定式直梯;
GB/T 18153—2000机械安全 可接触表面温度确定热表面温度限值的工效学数据;
GB 18209.1—2010机械安全指示、标志和操作第1部分:关于视觉、听觉和触觉信号要求;
GB 18209.2—2010机械安全指示、标志和操作第2部分:标志要求;
GB 18209.3—2010机械安全指示、标志和操作第3部分:操作件的位置和操作要求;
GB/T 18569.1—2001机械安全 减少由机械排放的危害性物质对健康的风险第1部分:用于机械制造商的原则和规范;
GB/T 18569.2—2001机械安全 减少由机械排放的危害性物质对健康的风险第2部分:产生验证程序的方法学;
GB/T 18717.1—2002用于机械安全的人类工效学设计第1部分:全身进入机械的开口尺寸确定原则;
GB/T 18717.2—2002用于机械安全的人类工效学设计第2部分:人体局部进入机械的开口尺寸确定原则;
GB/T 18717.3—2002用于机械安全的人类工效学设计第3部分:人体测量尺寸;
GB/T 18831—2010机械安全带防护装置的联锁装置设计和选择原则。
机械防护设计标准要求解读(七)-- 机械安全 防护装置 固定式和活动式防护装置设计
机械功能多、结构复杂、配置先进、加工精度高、生产效率高、自动化程度高,但产生的危险也多,所以制造商特别重视其安全质量的保证。通常从以下几个方面考虑和研究:
(1)通过设计,尽可能排除或减少所有潜在的危险因素(即适当地选择设计结构,尽量减少操作者介入危险区的需要,以限制其面临危险等)。
(2)通过设计,对不能避免或充分限制的危险,采取必要的安全防护装置(防护装置、安全装置)。
(3)对于无法通过设计排除或减少的,而且安全防护装置对其无效或不完全有效的遗留危险,用信息通知和警告操作者(采用警告标志、并在使用说明书中表述);需要特别注意的是机床的安全信息是保证机床安全的最后一道防线,但不能完全依靠安全信息来弥补设计的缺陷和解决机床存在的危险和隐患。
所以,全封闭式机床防护罩,导轨防护罩、自动排屑装置、联锁保护、干涉区设置、安全警告标志并配安全操作说明书等资料。在操作者熟悉机床使用说明书安全部分内容和遵守相应安全操作规程的前提下操作是很安全的。
由于目前安全性试验方面的标准欠缺,未能对防护装置进行模拟试验,仅靠多年的经验数据设计板厚和结构,缺乏科学依据。一旦操作者因使用机床而造成伤害时,制造商又不能提供与产品安全设计、安全制造、安全使用等方面有关的数据和资料,那么制造商将承担巨额罚金。国内某个机床厂销往美国的机床曾经发生了严重的人身伤害事故,举证时提供不了机床安全使用方面的相关资料,最终被判罚赔付操作者超过机床本身价值数十倍的赔偿金。所以安全性试验方面的问题亟待解决。
通常采用壳、罩、屏、门、盖、栅栏、封闭式装置等作为物体障碍,将人与危险隔离。例如,用金属铸造或金属板焊接的防护箱罩,一般用于齿轮传动或传输距离不大的传动装置的防护;金属骨架和金属网制成防护网,常用于皮带传动装置的防护;栅栏式防护适用于防护范围比较大的场合或作为移动机械临时作业的现场防护。
1、防护装置的功能
(1)防止人体任何部位进入机械的危险区触及各种运动零部件;
(2)防止飞出物的打击、高压液体的意外喷射或防止人体灼烫、腐蚀伤害等;
(3)容纳接受可能由机械抛出、掉下、发射的零件及其破坏后的碎片等。
在有特殊要求的场合,防护装置还应对电、高温、火、爆炸物、振动、放射物、粉尘、烟雾、噪声等具有特别阻挡、隔绝、密封、吸收或屏蔽作用。
2、防护装置的类型
防护装置有单独使用的防护装置(只有当防护装置处于关闭状态才能起防护作用);和与连锁装置联合使用的防护装置(无论防护装置处于任何状态都能起到防护作用)。按使用方式可分为固定式和活动式两种。
(1)固定式防护装置。它是保持在所需位置关闭或固定不动的防护装置,不用工具不可能将其打开或拆除。常见型式有封闭式、固定间距式和固定距离式。
①封闭式:将危险区全部封闭,人员从任何地方都无法进入危险区。
②固定间距式和固定距离式:不完全封闭危险区,凭借其物理尺寸和离危险区的安全距离来防止或减少人员进入危险区的机会。
(2)活动式防护装置。它是通过机械方法(如铁链、滑道等)与机器的构架或邻近的固定元件相连接,不用工具就可以打开的防护装置。常见的有可调式和联锁式防护装置。
①可调式防护装置。整个装置可调或装置的某组成部分可调,在特定操作期间调整件保持固定不动。
②联锁防护装置。防护装置的开闭状态直接与防护的危险状态相联锁,只要防护装置不关闭,被其<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="20" data-index="1432" class="character">"抑制<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="20" data-index="1435" class="character">"的危险机器功能就不能执行;只有当防护装置关闭时,被其<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="20" data-index="1462" class="character">"抑制<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="20" data-index="1465" class="character">"的危险机器功能才有可能执行。在危险机器功能过程中,只要防护装置被打开,就给出停机指令。
3.1 安全装置
3.1.1 机械防护装置的设置和完好状态,应符合GB 23821、GB/T 8196的要求,其完好要求如下:
4.1 安全装置的技术特征
(1)安全装置零部件的可靠性应作为其安全功能的基础,在一定使用期限内不会因零部件失效而使安全装置丧失主要安全功能。
(2)安全装置应能在危险事件即将发生时停止危险过程。
(3)安全装置具有重新启动的功能,即当安全装置动作第一次停机后,只有再次重新启动,机器才能开始工作。
(4)光电式、感应式安全装置应具有自检功能,当安全装置出现故障时,应使危险的机器功能不能执行或停止执行,并触发报警器。
(5)安全装置必须与控制系统一起操作并与其形成一个整体。安全装置的性能水平应与之相适应。
(6)安全装置的部件或系统的设计应采用<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="35" data-index="2709" class="character">"定向失效模式<span data-raw-text="" "="" data-textnode-index="35" data-index="2716" class="character">",考虑关键件的加倍或冗余,必要时还应采用自动监控。
5.1 设计、制造和使用的安全标准主要包括:
GB 2893—2008安全色;
GB 2894—2008安全标志;
GB 5226.1—2008机械电气安全 机械电气设备第1部分:通用技术条件;
GB/T 8196—2003机械安全防护装置固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求;
GB 12265.1—1997机械安全防止上肢触及危险区的安全距离;
GB 12265.2—2000机械安全防止下肢触及危险区的安全距离;
GB 12265.3—1997机械安全避免人体各部位挤压的最小距离;
GB/T 15706.1—2007机械安全 基本概念与设计通则 第1部分:基本术语、方法学;
GB/T 15706.2—2007机械安全 基本概念与设计通则 第2部分:技术原则与规范;
GB/T 16754—2008机械安全 急停 设计原则;
GB/T 16769—2008金属切削机床 噪声声压级测量方法;
GB/T 16855.1—2008机械安全控制系统有关安全控制部件 第1部分:设计通则;
GB/T 16856.1—2008机械安全风险评价第1部分:原则;
GB/T 16856.2—2008机械安全风险评估 第2部分:实施指南和方法举例;
GB/T 17454.1—2008机械安全 压敏防护装置 第1部分:压敏垫和压敏地板设计和试验通则;
GB/T 17888.1—2008机械安全 进入机器和工业设备的固定设施第1部分:进入两级平面之间的固定设施的选择;
GB/T 17888.2—2008机械安全 进入机器和工业设备的固定设施第2部分:工作平台和通道;
GB/T 17888.3—2008机械安全 进入机器和工业设备的固定设施第3部分:楼梯、阶梯和护栏;
GB/T 17888.4—2008机械安全 进入机器和工业设备的固定设施第4部分:固定式直梯;
GB/T 18153—2000机械安全 可接触表面温度确定热表面温度限值的工效学数据;
GB 18209.1—2010机械安全指示、标志和操作第1部分:关于视觉、听觉和触觉信号要求;
GB 18209.2—2010机械安全指示、标志和操作第2部分:标志要求;
GB 18209.3—2010机械安全指示、标志和操作第3部分:操作件的位置和操作要求;
GB/T 18569.1—2001机械安全 减少由机械排放的危害性物质对健康的风险第1部分:用于机械制造商的原则和规范;
GB/T 18569.2—2001机械安全 减少由机械排放的危害性物质对健康的风险第2部分:产生验证程序的方法学;
GB/T 18717.1—2002用于机械安全的人类工效学设计第1部分:全身进入机械的开口尺寸确定原则;
GB/T 18717.2—2002用于机械安全的人类工效学设计第2部分:人体局部进入机械的开口尺寸确定原则;
GB/T 18717.3—2002用于机械安全的人类工效学设计第3部分:人体测量尺寸;
GB/T 18831—2010机械安全带防护装置的联锁装置设计和选择原则。
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