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机电一体化系统安全性设计与研究 作者佟静2012-1-10 04124来源毕业论文网 【摘 要】随着生产机械、搬运机械、装配机械等机电一体化的发展和自动化程度的日益提高，其安全性的设计越来越重要。从工业安全角度来看，减少安全事故的发生，在很大程度上寄希望于发展机电一体化技术。本文以工业机器人为例，讨论了机电一体的系统的安全性设计问题。 【关键词】机电一体化 安全 自动化 安全测试 【中图分类号】TH-39 【文献标识码】A 【文章编号】1674－4810（2011）24－0036－01 一 机电一体化系统产生事故的原因 随着自动化程度的提高，由于操作的简单化而淡化安全观念是产生事故的主要原因之一。 在机电一体化系统中，机器人是自动线的一个重要组成部分，是实现自动化的重要手段，但人们往往不太注意机器人本身的安全措施，忽视人机的配合，主要表现在（1）对机器人的安全可靠性存在认识不足（2）虽是自动机械，但实际上与人有密切联系，尽管人的不安全动作直接与事故有联系，但在设计和使用上还未充分认识到这一点；（3）机器人的手臂是在三维空间运动的，没有在整体上充分考虑到安全保护的措施。 因此，在维修或调整时，自动化机械突然启动造成的情况，以及在机器人或自动机械的危险作业区，几台自动机械的接口处，甚至由于切屑等小事而造成事故的情况较多。 发生机器人事故的情况多数是因某种误动作发生的。误动作则主要是机器人的可靠性低引起的，如控制电路不正常、伺服阀故障、内外检测传感器不正常、与其他机械的联锁机构和接口故障，以及人的操作失误等。 在机电一体化系统中，使用机器人或自动机械时，人不可避免地要进入危险作业区。例如，进行示教操作或调整时，人要接近机器人或自动机械去对准位置，这时当然不能预先切断电源，如果由于噪音干扰或伺服阀门的灰尘引起误动作，就会被机器人手臂碰伤。有时在检查示教动作能否正常再现时，也需要操作人员进入危险区。此外，在自动加工机械运转过程中，为了清除切屑、更换刀具等，也必须接近机器人。失控和示教操作上的错误也不少。 从表1中可看出，机器人平均无故障时间（MTBF），不到100h竟高达28.7，1000h以下的占75。因为机器人的可靠性较低，容易发生故障，所以必须充分考虑安全措施。 二 机电一体化系统安全措施的保护 制定安全措施的目的之一是故障自动保护化，即一是必须具有通过伺服系统对机器人的误动作进行监视的功能，一旦发现异常动作应自动切断电源；二是必须具有当人误入危险区时，能立即测知并自动停机的故障自动检测系统。具体而言，其安全措施大致有第一，设置安全栅。具备联锁功能，即拔出门上的安全插销时，机器人就自动停止作业。第二，安装警示灯。在自动运转中开启指示灯，提醒操作人员不要进入正在作业的机器人的工作区。第三，安装监视器。采用光电式、静电电容式传感器或安全网等，设置监视人的不安全动作的系统。第四，安装防越程装置。即使机器人可以回转270，一般也应限制其使用范围。为防止超越使用范围，必须安装限位开关和机械式制动器。第五，安装紧急停止装置。由微机控制的机电一体化设备，一般采用软件方式进行减速停止定位，但从控制装置容易发生故障的现状来看，在安全上仍存在很多问题。因此，紧急停止功能是很重要的。通常对紧急停止装置的要求是一是应能尽快地停止；二是电路应是独立的，以确保高可靠性；三是除控制台以外，在作业位置上也要安装紧急停止按钮；四是紧急停止后不能自动恢复作业。第六，低速示教。为了确保安全，应设置较低的示教速度，即使示教中产生误动作，也可避免造成重大事故。 综上所述，在工业机器人等机电一体化设备中，虽然安装了各种安全装置，但为了提高工作效率，这些设备有高速化、大型化的趋势。此外，由于有与操作者混在一起使用的情况，一旦发生事故，就是重大事故。因此，有必要进一步进行技术研究，采取可靠性更高的安全措施。 最后，从最近的发展趋势来看，机电一体化机械设备的自动化还存在如下问题一是由于机械设备的高度自动化和大型化以及控制的软件化，不可能从外观上了解自动化机械的动作，操作者处理异常情况比较困难；二是由于许多自动化机械与非自动化机械混合使用，因而事故较多，难以制定对策，以确保安全；三是异常情况的处理是由人来完成，而自动化设备并未充分考虑到人的存在，在排除故障的过程中易发生安全事故。 参考文献 ［1］赵晋峰.当前山西煤矿企业中的机电安全管理现状探究［J］.品牌，2011（07） ［2］王艳萍、牛永君.矿山机电安全管理GIS系统的研究与开发［J］.防灾科技学院学报，2007（03） ［3］黄传星.煤矿机电安全管理存在的问题及对策［J］.中国新技术新产品，2009（19） ［4］姜奎平、张贵袆.机电管理的有效途径［J］.内蒙古煤炭经济，2004（01） ［5］陈洪岭、纪召永、许增胜.深部矿井机电管理存在的问题及对策［J］.中国煤炭，2002（03） ［6］卢喜山、郭成兴、侣睿、郭成刚.煤矿企业机电技术管理的创新与实践［J］.煤炭技术，2003（10） 〔责任编辑王以富〕 你可能感兴趣的毕业论文 本科院校机电一体化系统设计课程教学改革研究 技工院校的机电一体化实验教学改革 试论技校机电一体化教学改革 在机电一体化课程中应用项目化教学法的教学体会 机电一体化集成装配装置的电气系统的优化和改进设计