由于焊裝線上沒有具體有效的防護措施,在兩臺車身之間或輸送小車上,如果作業(yè)人員疏忽大意,或者不熟悉本崗位的其他人員(如檢驗員、工藝人員)進入作業(yè)區(qū),就存在被輸送小車帶入輸送線的危險,安全隱患較大,國內有個別汽車廠家已發(fā)生過此類事故。由于投資和產能的限制,目前我國汽車行業(yè)的車身焊裝線僅有一少部分采用了機器人自動化作業(yè),而大部分企業(yè)仍采用的是手工焊接作業(yè)方式,人工取放工件,輸送小車運輸車身本體。
隨著企業(yè)對車身生產效率要求的不斷提高,生產節(jié)拍加快,輸送速度大幅提高,在充分滿足產能和質量的同時,安全防護的要求也顯得更加突出,非常有必要在焊裝輸送線上規(guī)劃和部署相關安全系統(tǒng)。
安全保護方案
焊裝輸送線一般為機械往復桿輸送形式,輸送小車運輸車身本體,包含舉升、前進、下降、后退四個動作。如果焊裝線相鄰兩工位之間沒有防護措施,當有人進入兩工位之間時,就存在被輸送小車帶入輸送線造成人身傷害的危險。圖1所示的車間現(xiàn)場就存在著很大安全隱患。
圖1 焊裝輸送線現(xiàn)場
1. 工藝設想
為了解決上述隱患,提高設備設施的本質安全,我們采取了安裝安全踏板的措施——在焊裝輸送線兩個工位之間、輸送小車上、人員操作的局部位置安裝安全踏板(見圖2)。當輸送小車在舉升、前進、下降、后退這個動作循環(huán)周期內,一旦操作人員的腳落在踏板上,生產線將在20ms內停止動作,從而大大提高生產線的安全性。
圖2 安全踏板的安裝位置
2. 系統(tǒng)原理
兼顧原有系統(tǒng)的特性和資源,我們在原有系統(tǒng)的基礎上增加安全網(wǎng)絡控制(見圖3)。安全地墊對空間的要求較低,且鋪設簡單、性能可靠,對于移動設備和小面積防護具有很好的適應性。
圖3 焊裝線地板線安全防護系統(tǒng)方案
3. 電氣安裝
在圖4所示的電氣安裝線路中,我們把線體所涉及到的電氣產品全部替換為安全型緊急停止按鈕,如緊急停止按鈕,并采用雙通道電路的模式進行接線,一條通道把緊急停止按鈕一組開關通過原系統(tǒng)FS01控制器接入原系統(tǒng)的緊急停止電路,在異常情況下實現(xiàn)緊急停止,另一條通道把緊急停止按鈕的另一組開關直接接入安全模塊即安全I/O終端。在出現(xiàn)危險時,輸送小車和走臺上鋪設的安全地墊將地墊信號通過CD1同時引入到安全模塊,通過DeviceNet網(wǎng)絡傳輸?shù)桨踩?/SPAN>CPU,然后與原系統(tǒng)的控制器進行信號交換,通過原系統(tǒng)電氣設備實現(xiàn)對輸送線體電機運行的控制,同時通過安全網(wǎng)絡控制器CPU自身所帶的串行通信接口,通過R232電纜線與觸摸屏進行通信,把現(xiàn)場數(shù)據(jù)反饋到觸摸屏上,直觀顯現(xiàn)現(xiàn)場安全設備的顯示位置及當前狀態(tài)。圖5為實物安裝狀態(tài)。
圖4 電氣安裝
圖5 安裝在焊裝輸送線上的安全踏板可以有效保護作業(yè)人員的安全
效果評價
利用上述安全系統(tǒng),在增補安全器件的同時,我們還將原系統(tǒng)中的“緊急停止”信號一并切換到安全網(wǎng)絡系統(tǒng)中,從而徹底解決了安全硬件連接方式出現(xiàn)故障時系統(tǒng)無法判斷的問題,為設備維護提供了更加快捷的手段,提高了設備的運行效率,同時也可降低故障處理時間。
未安裝安全踏板前,生產作業(yè)時,操作人員靠嚴格的管理來防止安全事故的發(fā)生,但事實上安全隱患始終不能消除。安裝了安全踏板以后,設備設施的本質安全得以提升,提高了安全管理的水平,杜絕了人身傷害事故的發(fā)生,實現(xiàn)了對操作人員的本質保護,有效保障了焊接作業(yè)者的身心安全。
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