工作场所机器人安全

当机器人在工作场所使用时,工作场所机器人安全是职业安全和健康的一个方面。这包括传统的工业机器人以及无人驾驶飞机和可穿戴机器人外骨骼等新兴技术。事故类型包括碰撞,挤压和机械部件的伤害。危害控制包括物理障碍,良好的工作实践和适当的维护。

背景
许多工作场所机器人是用于制造的工业机器人。根据国际机器人联合会的预测,2017年至2020年期间将有170万台新机器人用于工厂。新兴的机器人技术包括协作机器人,个人护理机器人,建筑机器人,外骨骼,自动驾驶汽车,如谷歌的自动驾驶汽车项目和无人驾驶飞机(也称为无人驾驶飞行器或无人机)。

自动化技术的进步(例如固定机器人,协作和移动机器人以及外骨骼)有可能改善工作条件,但也会在制造工作场所引入工作场所危险。56%的机器人受伤被归类为夹伤,44%的受伤被归类为撞击伤。1987年的一项研究发现,线路工人面临的风险最大,其次是维护人员和程序员。工作场所设计不佳和人为错误导致大多数伤害 尽管缺乏与机器人特别相关的伤害的职业监测数据,来自美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)的研究人员使用关键词搜索劳工统计局(BLS)致命职业伤害研究数据库(1992年职业中心的信息),确定了1992年至2015年期间61例与机器人相关的死亡事件。机器人研究)。根据美国劳工统计局的数据,NIOSH及其州合作伙伴根据致命评估和控制评估计划调查了4起与机器人相关的死亡事故。此外,职业安全与健康管理局(OSHA)已调查与机器人相关的死亡和伤害,可在OSHA事故检索页面查看。由于协作和共存机器人,动力外骨骼的数量不断增加,伤害和死亡人数可能会随着时间的推移而增加,

机器人工业协会(RIA)正在与美国国家标准协会(ANSI)合作开发安全标准。2017年10月5日,OSHA,NIOSH和RIA签署了一项联盟,共同致力于提高技术专长,识别并帮助解决与传统工业机器人相关的潜在工作场所危害以及人机协作装置和系统的新兴技术,并帮助识别需要研究以减少工作场所危害。10月16日,NIOSH启动了职业机器人研究中心,“提供科学领导,指导职业机器人的开发和使用,提高工人的安全,健康和福祉。” 到目前为止,NIOSH及其合作伙伴确定的研究需求包括:跟踪和预防伤害和死亡,

危害
在工作场所使用机器人可能导致许多危险和伤害。一些机器人,特别是传统工业环境中的机器人,速度快,功能强大。这增加了受伤的可能性,例如,机器人手臂的一次摆动可能会造成严重的身体伤害。当机器人发生故障或需要维护时,存在其他风险。正在机器人上工作的工人可能会受伤,因为故障机器人通常是不可预测的。例如,作为汽车装配线的一部分的机器人臂可能经历堵塞的马达。一个正在努力修理果酱的工人可能会在它被解开的那一刻突然被手臂击中。此外,如果工人站在与附近机器人手臂重叠的区域,他或她可能会受到其他移动设备的伤害。

机器人可能发生四种类型的事故:撞击或碰撞事故,破碎和诱捕事故,机械部件事故和其他事故。碰撞或碰撞事故通常由故障和不可预测的变化引起。当工人身体的一部分被困在机器人设备上时,会发生挤压和诱捕事故。当机器人发生故障并开始“损坏”时,可能会发生机械部件事故,其中部件或外露电线的弹出可能导致严重伤害。因机器人工作而发生的一般事故中的其他事故。

人类与机器人和机器的相互作用有七种危害源:人为错误,控制错误,未经授权的访问,机械故障,环境来源,电力系统和不正确的安装。人为错误可能是从一行错误代码到机器人手臂上的松动螺栓。许多危害可能源于人为错误。控制错误是内在的,通常是不可控制的,也不是可预测的。当不熟悉该区域的人进入机器人的域时,会发生未经授权的访问危险。机械故障可能随时发生,故障单元通常是不可预测的。环境源是环境中的电磁或无线电干扰,可能导致机器人发生故障。动力系统是气动,液压,或电源; 这些电源可能会发生故障并导致火灾,泄漏或电击。安装不当是相当不言自明的; 松动的螺栓或裸露的电线可能导致固有危险。

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新兴的机器人技术可以减少对工人的危害,但也可能带来新的危害。例如,机器人外骨骼可以用于建筑中以减少对脊柱的负荷,改善姿势并减少疲劳; 然而,它们还可以增加胸部压力,在移动掉落物体时限制移动性,并导致平衡问题。无人驾驶飞行器正在建筑行业中用于对正在建造的建筑物进行监视和检查。这减少了人类在危险地点的需求,但无人机碰撞的风险对工人造成危害。对于协作机器人,隔离是不可能的。可能的危险控制包括防撞系统,并使机器人不那么僵硬以减轻冲击力。

危害控制
有几种方法可以通过实施危害控制来预防伤害。可以在机器人开发的各个阶段进行风险评估。风险评估有助于收集有关机器人状态,维护状况以及是否需要尽快进行维修的信息。通过了解机器人的状态,可以防止伤害并减少危险。

可以实施保护装置以降低受伤风险。这些可以包括工程控制,例如物理屏障,护栏,存在感应保护装置等。感知​​装置通常与保护装置结合使用。它们通常是带有灯,标志,口哨和喇叭的绳索或链条屏障系统。他们的目的是能够提醒工人或人员注意某些危险。

操作员保护措施也可以到位。这些通常利用安全装置来保护操作员并降低受伤风险。另外,当操作员在机器人附近时,可以降低机器人的工作速度以确保操作员完全控制。这可以通过将机器人置于手动或示教模式来完成。向机器人程序员通知机器人将要做什么类型的工作,如何与其他机器人进行交互以及它如何与操作员相关工作也是至关重要的。

正确维护机器人设备对于减少危害也至关重要。维护机器人可确保其继续正常运行,从而降低与故障相关的风险。

条例
关于机器人和机器人系统的一些现行法规包括:

ANSI / RIA R15.06
OSHA 29 CFR 1910.333
OSHA 29 CFR 1910.147
ISO 10218
ISO / TS 15066
ISO / DIS 13482

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