Требования эргономики к размещению органов управления и средств отображения информации на пульте оператора

Расположение клавиатуры на устройствах числового программного управления (УЧПУ) должно быть таким, чтобы при работе на ней рука оператора не пересекала поле индикаторов. Высота цифр в режиме индикации на основном цифровом дисплее УЧПУ должна быть не менее 15 мм (в отдельных случаях при рабочем расстоянии от оператора до цифрового табло менее 1 м допускается размер цифр 10 мм). Цифры основного цифрового дисплея УЧПУ должны быть светло-зеленого или желтого цвета на черном фоне или черного на светлом фоне. Предпочтение следует отдавать желтому цвету. Яркость свечения цифрового дисплея должна быть достаточной для считывания информации при разных уровнях освещения в условиях цеха. Цвет вспомогательных индикаторов (зон) и вспомогательных зон цифровых дисплеев с УЧПУ по возможности должен отличаться от цвета основных зон дисплеев. Цвет цифр основного сообщения должен отличаться от цвета цифр вспомогательного сообщения. Частота мелькания цифр не должна превышать 5 Гц. При повышении частоты мелькания цифр выше допустимой нормы цифра должна автоматически гаснуть. Рекомендуется обеспечивать возможность ручного регулирования (в определенных пределах) частоты мелькания, при котором проводится гашение.

При планировании РТК необходимо обеспечить нормальные условия освещения и обзора для оператора. Если протяженность РТК большая, то необходимо, чтобы органы управления и аварийных блокировок были размещены на общем пульте управления и дублированы вдоль фронта оборудования по трассе возможных перемещений обслуживающего персонала. Это расстояние между пультами должно быть в пределах до 30 м. Каждый пульт управления ПР должен размещаться вне рабочей зоны в месте, обеспечивающем хорошее наблюдение за работой ПР и оборудования, входящего в состав РТК. Если РТК оснащен несколькими пультами управления (протяженная рабочая зона), то необходимо предусматривать соответствующие блокировки, исключающие возможность параллельного управления от различных пультов. Автоматические линии и автоматизированные участки с применением ПР должны оснащаться кнопками аварийных блокировок работы ПР и оборудования других видов. Кнопки аварийных блокировок должны быть расположены в пределах рабочей зоны оператора на расстоянии не более 4,0 м одна от другой.

Устройства контроля отработки управляющей программы (УП) предназначены для проверки правильности выполнения ПР заданных перемещений. Способы этого контроля определяются конструкцией ПР, используемым типом привода и системы управления. В ПР со следящим приводом контроль УП обеспечивается датчиками обратной связи. В ПР с разомкнутой системой управления могут применяться различного рода устройства контроля правильности отработки геометрической информации. Устройства контроля параметров взаимодействия со средой обеспечивают сокращение тяжести последствий аварийных ситуаций. Эти устройства должны осуществлять аварийную блокировку работы ПР при воздействии на отдельные его элементы предельных усилий со стороны обслуживаемого оборудована. Для этого часто рекомендуются силовые (моментные) датчики. В зависимости от конструкции ПР могут быть применены и другие, более простые устройства.

Отказы УЧПУ, приводящие к искажению выходной информации, выдаваемой на управляемые станки, должны своевременно обнаруживаться защитой и приводить к прекращению работы оборудования с УЧПУ. В УЧПУ должны быть предусмотрены средства обнаружения ошибок в управляющей программе и неправильных действий оператора, обеспечивающие выдачу необходимых сообщений оператору; должны быть предусмотрены средства контроля и индикации для определения превышения граничных режимов работы элементов (блоков) УЧПУ, обеспечивающие выдачу необходимых сообщений оператору. Оснащение промышленных роботов (ПР) развитой системой информации о состоянии внешней среды т способствует улучшению условий безопасности обслуживающего персонала и безаварийной работе оборудования в составе РТК.

Ограждения рабочей зоны ПР выполняются на основе устройств, использующих различные контактные, силовые, ультразвуковые, индукционные, светолокационные к другие датчики. К числу таких устройств относят также трапики, контактные коврики, переходные мостики, буфера и т. п. Для определения пространственного положения ПР и отдельных его звеньев используются датчики положений отдельных степеней подвижности (для ПР со следящим приводом); светолокационные датчики (например, датчики, работающие на просвет для определения местоположения человека в рабочей зоне ПР). Схемы таких устройств показаны на рис. 28.2 и 28.3 [3.10].

Рис. 28.2. Примеры размещения светолокационных стоек для защиты работников от попадания в опасную зону РТК при работе ПР:

• 1 — основное технологическое оборудование; 2 — промышленный робот;
• 3 — излучатель; 4 — приемник

В опасной зоне применяется система светозащиты рабочей зоны ПР, выполненная по модульному принципу с применением светолокационных датчиков. Система обеспечивает эффектную защиту человека при любых конфигурациях РТК. В состав такой системы входят стойки светоизлучателей и фотоприемников, применяемых попарно, а также блок логических преобразователей. Конструктивно стойка светоизлучателя содержит собственно излучатель, сигнальный светофор и кнопку сброса. Стойка фотоприемника содержит приемник, сигнальный светофор, кнопку сброса и плату усиления выходного сигнала фотоприемника. Назначение стоек излучателей и фотоприемников состоит в регистрации момента появления человека в соответствующей зоне рабочего пространства ПР. Блок логических преобразователей (БЛП) осуществляет логическое преобразование сигналов фотоприемников и сигналов, характеризующих местонахождение ПР, в соответствии с конкретной применяемой схемой роботизированного производственного участка, и вырабатывает соответствующий командный сигнал аварийной остановки движения ПР или сигнал сброса этой команды. Информация о местонахождении ПР поступает на БЛП с бесконтактных микровыключателей, располагаемых вдоль всего рабочего пространства ПР на монорельсе. Число анализируемых зон местонахождения ПР может достигать 12.

Рис. 28.3. Основные средства защиты работников от попадания в опасную зону РТК при работе ПР:

а — система с разделением опасной зоны ПР на секторы с использованием телекамеры и средств аварийной остановки; б — система с использованием ультразвуковых эхолокационных датчиков; в — система аварийной остановки с использованием светолокационных завес или стоек; г — система с использованием микроволновых датчиков; д — система с использованием датчиков инфракрасного излучения; е — контактный коврик, дорожка или мат с устройством аварийной остановки при появлении на нем человека Входя в опасную зону рабочего пространства, человек пересекает световой луч светозащитного устройства. При этом зажигаются лампочки-светофоры стоек, ограничивающих зону. Если ПР находится в указанной зоне либо входит в нее, что регистрируется соответствующими бесконтактными выключателями, то формируется команда аварийного торможения и выключения ПР, которая поступает с БЛП в устройство ЧПУ, прекращая движение ПР. Опыт промышленной эксплуатации светозащитного устройства показал его высокую эксплуатационную надежность. Захватные устройства часто оснащаются защитными скобами, представляющими собой тактильные датчики на основе микропереключателей, срабатывающие при контакте захвата с препятствием на пути его перемещения.

Механические средства защиты широко применяют как самостоятельно, так и в сочетании с устройствами, приведенными выше. Основные требования к выполнению механических ограждений приведены в ГОСТ 12.2.062—81* [3.3]. При этом используются сетчатые или иные решетки необходимой высоты, панели, барьеры и т. п. Такие ограждения имеют блокировку на вход в опасную зону (конечные выключатели на входной двери). Откидные, раздвижные и съемные ограждения в защитном положении должны удерживаться от самопроизвольного перемещения. Ограждения, открываемые вверх, должны фиксироваться в открытом положении. Предпочтительно применение сплошных ограждений. Ограждения, изготовленные из сетки, должны иметь конструкцию, обеспечивающую постоянство формы и установленную жесткость. Надежно и эффективно ограждение, сблокированное с приводом (рис. 28.4). На этой схеме робот перемещается по монорельсу, который расположен над станком. Металлическая сетка ограждения 1 имеет размер ячеек не более 10×10 см, а высоту не менее.

1,5 м; сетка выкрашена сигнальными цветами (полосы черного и желтого цвета).

Расстояние между ограждением, изготовленным из перфорированного материала или сетки, и опасным элементом приведены в табл. 28.1. Для ограждений из перфорированного материала, прогиб которого устранить невозможно, безопасное расстояние, указанное в таблице, увеличивают на величину прогиба. Высоту механического ограждения (а) выбирают из специальной таблицы в [3.3]. В табл. 28.2 в качестве примера приведена краткая выписка из этих норм. Высоту ограждения (а) выбирают в зависимости от высоты расположения опасного элемента (б) и расстояния между ограждением и опасным элементом (в). Таблица показывает, что чем меньше расстояние от ограждения до опасной зоны и чем ниже расположен опасный элемент, тем выше должно быть само ограждение.

Рис. 28.4. Комбинированное ограждение РТК:

• 1 — ограждение; 2 — дверь с электрозамком; 3 — электрошкаф основного оборудования (станок, литейная машина и т. п.); 4 — блок энергопровода;
• 5 — монорельс ПР; 6 — каретка ПР; 7 — система управления; 8 — основное оборудование (станок, литейная машина и т. п.); 9 — тактовый стол; 10 — склад

Таблица 28.1

Расстояние между ограждением, изготовленным из перфорированного материала или сетки.

Таблица 28.2

Высота ограждения в зависимости от расположения опасного элемента (извлечение из норм ГОСТ 12.2.062—81).