基于故障樹模型的焊接機(jī)器人事故風(fēng)險的分析與預(yù)防★

楊云鵬

（廣東南方職業(yè)學(xué)院智能制造學(xué)院， 廣東 江門 529040）

引言

工業(yè)機(jī)器人已逐漸成為裝備制造業(yè)，特別是智能制造業(yè)的支柱，發(fā)揮著越來越大的作用；焊接機(jī)器人是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用最廣、占比最高的品種，是智能制造生產(chǎn)系統(tǒng)，特別是汽車制造行業(yè)中的“生命線”。在焊接機(jī)器人工作過程中，首先需要確保人員和機(jī)器人的安全，其次，應(yīng)積極應(yīng)對多元化處理操作以及環(huán)境方面的適應(yīng)性問題[1-2]。

同傳統(tǒng)焊機(jī)相比，焊接機(jī)器人屬科技精密儀器，應(yīng)用環(huán)境狀況截然不同。焊接機(jī)器人焊接速度快，并且焊接品質(zhì)穩(wěn)定，焊接精準(zhǔn)度高，優(yōu)勢明顯。經(jīng)焊接機(jī)器人加工過的設(shè)備，抗沖擊能力有很大的提升[3]。但焊接機(jī)器人使用過程中不僅本體會出現(xiàn)問題，附屬設(shè)備也會出現(xiàn)問題，一旦出現(xiàn)故障，極大可能引發(fā)生產(chǎn)安全事故，不僅影響生產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還可能影響產(chǎn)業(yè)進(jìn)度，造成銷售、生產(chǎn)、物流、倉儲等一連串效應(yīng)。因此，需要對其進(jìn)行故障風(fēng)險研究分析，在故障萌芽前期即采用風(fēng)險控制措施，從而有效預(yù)防故障發(fā)生。

由于焊接機(jī)器人是智能制造業(yè)較新的裝備，針對焊接機(jī)器人的故障分析比較少。鑒于此，筆者擬建立焊接機(jī)器人運(yùn)行過程的故障樹模型，識別出焊接機(jī)器人可能存在的風(fēng)險因素，構(gòu)建焊接機(jī)器人故障防范體系，進(jìn)而提出行之有效的預(yù)防措施。

1 焊接機(jī)器人故障因素的識別

故障樹模型，主要以樹形邏輯框圖來分析事件故障，由很多事件和邏輯門元件組成[4]，對于焊接機(jī)器人，故障樹元素的具體含義如表1所示。

表1 焊接機(jī)器人故障樹元素表

對引起焊接機(jī)器人故障的因素進(jìn)行分析，以焊接機(jī)器人故障為頂事件，選取焊接機(jī)器人最常見發(fā)生的三類故障現(xiàn)象作為次頂事件，例如漏電、虛焊、焊穿等，逐步深入最終找到基本事件，繪制故障樹模型，如圖1所示。

圖1 焊接機(jī)器人故障樹模型

2 焊接機(jī)器人事故風(fēng)險的分析

由圖1分析知，焊接機(jī)器人故障基本事件共13個，中間事件有5個，次頂事件有3個，分析焊接機(jī)器人工作過程中常見次頂故障發(fā)生后可能導(dǎo)致的事故風(fēng)險，同時兼顧因不同故障導(dǎo)致相同事故的可能性，還要考慮一種故障導(dǎo)致多種事故的可能性，如表2所示。

表2 焊接機(jī)器人事故風(fēng)險分析

3 預(yù)防措施

焊接機(jī)器人一旦發(fā)生故障，后果不堪設(shè)想，對設(shè)備、人身和生產(chǎn)造成不可逆?zhèn)Γ虼耍斜匾蜕鲜龉收巷L(fēng)險進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)防。

3.1 加強(qiáng)人的教育和管理

焊接機(jī)器人作業(yè)要求從業(yè)人員技術(shù)水平高，目前從事焊接機(jī)器人作業(yè)的員工，往往是電焊工，屬特種作業(yè)人員，因此，平時除了加強(qiáng)作業(yè)人員的操作技能培訓(xùn)外，還需加強(qiáng)安全防范意識的培養(yǎng)，主要在安全、電氣、機(jī)械、特種作業(yè)方面進(jìn)行強(qiáng)化培訓(xùn)。

3.2 強(qiáng)調(diào)隱患排查的重要性

隱患排查是將事中控制、事后處理轉(zhuǎn)化為事前預(yù)防的強(qiáng)有力工具，也是安全生產(chǎn)必不可少的至關(guān)重要的一環(huán)。對焊接機(jī)器人來講，由于設(shè)備造價高，零部件非標(biāo)化、元器件依賴進(jìn)口等原因，一旦出現(xiàn)故障，短期內(nèi)恢復(fù)的可能性較低，因此，對焊接機(jī)器人的隱患排查尤為重要。對其隱患排查應(yīng)注意分時巡檢、交接班排查、停機(jī)排查和定期檢修。

3.3 加強(qiáng)制度落實

焊接機(jī)器人造價高，屬精密儀器，因此，落實安全管理和設(shè)備管理制度，有助于焊接機(jī)器人的長期穩(wěn)定運(yùn)行。一方面，強(qiáng)化設(shè)備管理制度，從設(shè)備運(yùn)行到設(shè)備檢修，形成閉環(huán)管理；其次，推廣PDCA管理，使管理實現(xiàn)動態(tài)化、全程化；加強(qiáng)職業(yè)病危害防治制度，防止焊接作業(yè)造成職業(yè)傷害。

4 結(jié)論

本文利用故障樹模型辨識出焊接機(jī)器人常見故障因素，而后分析故障對應(yīng)事故風(fēng)險，最后針對焊接機(jī)器人的故障預(yù)防措施，得出如下結(jié)論：

1）焊接機(jī)器人因故障導(dǎo)致安全事故發(fā)生由多種因素造成；

2）焊接機(jī)器人存在因素交叉作用引起故障；

3）焊接機(jī)器人發(fā)生故障危害大，有必要加強(qiáng)針對性防范。