産業機械を保護するための 5 つの基本原則

機械の安全保護は、産業におけるオートメーションとロボット工学、そしてオートメーションの商業利用において依然として非常に重要な側面です。機械は、ほぼ 100 年前にアイザック・アシモフによって与えられたロボット工学の第一規則 (「ランアラウンド」、1942 年)、「危害を加えない」に従わなければなりません。このフレーズは、西暦 245 年に医学における誓いを立てたヒポクラテスの功績とされています。センサーと制御をサポートした思慮深い機械設計により、機械やロボットが人間、オペレーターや、機械がもたらす危険性を知らない訪問者の両方に危害を及ぼすことを防ぎます。ここでは、人間を保護するための方法を 5 つの主要なカテゴリに分類しました。

1.機械的保護システム

ロボット筐体の安全保護

概要

機械的保護システムは、機械の危険な部分へのアクセスを防ぐ物理的な障壁です。これらのバリアは固定、可動、または連動することができ、危険な機械要素から作業者を保護するために非常に重要です。

保護システムの種類

• 固定ガード :機械に永久的に取り付けられており、工具なしでは取り外すことはできません。継続的な保護を提供するように設計されています。固体の金属やメッシュで作ることも、「フェンス」と呼ばれる透明なプラスチック パネルで作ることもできます
• 可動ガード :メンテナンスや操作のためにアクセスできるように開閉することもできますが、操作中はしっかりと閉じる必要があります。
• 連動ガード :これらのガードは、開くと機械を自動的に停止し、機械の稼働中にオペレーターが危険なエリアにアクセスできないようにします。

一般的なアプリケーション

• 製造 :固定ガードは、可動部品との偶発的な接触を防ぐために、鋸やプレスなどの機械で一般的に使用されます。
• 建設 :可動式ガードは電動工具によく採用されており、調整のためのアクセスを提供しながら安全な操作を可能にします。
• 食品加工 :インターロック ガードは、稼働中の移動機器にオペレーターが手を触れないようにするために、コンベア システムで頻繁に使用されます。

プロセス産業における機械的保護の例

2.緊急停止 (E-Stop)

概要

緊急停止システムは、緊急時に機械の動作を迅速に停止する手段を提供します。これらのシステムは、予期せぬ事態が発生した際の怪我を防止し、リスクを軽減するために非常に重要です。これらは、機械の動きを即座に停止するための簡単にアクセスできる方法を提供します

主な機能

• 場所 :非常停止は機械の周囲に戦略的に配置されており、オペレーターが簡単にアクセスできます。ボタンやワイヤー ロープの形で、機械やコンベヤーの横に配置されます。
• 冗長システム :多くの機械には複数の非常停止が備わっており、緊急時に少なくとも 1 つに常にアクセスできるようにしています。スイッチ内の接点も強制安全性により冗長化されています
• フェイルセーフ設計 :非常停止は、安全な状態で故障するように設計されています。つまり、故障した場合、機械は動作を継続できずに停止します。

一般的なアプリケーション

• 製造工場 :非常停止は、緊急時に動作を迅速に停止するために組立ラインや重機で広く使用されています。
• マテリアルハンドリング :コンベヤ システムでは、非常停止により、詰まりやオペレーターのミスによる事故を防ぐことができます。
• ロボット工学 :非常停止は、ロボットと人間が近接して作業する環境において、必要に応じてロボットの動作を即座に停止できるようにするために不可欠です。

3.存在感知デバイス (PSD)

概要

存在感知デバイスは、危険な機械の近くに人の存在を検出し、安全性を高めるために適切な措置を講じるために使用されます。これらのデバイスは、赤外線、レーザー、マイクロ波センサーなどのさまざまなテクノロジーを使用して、マシンの周囲のエリアを監視します。

PSD の種類

• ライトカーテン :目に見えない障壁を作り出す安全装置です。ビームが遮断されると、マシンは停止します。
• レーザー スキャナ :これらのデバイスは、作業スペースの 2D または 3D マップを作成し、人間の存在を検出し、安全な場合にのみ機械が動作するようにすることができます。
• 近接センサー :これらは、マシンの近くにあるオペレータや物体の存在を検出し、必要に応じてシャットダウンや速度低下を引き起こす可能性があります。

一般的なアプリケーション

• 自動製造 :ライト カーテンは、オペレータが危険なエリアに入ることを防ぐために、ロボット アームの周囲に広く使用されています。
• CNC マシンとプレス ブレーキ :セーフティ ライト カーテンの主な用途は、人体の一部がプレス ポイントに近づいているときにプレスが閉じるのを防ぐ、プレス ブレーキの前後の領域です。
• 繊維産業 :レーザー スキャナは、移動する機械の進路上に作業者がいないことを確認するのに役立ちます。
• 梱包と発送 :セーフティ ライト カーテン (PSD) は、作業者をロボットの動きから保護するためにロボット パレタイジング システムによく使用されます。セーフティ レーザー スキャナ (LIDAR) は、パレタイジング保護のもう 1 つのオプションです。包装機の近接センサーは、機械やロボットの動作を許可する前にオペレーターの存在を検出し、怪我を防止するのに役立ちます。

4.安全インターロック

概要

安全インターロックは、危険な状況下での機械の動作を防止する装置です。これにより、特定の安全条件が満たされた場合にのみ機械が動作できるようになり、事故のリスクが軽減されます。

インターロックの種類

• 機械的インターロック :安全ガードが取り外されているか、正しく配置されていない場合は、物理的に動作を妨げます。
• 電気的インターロック :電気信号を使用して、安全基準が満たされるまで機械の動作を防止します。
• ソフトウェアインターロック :機械制御内でプログラムされた安全プロトコルに依存して、安全な動作を確保します。

一般的なアプリケーション

• 射出成形 :安全ガードが設置されていない場合、インターロックにより機械の動作が防止され、金型交換中のオペレーターが保護されます。
• ロボット工学 :作業エリア内での適切な配置など、すべての安全条件が満たされない限りロボットが動作できないようにするために使用されます。
• 報道業務 :安全インターロックにより、オペレーターが危険ゾーンから正しく安全に離れた位置にいない限り、印刷機は稼働できません。

5.機械安全保護コントローラー