雙手操作式安全裝置簡介

1、雙手操作式安全裝置簡介雙手操作式安全裝置的工作原理是將滑塊的下行程運動與對雙手的限制聯(lián)系起來，強 制操作者必須雙手同時推按操縱器，滑塊才向下運動。此間如果操作者哪怕僅有一只手離 開，或雙手都離開操縱器，在手伸入危險區(qū)之前，滑塊停止下行程或超過下死點，使雙手 沒有機會進入危險區(qū)，從而避免受到傷害。按操縱器的形式不同，分為雙手按鈕式和雙手 手柄式。雙手按鈕式圖 1 所示為雙手按鈕式安全裝置的電氣控制電路簡圖，由雙手操作的啟動按鈕 SB2 和SB3、停止按鈕SB1、凸輪開關SA和控制離合器接通的中間繼電器線圈K組成。線圈 K接通則離合器結合;反之，離合器分離。凸輪開關SA在沿塊到達下死點時接通，在滑

2、塊 到達上死點時開路。圖 1 雙手按鈕式安全裝置電路圖單人操作（見圖1）的工作原理是：當雙手同時按壓啟動按鈕SB2和SB3，電流經過SB1-SB2-SB3-K形成回路，繼電器線圈K接通，離合器結合，滑塊下行程。在此期間， 凸輪開關SA開路。如果此時只要有一只手離開SB2或SB3,則回路切斷，滑塊停止運動。要想保證作業(yè)的正常進行，必須強制雙手同時按壓SB2和SB3兩個按鈕。當滑塊到達下 死點，凸輪開關SA閉合，電流經過SB1-SA-K形成回路，K線圈接通，滑塊回程運動。 此時，即使雙手都離開SB2和SB3，也不影響滑塊的運動。當滑塊回到上死點時，SA開 路。必須雙手同時按壓啟動按鈕，開始下一次沖

3、程。多人同時操作的雙手按鈕式裝置的動作原理與單人操作基本相同。操作時，參與操作 的每個人必須同時用雙手按壓啟動按鈕，滑塊才能下行程運動，倘若哪怕只有一個人單手 操作，滑塊也不動作，這樣就避免了由于多人操作動作不協(xié)調，或某人誤操作所造成的事 故。雙手柄式安全裝置它的安全功能與雙手按鈕式類似，必須用雙手同時操作兩個操縱柄，離合器才能結合。為避免操作者勞動強度過大，每個手炳的操縱力不應超過14.7 N。雙手操作式安全裝置必須符合以下要求：雙手操作的原則。雙手必須同時操作，離合器才能結合。只要一只手瞬時離開操縱 器，滑塊就會停止下行程或超過下死點。重新啟動的原則。裝置必須有措施保證，在滑塊下行程期間中

4、斷控制又需要恢復時，或單行程操作在滑塊達到上死點需再次開始下一次行程時，只有雙手全部松開操縱器，然 后重新用雙手再次啟動，滑塊才能動作。在單次操作規(guī)范中，當完成一次操作循環(huán)后，即 使雙手繼續(xù)按壓著操作按鈕，工作部件應不會再繼續(xù)運行。最小安全距離的原則。操縱器的安裝必須確保安全距離，才能達到安全目的，否則， 即使有安全裝置，也會發(fā)生人身事故的可能。安全距離是指操縱器的按鈕或手柄中。已達到壓力機危險線的最短直線距離。安全距離應根據壓力機離合器的性能來確定。對于滑塊不能在任意位置停止的壓力機（例如壓力機的離合器是剛性的），最小安全距離應大于手的伸進速度，與雙手離開操縱器到滑塊運行至下死點時間的乘積，

5、其計算公式為：式中:Ds-安全距離，即操縱器中心至模具刃口的最短直線距離，m;1.6-人手的伸進速度， m/s;Ts-雙手按壓操縱器接通離合器控制線路到滑塊運行到下死點的時間， s;N-離合器的結合槽數(shù);Tn-曲軸回轉一周的時間， s。其中 Ts 是考慮最長時間，即滑塊下行程時間與離合器在結合槽間所需要的轉動時間 之和。安全距離Ds可以通過對具體壓力機的計算直接獲取。對于滑塊可以在任何位置停止的壓力機（例如壓力機的離合器是摩擦式的），最小安 全距離的計算公式為：Ds1.6Ts式中：Ts-雙手操縱器斷開壓力機離合器的控制線路到滑塊完全停止的時間，s。Ts要考慮到滑決的運動慣性，取最長時間。這里T

6、s是不能計算的，其值對不同壓力機應在曲軸轉到 90 度左右處進行實測來獲取。（4）操縱器的裝配距離要求。裝配距離是指兩個操縱器（按鈕或操縱手柄的手握部位）的內邊距離。最小內邊距離大于250mm,最大內邊距離小于600mm。（5）防止意外觸動的措施。按鈕不得凸出臺面;手柄也應采取措施，防止被意外觸動。刮碰而引起壓力機誤動作。對此需要說明,雙手操作式安全裝置只能保護使用該裝置的操作者,不能保護其他人員的安全。雙手按鈕不是兩個按鈕兩個按鈕不能當作雙手按鈕安全裝置來使用。雙手按鈕不僅具有特殊的 殼體結構設計,而且雙手按鈕作為一種安全裝置,必須配套采用安全監(jiān)控模塊（又稱安全 繼電器）,組成一個安全的雙手

7、控制系統(tǒng)。近日,偶然讀到一篇安全報道：2004 年 8 月 1 日上午 8 時許,上海西郊某輪胎制造公司乘用輪胎廠一磅稱工俞某在煉膠車間組切膠崗位 上切小膠料時,為貪圖方便,違反安全操作規(guī)程,用一把鑰匙撳住雙手按鈕設備的右側按鈕, 使雙手按鈕保護設備一直處于半工作狀態(tài),當其左手撳按鈕時,右手放在橡膠材料上,導致 右手被切膠機刀口切去食指一節(jié),中指二節(jié),構成重傷事故。事故的直接原因是俞某違規(guī)操 作。俞某違反了該企業(yè)制訂的切膠機安全操作規(guī)程,用一把鑰匙（代替一只手）撳住雙手控 制安全裝置按鈕中的右側按鈕,使該安全裝置一直處于半工作狀態(tài),最終導致了事故的發(fā)生。 間接原因：管理不到位。車間、班組管理人

8、員對員工的崗位安全教育、培訓還不夠深入細致, 當發(fā)現(xiàn)員工存在違章行為時,未采取有效防范措施,在執(zhí)行安全生產管理制度上力度不夠。 事故責任：俞某在操作切膠機時,違反公司有關“單刀切膠機,只準本人雙手啟動”的安全操 作規(guī)程,在被發(fā)現(xiàn)違規(guī)操作時,被指出并要求改正后,仍我行我素,導致了該事故的發(fā)生, 對此事故應負主要責任。車間生產管理人員的教育培訓不到位,在執(zhí)行安全管理制度上的力 度不夠,對此事故負部分責任。作為機器安全技術工程師,對該公司的事故分析和責任認定, 我認為有考慮不周全的地方。這只是看到了表面現(xiàn)象,而沒有發(fā)覺造成該事故的根本技術“盲 區(qū)”。同時也對一只按鈕按下，雙手按鈕保護設備就一直處于半

9、工作狀態(tài)這一說法提出質疑。 既然是雙手按鈕保護設備,那麼切膠機設備應該只有在雙手按鈕同時按下去時,切刀才可以 切膠；如果有一只按鈕先按下，再按另一只按鈕，切刀是不應該切膠的。根據EN574有關 雙手設備標準中關于雙手按鈕設備應用于危險機器的規(guī)定，在危險場合，特別是手工送料的 機器，沖壓設備、帶切割刀具的機器等，只有在雙手按鈕同時按下去時，并且時間差應該不 小于0.5S,裝置才是有效操作；而且要求，如果時間差超過0.5S,必須兩個手都松開后， 才可以再次使用。只有這樣，才能確保使操作人員的雙手離開危險區(qū)域，免受傷害。也只有 符合標準要求的雙手設備才可以在市場上流通使用，很顯然，該設備的雙手控制裝

10、置不符合 標準的安全要求，才是導致切斷操作工手指的嚴重事故的根本原因。在這里，雙手按鈕作為 一種安全裝置，必須配套采用安全監(jiān)控模塊（又稱安全繼電器），組成一個安全的雙手控制 系統(tǒng)。其工作原理如下：雙手按鈕的2常開2常閉總共4個信號觸點連接到安全監(jiān)控模塊， 由安全監(jiān)控模塊對雙手按鈕的狀態(tài)進行判斷。當且僅當兩個按鈕在0.5s內同時按下時，安 全監(jiān)控模塊才會有輸出，該系統(tǒng)才能夠啟動機器動作；任何一個觸點的故障，均可以被監(jiān)控 判斷；當任何一只手離開按鈕，安全裝置就立刻停止輸出，切斷動力源，從而實現(xiàn)保護人的 目的。任何一只按鈕的提前或推遲工作，都不會出現(xiàn)危險。然而有些企業(yè)貪圖省錢，在雙手 控制系統(tǒng)中，不

11、購買、安裝安全監(jiān)控模塊，只是將按鈕盒上的兩只按鈕的 2 個常開串聯(lián)起 來，接到機器控制回路，表面上好像是雙手控制，實際上是兩個按鈕簡單的串聯(lián)，這樣很容 易就能夠被操作人員采用簡單的方法“短接”，變成單手操作。另外，一個觸點的熔焊接故障， 也同樣容易使設備單手操作成為可能；如果2 個觸點出故障，甚至還會導致設備意外動作， 傷害操作人員。因此，串接起來的兩個按鈕是不安全的，是不可能實現(xiàn)雙手按鈕設備的安全 功能的，這樣做是不允許的，也是非常危險的。兩個按鈕不是雙手按鈕。 一只按鈕按下， 雙手按鈕保護設備就一直處于半工作狀態(tài)這一說法，是對雙手設備的誤解，認識上有誤區(qū)。 這種“半工作狀態(tài)”的說法，誤導他

12、人認為一只可以實現(xiàn)半工作，對于雙手設備是一種錯誤說 法。完全可以說，這個重傷事故是可以避免的。如果該公司的設備符合安全要求，加裝有安 全監(jiān)控模塊，即使工人這樣違規(guī)操作，也不會痛失 3 節(jié)手指。但是事故已經發(fā)生，后果也 無法挽回。這里我不僅為俞某感到惋惜和同情，也為該企業(yè)的安全防范技術汗顏。痛定思痛， 除了當事人后悔沒有按照規(guī)定的操作規(guī)程使用機器之外，作為生產企業(yè)，是否應該總結一下， 在加強管理、教育等措施仍有死角、不奏效的情況下，是否該思考思考：在設備安全硬件方 面，我們的機器是不是安全的？是不是有必要對現(xiàn)有設備進行改造，提高安全可靠性？以后 是否應該購買和使用安全產品和機械？如果每個企事業(yè)單

13、位，能夠從技術上、從硬件上保證 企事業(yè)的環(huán)境、生產設備、機器都是安全的，在輔助以傳統(tǒng)的思想教育、安全培訓和加強制 度管理，為員工創(chuàng)造更加舒心和安全的工作環(huán)境，這樣對企業(yè)、對員工、對整個社會都是有 裨益的。也希望借貴刊的發(fā)布，澄清這個錯誤說法，同時對于該公司完善其設備安全能起到 一定作用。（完）機器安全和CE認證作者：應用工程師黃之炯供稿：皮爾磁工業(yè)自動化貿易（上海）有限公司1.引言 機器的安全性就是指，在機器安全使用說明書規(guī)定的預訂使用條件下執(zhí)行其功能和在運輸、 安裝、調整、拆卸和處理時不產生傷害或危害健康的能力。評估一臺機器的優(yōu)劣，除了考慮 其自動化程度高低外，還應該注重該機器的安全性。從一

14、臺機器的設計、制造、使用過程中， 安全是一個不可或缺的重要內容。在西方國家，如歐盟、美國，早已制定出相關的法律、規(guī) 范和標準，來保護人和機器的安全?，F(xiàn)今，任何一臺進入歐洲市場的機器，都必須施加CE 標志，以證明這臺機器符合指令、達到安全方面的要求。對于提高國產機床的競爭能力、突 破西方國家的技術壁壘，機器的安全必須為我們所重視。2為何機器需要安全 早在 1948 年，聯(lián)合國大會就表決通過了一個通用的人權宣言，以表明提供安全的工作設備 是雇主道德上的義務。隨著社會文明的進步，生活水平以及生存狀況的不斷提高，安全已經 越來越被人們所重視。 從技術的角度來看，現(xiàn)代自動化技術的不斷發(fā)展，一方面大大提升

15、了機械的生產能力，另一 方面，自動化技術也會引發(fā)事故。特別實在一些非正常操作的過程中（如試車、清洗、維修 等），一起事故就會對操作人員造成嚴重的傷害。在機床的正常操作過程中，以沖壓機械為例，其作業(yè)傷指事故較多。該行業(yè)曾流行一句話： 十個沖工九個殘。客觀原因是沖壓機械滑塊垂直下沖速度極快。以一般 100 噸液壓沖床為 例，滑塊每分鐘往復次數(shù)為75 次，即單程一次只約需0.4 秒。采用行程為100毫米進行拉 伸作業(yè)，若手在模內，沖床滑塊下沖傷指的時間約為0.1 秒。而當操作者發(fā)現(xiàn)或感覺到滑塊 下沖時，反應到大腦，再由大腦指揮手縮回的時間約為0.2-0.3 秒，顯然手是來不及收回的。 因此常造成傷指

16、事故。所以安全防護設備和安全控制器件的使用（如安全光柵和安全繼電 器），可以避免此類傷害事故的發(fā)生。一臺安全的機器可以大大減少事故的成本。在機器的使用過程中，事故成本好比是一座漂浮 的冰山，其 10的部分是在海平面以上，是我們可以看見的，如傷害的成本回復、雇主的 責任成本。但有 90的部分是在海平面以下，是隱含的事故成本，我們往往所忽視的，如 產品損毀、產品延誤、罰款、加班費用、停產損失等等。所以，無論從企業(yè)生產成本的降低，還是從員工工作環(huán)境的提升、減少傷害事故的角度來看， 企業(yè)管理者或機器生產商應該意識到機器安全的重要性。3安全標準和安全規(guī)范 隨著機器的安全越來越被重視，世界上的各個組織或各

17、個國家都制定了相關的安全標準和安 全規(guī)范。歐盟，作為目前世界上最大的經濟自由區(qū)，已經把對機器的安全要求上升到法律的 高度-機械指令98/37/EC。任何進入歐盟的機器，無論是新的或是二手的，都必須符合 機械指令及其他相關指令的基本要求。CE 標志事歐盟官方頒布的、統(tǒng)一再工業(yè)產品上使用的強制性標志。 CE 標志是一種產品合 格標志，產品上施加有CE標志，就證明該產品符合歐盟頒布的有關新方法指令的要求，并 已經按規(guī)定對產品進行了合格評定。新方法指令主要是保障人身安全與健康、保障財產安全 方面的要求，所以CE標志是一種產品安全合格的標志，不具有商業(yè)意義。機械指令規(guī)定了基本安全與衛(wèi)生要求，同時，又進一

18、步規(guī)定了制造商可依據標準來達到指令 所規(guī)定基本安全與衛(wèi)生要求。標準為指令實施提供技術支撐，標準規(guī)定了實現(xiàn)指令基本要求 的方法和措施。制造商要使其產品符合新方法指令所規(guī)定的基本要求，獲得CE認證，最好 的方法就是按照標準來制造產品。常用的一些國家、歐洲和國際標準有：0EN 1050-1996機械安全 風險評價0EN 2921： 1991機器安全 基本概念與設計通則0EN 954-1機械安全控制系統(tǒng)有關安全部件第1部分設計通則0EN/IEC 60204機械安全機械電氣設備0EN/ISO 13894機械的安全 控制系統(tǒng)有關的安全部件0EN/IEC 61508主要涵蓋了電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)的功能

19、安全0EN 418 緊急制動設備0EN 1088 與保護裝置有關的連鎖裝置 設計和選擇原則0EN 12415 機床 安全 小型數(shù)控車床和車削中心0EN 12417機床 安全 加工中心0EN 12478 機床 安全 大型數(shù)控車床和車削中心0GB 5226.1-2002 機械安全 機床電氣設備 第 1 部分：通用技術條件4機器安全控制系統(tǒng)的組成 一臺機床的安全控制系統(tǒng)通常由安全輸入設備、安全控制電氣元件和安全輸出控制來組成。 安全輸入設備有急停按鈕、安全門限位開關或聯(lián)鎖開關、安全光柵或光幕、雙手控制按鈕以 及需要進行安全監(jiān)控的輸入信號（如上死點和下死點的安全位置信號）等。安全控制電氣元 件包括有安

20、全繼電器、監(jiān)控繼電器、安全PLC和安全總線。安全輸出控制通常則是主回路 中的接觸器、繼電器或閥等。這樣一個安全控制電氣回路的設計，必須嚴格符合該臺機床的 安全等級。不同于輔助回路中的普通中間繼電器或普通PLC,安全繼電器、安全PLC有其特殊的結構。 安全繼電器甚至在內部出現(xiàn)觸點焊死的故障情況下，也能夠把電源安全的從負載斷開。同時 通過內部冗余、強制斷開觸點的結構、自檢測等功能,檢測內部電路和外部輸入和輸出控制 回路的故障情況。而安全PLC以多處理器的冗余、相異技術，并帶有實時的自我檢測功能， 同樣能夠保證控制系統(tǒng)的安全運行。5Pilz 的安全解決方案德國 Pilz 作為安全控制方面的專家，有著數(shù)十年安全控制產品研發(fā)、生產的經驗。產品包 括安全控制技術、監(jiān)控技術、