基于故障樹模型的焊接機器人事故風險的分析與預防★

楊云鵬

（廣東南方職業(yè)學院智能制造學院， 廣東 江門 529040）

引言

工業(yè)機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；焊接機器人是工業(yè)機器人應用最廣、占比最高的品種，是智能制造生產系統(tǒng)，特別是汽車制造行業(yè)中的“生命線”。在焊接機器人工作過程中，首先需要確保人員和機器人的安全，其次，應積極應對多元化處理操作以及環(huán)境方面的適應性問題[1-2]。

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

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

1 焊接機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]，對于焊接機器人，故障樹元素的具體含義如表1所示。

表1 焊接機器人故障樹元素表

對引起焊接機器人故障的因素進行分析，以焊接機器人故障為頂事件，選取焊接機器人最常見發(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 焊接機器人故障樹模型

2 焊接機器人事故風險的分析

由圖1分析知，焊接機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，分析焊接機器人工作過程中常見次頂故障發(fā)生后可能導致的事故風險，同時兼顧因不同故障導致相同事故的可能性，還要考慮一種故障導致多種事故的可能性，如表2所示。

表2 焊接機器人事故風險分析

3 預防措施

焊接機器人一旦發(fā)生故障，后果不堪設想，對設備、人身和生產造成不可逆?zhèn)?，因此，有必要就上述故障風險進行相應的預防。

3.1 加強人的教育和管理

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

3.2 強調隱患排查的重要性

隱患排查是將事中控制、事后處理轉化為事前預防的強有力工具，也是安全生產必不可少的至關重要的一環(huán)。對焊接機器人來講，由于設備造價高，零部件非標化、元器件依賴進口等原因，一旦出現(xiàn)故障，短期內恢復的可能性較低，因此，對焊接機器人的隱患排查尤為重要。對其隱患排查應注意分時巡檢、交接班排查、停機排查和定期檢修。

3.3 加強制度落實

焊接機器人造價高，屬精密儀器，因此，落實安全管理和設備管理制度，有助于焊接機器人的長期穩(wěn)定運行。一方面，強化設備管理制度，從設備運行到設備檢修，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 結論

本文利用故障樹模型辨識出焊接機器人常見故障因素，而后分析故障對應事故風險，最后針對焊接機器人的故障預防措施，得出如下結論：

1）焊接機器人因故障導致安全事故發(fā)生由多種因素造成；

2）焊接機器人存在因素交叉作用引起故障；

3）焊接機器人發(fā)生故障危害大，有必要加強針對性防范。