汽车制造物流领域切割与登高作业设备安全性的相关研究

杨根宝

摘 要 针对于切割机及人形登高梯在日常及生产应用中的安全性问题，设计了一种新型的切割电动安全装置及移动安全平台梯。运用低成本自动化技术进行设计改造，切割电动安全装置包括：透明钢化防击穿装置、摇臂操作装置安全锁装置等;移动安全平台梯的改善装置包括：底部支撑移动平台、门型移动扶手、滚动式四柱棱圆柱收纳器等。根据应用的结果表明，切割电动安全装置及移动安全平台梯能有效提高汽车制造领域切割及登高作业的安全。

关键词 低成本自动化;切割电动安全装置;移动安全平台梯

1 引言

切割机与人形登高梯在日常生活及工作中因为其移动便利性，使其得到广泛应用。在制造性企业，如生产设备、工位器具的维修、保养，生产或物流辅助装置的自主制作等都会高频次的使用切割机及登高梯，但实际行业内对普通切割机的使用有较强的环境要求，而且其主动防御的安全性并不高，如切割机高速作业时产生的火花、外露的高速悬转齿轮极易导致安全事故的发生;而人形登高梯在工业高频次使用，作业时若无足够的安全性防护措施，存在较大的安全隐患。

目前，各行各业都在不断提升安全管理水平，以确保安全生产。企业追求的安全生产指为预防在生产过程中发生人身、设备等各类事故，保护工作人员在生产中的安全而采取的各种措施。安全生产是所有企业发展的基石和生命线。通过对切割机设备进行全面改善成为高安全性的切割电动安全装置，增加了多项低成本技术装置，既满足了安全需求，同时也提升了作业效率;其次，针对现有人形登高梯在工业高频次使用时存在的安全风险，研发团队重新设计发明了移动安全平台梯，使登高作业更加方便、高效与安全。

该新型的切割电动安全装置及移动安全平台梯整体制作成本较低，充分应用低成本自动化技术，该技术主要是指应用机械、气动、电气、电子和光电子等技术手段，结合现场生产需要，制造出结构简单、价格低廉、使用方便、性能稳定、见效快的自动装置或系统。

2 现行的切割机与登高梯使用安全性分析

2.1 切割机作业安全风险因素

1）缺失人机分离装置。一般的切割机缺失支架平台，作业者下蹲作业，一方面从作业负荷及安全拿取材料非人机工程最优，另一方面作业人员与切割机无分离作业，作业间距短，接触面多。

2）缺失主动安全防预装置。作业者直接操作切割机，电源开关启后进行切割作业，高速作业时产生的火花、外露的高速悬转齿轮易对作业者造成人身伤害，且无应急切断装置。

2.2 登高梯作业安全风险因素

由于人形登高梯的结构简单，易携带，当作业者于高处作业时，极易因为摇晃，登高梯不稳，发生坠落事故，尽管平时可见两人同时作业，一人登高作业，一人辅助固定登高梯，以提高登高作业者的作业安全，但工业高频次使用登高梯无主动安全防护装置，仍存在高空坠落风险。

3 方案介绍

基于对现场中的人、物、场所三者之间的关系，进行科学分析，使之达到最佳结合的状态，同时采用低成本自动化物流技术，设计以下技术方案：

3.1 切割电动安全防护装置

（1）该安全防护装置包括：安全围蔽，前、左、右三侧安全围蔽由透明钢化防击穿材质制作，后侧由钢板防击穿材质制作;摇臂操作装置采用钢丝绳与滑轮设计，安装在设备的安全围蔽右方，为向下倾斜一端设计，钢丝绳一端连接设备压下装置的一侧，钢丝绳另一侧连接摇臂的倾斜杆上端，使之形成杠杆作业原理;安全锁装置包括安全控制电气回路、动作检测装置，动作检测设置于安全门右上处;紧急停止装置包括紧急停止控制电气回路，紧急停止按钮设置于设备控制柜操作面板上。

（2）应用本技术方案，设备在切割作业时，安全门一旦误操作被打开，安全门检测装置压下点被弹起，电气回路中的常闭电路被切断，主控制电路失电停止作业;其次，在切割作业发生安全风险时可立即按下紧急停止按钮，由于紧急停止装置的电气回路为常闭电路，一旦主电路被切断，主控制电路失电停止作业，使设备达到安全停止状态。

3.2 移动安全平台梯

（1）移动安全平台梯的改善装置包括：底部支撑移动平台，其设有定向脚轮以及万向带刹车脚轮，装配在平台底部，且平台一侧设有门型移动扶手，平台承载面采用钢板铺装;侧翼防侧翻直角支撑设有左右两面支撑脚，装置于平台承载面左右两侧，支撑脚的收放则由滚动式四柱棱圆柱收纳器实现;滚动式四柱棱圆柱收纳器设有直径为5mm*500mm*4的圆柱棒，其两端分别对接于5mm*200mm*4左右两面的圆柱棒，呈十字垂直装置于中部滚动轴承的转动面上，形成直径为300mm*500mm的圆柱收纳器，收纳器的中部定点于钢丝绳的一侧，钢丝绳的另一侧与侧翼防侧翻直角支撑的直角外侧点连接，通过手动滚动柱形收纳器，实现支撑脚的收放，并结合定位插销进行锁紧，达到防侧翻功能;登高作业平台则由安全门、平台三侧安全围栏以及钢质平台底板组成，安全门及登梯面两侧设有安全扶手。

（2）应用该设备使用方式：手工或牽引车移动平台梯到达指定区域后，锁定底部刹车脚轮，确保设备不可移动;第二步将侧翼防侧翻直角支撑插销操作手柄向操作正前方推动，直至插销完全松脱于插销定位套环，并向正前方滚动四柱棱圆柱收纳器，将侧翼防侧翻直角支撑放下至地面支撑点，进一步地，将侧翼防侧翻支撑插销手柄向正前方反方向拉回，以锁紧防侧翻直角支撑;第三步，作业者登梯作业，到达作业平台后，将安全门关闭并扣上安全插销。

4 结论

切割机与登高梯在各行各业都被高频次使用，但它们的使用安全性主要是依赖操作工的操作经验与安全意识，而设备本身基本上没有主动安全性防御措施，因此在这些设备的使用过程中，存在一定的安全隐患。

本项目中关于切割机与登高梯的安全性改善则从有效解决了原有设备上无主动安全性防御措施的不足，在增加主动安全性措施的同时，也提升了使用便利性与高效性，因此这两项改善技术可全面推广借签到各行各业的普通切割设备及登高设备上，可有效提升设备使用的安全性。