當今世界，汽車(chē)作為最重要的交通、運輸工具之一，在人們生活、工作中，占據了非常重要的地位。自19 世紀第一臺汽車(chē)在FORD 公司誕生，汽車(chē)就開(kāi)始改變了人們的生活方式和生活節奏。汽車(chē)制造業(yè)在經(jīng)歷手工——-機械化——-自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程中，人們通過(guò)不斷加強和改善汽車(chē)制造技術(shù)，使汽車(chē)逐漸成為放心的安全交通工具?？梢哉f(shuō)，先進(jìn)、安全的制造技術(shù)功不可沒(méi)，是人們不斷接受汽車(chē)新產(chǎn)品、新技術(shù)堅實(shí)的后盾和基礎。

　　汽車(chē)制造業(yè)特別需要安全生產(chǎn) 

　　目前汽車(chē)整車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)，依據主要工序可分為沖壓、焊接、總裝/涂裝、發(fā)動(dòng)機四大環(huán)節。首先機器人的使用，大大提高生產(chǎn)率，但也使得生產(chǎn)環(huán)境更加危險。機器人動(dòng)作預設程序復雜、機器手臂的力量大，對處于其周?chē)娜说陌踩{也相對大。其次汽車(chē)車(chē)身、底盤(pán)等金屬殼體大多都是機器沖壓而成。目前最多使用的是油壓機自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)，在這些機器周?chē)?，因為危險而受到傷害的程度是非常嚴重的。在焊接場(chǎng)所，無(wú)論焊接機器人，還是手工焊接，人的視覺(jué)疲勞、長(cháng)時(shí)間的重復勞動(dòng)，都容易增加生產(chǎn)事故。加上機器人在四周運動(dòng)發(fā)出的“吱吱”聲，呼嘯的動(dòng)作，都對人的心理造成壓力。在總裝和涂裝線(xiàn)上，受碰傷、切傷、擠壓的可能性都很大。在發(fā)動(dòng)機制造工序，數控機床、銑床的使用，追求效率和在生產(chǎn)成本的驅使，高速刀具、換刀架，高加速度的機床設備，對操作人員的威脅越來(lái)越多。先進(jìn)的生產(chǎn)設備、工藝，促使汽車(chē)制造業(yè)的繁榮和復雜，同時(shí)處在其中的工作人員也就更危險，更加需要先進(jìn)的安全保護技術(shù)，以確保他們的人身安全，維護企業(yè)的生產(chǎn)安全和利益。競爭加劇、成本降低要求汽車(chē)制造業(yè)的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，但是決不是說(shuō)完全可以不需要人工干預。對于生產(chǎn)技術(shù)、過(guò)程監控，及時(shí)調整等要求，人員的經(jīng)驗和靈活性都是機器無(wú)法比擬的，所以對汽車(chē)制造這種自動(dòng)化程度非常高的環(huán)境，處于其中的人員安全就尤其重要。

　　安全保護技術(shù)標準 

　　安全保護的技術(shù)基礎是來(lái)自歐洲先進(jìn)的安全保護技術(shù)。機器最早起源于歐洲，經(jīng)過(guò)200多年的不斷發(fā)展和完善，目前已經(jīng)形成眾多標準。并被分成三個(gè)不同的層次結構：A 類(lèi)、B類(lèi)和C 類(lèi)標準。A 類(lèi)標準規定的是所有機器都必須要符合的基本標準。B 類(lèi)標準是對整個(gè)類(lèi)別的機器的共性做出了規定。B 類(lèi)標準可細分為B1 標準和B2 標準，B1 標準對與安全保護相關(guān)的參數做出了規定，如安全間距、表面溫度、噪音等；B2 標準規定的是對安全保護裝置的具體要求，如雙手按鈕、安全門(mén)開(kāi)關(guān)、安全地毯等。在大量的C 類(lèi)標準里，每一個(gè)C類(lèi)標準都對一種具體的機器裝置做出了詳細的規定。最常見(jiàn)的有關(guān)安全的標準有EN292、EN1050 危險評估和EN954-1 安全等級分類(lèi)和使用標準。汽車(chē)制造業(yè)無(wú)論自動(dòng)化程度的高低，都是建立在大大小小、各種各樣的機器和生產(chǎn)線(xiàn)的基礎上，所有設備都必須符合相應的安全標準，才可能確保生產(chǎn)作業(yè)人員和機器設備的安全。

　　根據98/37/EC 機器指令，機器安全保護的原則是如下： 

    1）.凡是有危險的地方，就需要保護。 

    2）.保護要依據危險的等級，進(jìn)行分析，從而選擇合適的安全保護等級和措施。 

    3）.安全保護設計需要遵循的設計順序，而且不可以逆序。 

　　安全應該貫穿機器開(kāi)始設計、裝配、調試到制造完成整個(gè)過(guò)程如果第一步無(wú)法完全避免危險，必須采取安全防護。上述措施無(wú)法避免的剩余危險，加貼醒目的警告標識說(shuō)明書(shū)中關(guān)于機器操作的正確方法和警告安全保護產(chǎn)品在汽車(chē)行業(yè)的應用實(shí)例介紹對機器設備實(shí)現安全保護有多種方式，如機電式、電子式、液壓式、氣動(dòng)式等等，使用最多、技術(shù)最成熟的方式是機電式。根據汽車(chē)制造業(yè)的特點(diǎn)和安全要求的特殊性，一般在汽車(chē)制造行業(yè)，依據要工序、工藝、保護的環(huán)境，結合經(jīng)濟、成本預算等，確定采取合適的安全標準和產(chǎn)品技術(shù)。主要可采取的方法如圖1。

　　安全保護技術(shù)第3頁(yè)， 施邁賽工業(yè)開(kāi)關(guān)制造（上海） 有限公司， 2 0 0 4.06

　　安全保護技術(shù)

　?。ò踩雷o危險）

　　可分離式保護裝置不可分離式保護裝置

　　固定裝置移動(dòng)裝置

　　圍柵等門(mén)、蓋等

　　位置約束位置不約束接近功能

　　接觸開(kāi)關(guān)電子感應

　　裝置

　　- 位置開(kāi)關(guān)

　　- 門(mén)鎖開(kāi)關(guān)

　　- 地毯開(kāi)關(guān)

　　- 邊沿開(kāi)關(guān)

　　- 光幕開(kāi)關(guān)

　　- 激光掃描雙手按鈕確定開(kāi)關(guān)

　　- 繼電器

　　- 監控模塊

　　- 總線(xiàn)

　　急停開(kāi)關(guān)

圖1. 常見(jiàn)安全保護裝置、產(chǎn)品

　　安全保護裝置，可分兩種：可分離式保護裝置和不可分離式保護裝置。對于前者，是比較經(jīng)濟的方式，需要機械圍欄，將危險和人隔離開(kāi)來(lái)，從而確保人遠離危險。但是要求的生產(chǎn)場(chǎng)地相對較大，在人需要進(jìn)出的地方，設置通道門(mén)，門(mén)上安裝分離式安全門(mén)開(kāi)關(guān)，和/或安全門(mén)鎖開(kāi)關(guān)，再和安全繼電器組成安全監控保護電路。 比如最常見(jiàn)的汽車(chē)生產(chǎn)現場(chǎng)中： 

　　焊接機器人、裝配機器人等周?chē)?，全部用鐵機械圍欄保衛起來(lái)，在不是很頻繁進(jìn)出的通道門(mén)上，安裝有門(mén)鎖開(kāi)關(guān)（圖2）。安全門(mén)開(kāi)關(guān)和門(mén)鎖開(kāi)關(guān)鎖最大的特點(diǎn)是，具有一個(gè)分離式的操動(dòng)件。使用安全門(mén)開(kāi)關(guān)和電磁開(kāi)關(guān)鎖必須確保在安全防護門(mén)打開(kāi)時(shí)，機器設備不會(huì )產(chǎn)生危險的動(dòng)作，這是通過(guò)門(mén)開(kāi)關(guān)和門(mén)鎖開(kāi)關(guān)內部的肯定斷開(kāi)式安全觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現的；防護門(mén)關(guān)閉，不會(huì )意外啟動(dòng)機器。安裝門(mén)開(kāi)關(guān)，是在機器設備運行過(guò)程中，一旦安全防護門(mén)打開(kāi)，控制機器的危險動(dòng)作停止下來(lái)。使用安全門(mén)鎖開(kāi)關(guān)，一般是安全防護門(mén)必須一直保持鎖定，只有機器停止運行且沒(méi)有危險后，才允許打開(kāi)門(mén)進(jìn)入。除了焊接、總裝工序使用機器人外，在發(fā)動(dòng)機制造設備上，安全門(mén)、門(mén)鎖開(kāi)關(guān)也大量被應用于數控機床、銑床。在一些數控機床的安全門(mén)裝置上，也可以安裝安全限位開(kāi)關(guān)，但是必須使用肯定斷開(kāi)式安全觸點(diǎn)?？隙〝嚅_(kāi)式安全觸點(diǎn)的記號是： 。。

圖2. 機器人現場(chǎng)圖3. 光幕/光柵應用

　　在汽車(chē)制造行業(yè)，制造自動(dòng)化程度高，集成度高，材料消耗快等特點(diǎn)，需要頻繁進(jìn)出危險區域，

　　常常在危險區域入口選擇光柵和光幕（圖3）。比如在沖壓工序，需要不斷送、取料的沖壓設備上。在總裝線(xiàn)上，機器人在一邊取料裝配，另一邊，對生產(chǎn)物料的隨時(shí)進(jìn)行補充時(shí)，不希望停止整條生產(chǎn)線(xiàn)，僅僅暫時(shí)停止該工位的取料機器人，那麼光柵/光幕成為最佳選擇。帶屏蔽功能的安全光幕/光柵在汽車(chē)制造行業(yè)的應用更為廣泛，通過(guò)設定，這種光柵可以智慧地判斷是產(chǎn)品，還是人阻擋了光線(xiàn)，分別作出停機或不與理會(huì )。而且這個(gè)設計保護原理，被盡可能大地復制到整條生產(chǎn)線(xiàn)上。這也就是為什麼光電式光柵和光幕在汽車(chē)線(xiàn)上 應用的最多（圖4）。

　　設計選擇、安裝光柵和光幕后，必須人不能夠繞過(guò)光柵和光幕進(jìn)入危險區域。另外，如果周?chē)饩€(xiàn)太強，也會(huì )干擾機器人的動(dòng)作可靠性。所以在焊接工序上，大量使用的是安全門(mén)、門(mén)鎖保護裝置。

圖4. 帶屏蔽的光幕/光柵圖5. 安全地毯圖6. 安全模塊

　　接觸式的安全地毯也是應用廣泛的一種。安全地毯必須確保符合歐共體標準EN 1760-1（圖5）。通常，安全地毯用于保護經(jīng)常有人通過(guò)的危險區域。當有人經(jīng)過(guò)或站在安全地毯上時(shí)，安全地毯能夠檢測到所受的壓力，并通過(guò)配套檢測繼電器輸出一個(gè)斷開(kāi)信號。安全地毯結構非常堅固，甚至車(chē)輛通過(guò)，也能承受。安全地毯外層特殊的橡膠材料，具有很高的耐磨性和防水性，并能夠承受多種化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。

　　在機器設備的安全保護中，為了提高可靠性，特別是非常危險的機器設備，都采用安全監控器模塊，以提高安全保護的等級。除了檢測安全開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟和緊急停止開(kāi)關(guān)的動(dòng)作之外，安全監控器模塊根據不同的設計，還可以檢測到安全電路的其他故障：開(kāi)關(guān)/傳感器失效；電路斷路；電路短路；接地短路；輸出接觸器觸點(diǎn)燒焊；模塊的繼電器失效；檢測電路故障；工作電壓不足等（圖6）。

　　所有的機器設備都必須具有緊急停止功能（只有少部分例外情況）。緊急停止開(kāi)關(guān)只能被用作為機器設備附加的預防危險的措施，而不能用來(lái)取代必需的安全保護裝置，也不能用作自動(dòng)的安全裝置。在汽車(chē)總裝線(xiàn)上，緊急安全拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)也是最多的緊急停止設備，在緊急情況下，在任何一處，拉動(dòng)拉線(xiàn)，就可以實(shí)現停止。一個(gè)拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)可以等效若干個(gè)緊急停止按鈕。所有安全保護產(chǎn)品均是符合一定的安全標準制造的。此外，還有保護雙手的雙手設備、安全邊沿開(kāi)關(guān)、復雜的區域保護用激光掃描器等等。這里就不一一介紹。

　　結束語(yǔ) 

　　隨著(zhù)經(jīng)濟全球化的發(fā)展，國際標準化組織對于機器安全保護的標準選用，基礎也大多是來(lái)自歐洲/德國相關(guān)的標準。這些標準的發(fā)展和命名以后將以ISO EN XXX 或EN ISO XXXX的形式出現。相對地，我國的國家標準主要是來(lái)自ISO 國際標準，但是在安全保護方面，目前還沒(méi)有完整的對應的機器安全保護方面的標準，依照歐洲標準是當前最佳選擇。有理由相信：隨著(zhù)汽車(chē)制造業(yè)的飛速發(fā)展，安全技術(shù)也將隨著(zhù)先進(jìn)的汽車(chē)制造技術(shù)得到長(cháng)足的發(fā)展。安全保護技術(shù)隨著(zhù)汽車(chē)制造加工技術(shù)的推廣，必將應用到更廣泛領(lǐng)域。