双手操作式安全装置简介

1、双手操作式安全装置简介双手操作式安全装置的工作原理是将滑块的下行程运动与对双手的限制联系起来，强 制操作者必须双手同时推按操纵器，滑块才向下运动。此间如果操作者哪怕仅有一只手离 开，或双手都离开操纵器，在手伸入危险区之前，滑块停止下行程或超过下死点，使双手 没有机会进入危险区，从而避免受到伤害。按操纵器的形式不同，分为双手按钮式和双手 手柄式。双手按钮式图 1 所示为双手按钮式安全装置的电气控制电路简图，由双手操作的启动按钮 SB2 和SB3、停止按钮SB1、凸轮开关SA和控制离合器接通的中间继电器线圈K组成。线圈 K接通则离合器结合;反之，离合器分离。凸轮开关SA在沿块到达下死点时接通，在滑

2、块 到达上死点时开路。图 1 双手按钮式安全装置电路图单人操作（见图1）的工作原理是：当双手同时按压启动按钮SB2和SB3，电流经过SB1-SB2-SB3-K形成回路，继电器线圈K接通，离合器结合，滑块下行程。在此期间， 凸轮开关SA开路。如果此时只要有一只手离开SB2或SB3,则回路切断，滑块停止运动。要想保证作业的正常进行，必须强制双手同时按压SB2和SB3两个按钮。当滑块到达下 死点，凸轮开关SA闭合，电流经过SB1-SA-K形成回路，K线圈接通，滑块回程运动。 此时，即使双手都离开SB2和SB3，也不影响滑块的运动。当滑块回到上死点时，SA开 路。必须双手同时按压启动按钮，开始下一次冲

3、程。多人同时操作的双手按钮式装置的动作原理与单人操作基本相同。操作时，参与操作 的每个人必须同时用双手按压启动按钮，滑块才能下行程运动，倘若哪怕只有一个人单手 操作，滑块也不动作，这样就避免了由于多人操作动作不协调，或某人误操作所造成的事 故。双手柄式安全装置它的安全功能与双手按钮式类似，必须用双手同时操作两个操纵柄，离合器才能结合。为避免操作者劳动强度过大，每个手炳的操纵力不应超过14.7 N。双手操作式安全装置必须符合以下要求：双手操作的原则。双手必须同时操作，离合器才能结合。只要一只手瞬时离开操纵 器，滑块就会停止下行程或超过下死点。重新启动的原则。装置必须有措施保证，在滑块下行程期间中

4、断控制又需要恢复时，或单行程操作在滑块达到上死点需再次开始下一次行程时，只有双手全部松开操纵器，然 后重新用双手再次启动，滑块才能动作。在单次操作规范中，当完成一次操作循环后，即 使双手继续按压着操作按钮，工作部件应不会再继续运行。最小安全距离的原则。操纵器的安装必须确保安全距离，才能达到安全目的，否则， 即使有安全装置，也会发生人身事故的可能。安全距离是指操纵器的按钮或手柄中。已达到压力机危险线的最短直线距离。安全距离应根据压力机离合器的性能来确定。对于滑块不能在任意位置停止的压力机（例如压力机的离合器是刚性的），最小安全距离应大于手的伸进速度，与双手离开操纵器到滑块运行至下死点时间的乘积，

5、其计算公式为：式中:Ds-安全距离，即操纵器中心至模具刃口的最短直线距离，m;1.6-人手的伸进速度， m/s;Ts-双手按压操纵器接通离合器控制线路到滑块运行到下死点的时间， s;N-离合器的结合槽数;Tn-曲轴回转一周的时间， s。其中 Ts 是考虑最长时间，即滑块下行程时间与离合器在结合槽间所需要的转动时间 之和。安全距离Ds可以通过对具体压力机的计算直接获取。对于滑块可以在任何位置停止的压力机（例如压力机的离合器是摩擦式的），最小安 全距离的计算公式为：Ds1.6Ts式中：Ts-双手操纵器断开压力机离合器的控制线路到滑块完全停止的时间，s。Ts要考虑到滑决的运动惯性，取最长时间。这里T

6、s是不能计算的，其值对不同压力机应在曲轴转到 90 度左右处进行实测来获取。（4）操纵器的装配距离要求。装配距离是指两个操纵器（按钮或操纵手柄的手握部位）的内边距离。最小内边距离大于250mm,最大内边距离小于600mm。（5）防止意外触动的措施。按钮不得凸出台面;手柄也应采取措施，防止被意外触动。刮碰而引起压力机误动作。对此需要说明,双手操作式安全装置只能保护使用该装置的操作者,不能保护其他人员的安全。双手按钮不是两个按钮两个按钮不能当作双手按钮安全装置来使用。双手按钮不仅具有特殊的 壳体结构设计,而且双手按钮作为一种安全装置,必须配套采用安全监控模块（又称安全 继电器）,组成一个安全的双手

7、控制系统。近日,偶然读到一篇安全报道：2004 年 8 月 1 日上午 8 时许,上海西郊某轮胎制造公司乘用轮胎厂一磅称工俞某在炼胶车间组切胶岗位 上切小胶料时,为贪图方便,违反安全操作规程,用一把钥匙揿住双手按钮设备的右侧按钮, 使双手按钮保护设备一直处于半工作状态,当其左手揿按钮时,右手放在橡胶材料上,导致 右手被切胶机刀口切去食指一节,中指二节,构成重伤事故。事故的直接原因是俞某违规操 作。俞某违反了该企业制订的切胶机安全操作规程,用一把钥匙（代替一只手）揿住双手控 制安全装置按钮中的右侧按钮,使该安全装置一直处于半工作状态,最终导致了事故的发生。 间接原因：管理不到位。车间、班组管理人

8、员对员工的岗位安全教育、培训还不够深入细致, 当发现员工存在违章行为时,未采取有效防范措施,在执行安全生产管理制度上力度不够。 事故责任：俞某在操作切胶机时,违反公司有关“单刀切胶机,只准本人双手启动”的安全操 作规程,在被发现违规操作时,被指出并要求改正后,仍我行我素,导致了该事故的发生, 对此事故应负主要责任。车间生产管理人员的教育培训不到位,在执行安全管理制度上的力 度不够,对此事故负部分责任。作为机器安全技术工程师,对该公司的事故分析和责任认定, 我认为有考虑不周全的地方。这只是看到了表面现象,而没有发觉造成该事故的根本技术“盲 区”。同时也对一只按钮按下，双手按钮保护设备就一直处于半

9、工作状态这一说法提出质疑。 既然是双手按钮保护设备,那麽切胶机设备应该只有在双手按钮同时按下去时,切刀才可以 切胶；如果有一只按钮先按下，再按另一只按钮，切刀是不应该切胶的。根据EN574有关 双手设备标准中关于双手按钮设备应用于危险机器的规定，在危险场合，特别是手工送料的 机器，冲压设备、带切割刀具的机器等，只有在双手按钮同时按下去时，并且时间差应该不 小于0.5S,装置才是有效操作；而且要求，如果时间差超过0.5S,必须两个手都松开后， 才可以再次使用。只有这样，才能确保使操作人员的双手离开危险区域，免受伤害。也只有 符合标准要求的双手设备才可以在市场上流通使用，很显然，该设备的双手控制装

10、置不符合 标准的安全要求，才是导致切断操作工手指的严重事故的根本原因。在这里，双手按钮作为 一种安全装置，必须配套采用安全监控模块（又称安全继电器），组成一个安全的双手控制 系统。其工作原理如下：双手按钮的2常开2常闭总共4个信号触点连接到安全监控模块， 由安全监控模块对双手按钮的状态进行判断。当且仅当两个按钮在0.5s内同时按下时，安 全监控模块才会有输出，该系统才能够启动机器动作；任何一个触点的故障，均可以被监控 判断；当任何一只手离开按钮，安全装置就立刻停止输出，切断动力源，从而实现保护人的 目的。任何一只按钮的提前或推迟工作，都不会出现危险。然而有些企业贪图省钱，在双手 控制系统中，不

11、购买、安装安全监控模块，只是将按钮盒上的两只按钮的 2 个常开串联起 来，接到机器控制回路，表面上好像是双手控制，实际上是两个按钮简单的串联，这样很容 易就能够被操作人员采用简单的方法“短接”，变成单手操作。另外，一个触点的熔焊接故障， 也同样容易使设备单手操作成为可能；如果2 个触点出故障，甚至还会导致设备意外动作， 伤害操作人员。因此，串接起来的两个按钮是不安全的，是不可能实现双手按钮设备的安全 功能的，这样做是不允许的，也是非常危险的。两个按钮不是双手按钮。 一只按钮按下， 双手按钮保护设备就一直处于半工作状态这一说法，是对双手设备的误解，认识上有误区。 这种“半工作状态”的说法，误导他

12、人认为一只可以实现半工作，对于双手设备是一种错误说 法。完全可以说，这个重伤事故是可以避免的。如果该公司的设备符合安全要求，加装有安 全监控模块，即使工人这样违规操作，也不会痛失 3 节手指。但是事故已经发生，后果也 无法挽回。这里我不仅为俞某感到惋惜和同情，也为该企业的安全防范技术汗颜。痛定思痛， 除了当事人后悔没有按照规定的操作规程使用机器之外，作为生产企业，是否应该总结一下， 在加强管理、教育等措施仍有死角、不奏效的情况下，是否该思考思考：在设备安全硬件方 面，我们的机器是不是安全的？是不是有必要对现有设备进行改造，提高安全可靠性？以后 是否应该购买和使用安全产品和机械？如果每个企事业单

13、位，能够从技术上、从硬件上保证 企事业的环境、生产设备、机器都是安全的，在辅助以传统的思想教育、安全培训和加强制 度管理，为员工创造更加舒心和安全的工作环境，这样对企业、对员工、对整个社会都是有 裨益的。也希望借贵刊的发布，澄清这个错误说法，同时对于该公司完善其设备安全能起到 一定作用。（完）机器安全和CE认证作者：应用工程师黄之炯供稿：皮尔磁工业自动化贸易（上海）有限公司1.引言 机器的安全性就是指，在机器安全使用说明书规定的预订使用条件下执行其功能和在运输、 安装、调整、拆卸和处理时不产生伤害或危害健康的能力。评估一台机器的优劣，除了考虑 其自动化程度高低外，还应该注重该机器的安全性。从一

14、台机器的设计、制造、使用过程中， 安全是一个不可或缺的重要内容。在西方国家，如欧盟、美国，早已制定出相关的法律、规 范和标准，来保护人和机器的安全。现今，任何一台进入欧洲市场的机器，都必须施加CE 标志，以证明这台机器符合指令、达到安全方面的要求。对于提高国产机床的竞争能力、突 破西方国家的技术壁垒，机器的安全必须为我们所重视。2为何机器需要安全 早在 1948 年，联合国大会就表决通过了一个通用的人权宣言，以表明提供安全的工作设备 是雇主道德上的义务。随着社会文明的进步，生活水平以及生存状况的不断提高，安全已经 越来越被人们所重视。 从技术的角度来看，现代自动化技术的不断发展，一方面大大提升

15、了机械的生产能力，另一 方面，自动化技术也会引发事故。特别实在一些非正常操作的过程中（如试车、清洗、维修 等），一起事故就会对操作人员造成严重的伤害。在机床的正常操作过程中，以冲压机械为例，其作业伤指事故较多。该行业曾流行一句话： 十个冲工九个残。客观原因是冲压机械滑块垂直下冲速度极快。以一般 100 吨液压冲床为 例，滑块每分钟往复次数为75 次，即单程一次只约需0.4 秒。采用行程为100毫米进行拉 伸作业，若手在模内，冲床滑块下冲伤指的时间约为0.1 秒。而当操作者发现或感觉到滑块 下冲时，反应到大脑，再由大脑指挥手缩回的时间约为0.2-0.3 秒，显然手是来不及收回的。 因此常造成伤指

16、事故。所以安全防护设备和安全控制器件的使用（如安全光栅和安全继电 器），可以避免此类伤害事故的发生。一台安全的机器可以大大减少事故的成本。在机器的使用过程中，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，是我们可以看见的，如伤害的成本回复、雇主的 责任成本。但有 90的部分是在海平面以下，是隐含的事故成本，我们往往所忽视的，如 产品损毁、产品延误、罚款、加班费用、停产损失等等。所以，无论从企业生产成本的降低，还是从员工工作环境的提升、减少伤害事故的角度来看， 企业管理者或机器生产商应该意识到机器安全的重要性。3安全标准和安全规范 随着机器的安全越来越被重视，世界上的各个组织或各

17、个国家都制定了相关的安全标准和安 全规范。欧盟，作为目前世界上最大的经济自由区，已经把对机器的安全要求上升到法律的 高度-机械指令98/37/EC。任何进入欧盟的机器，无论是新的或是二手的，都必须符合 机械指令及其他相关指令的基本要求。CE 标志事欧盟官方颁布的、统一再工业产品上使用的强制性标志。 CE 标志是一种产品合 格标志，产品上施加有CE标志，就证明该产品符合欧盟颁布的有关新方法指令的要求，并 已经按规定对产品进行了合格评定。新方法指令主要是保障人身安全与健康、保障财产安全 方面的要求，所以CE标志是一种产品安全合格的标志，不具有商业意义。机械指令规定了基本安全与卫生要求，同时，又进一

18、步规定了制造商可依据标准来达到指令 所规定基本安全与卫生要求。标准为指令实施提供技术支撑，标准规定了实现指令基本要求 的方法和措施。制造商要使其产品符合新方法指令所规定的基本要求，获得CE认证，最好 的方法就是按照标准来制造产品。常用的一些国家、欧洲和国际标准有：0EN 1050-1996机械安全 风险评价0EN 2921： 1991机器安全 基本概念与设计通则0EN 954-1机械安全控制系统有关安全部件第1部分设计通则0EN/IEC 60204机械安全机械电气设备0EN/ISO 13894机械的安全 控制系统有关的安全部件0EN/IEC 61508主要涵盖了电气/电子/可编程电子系统的功能

19、安全0EN 418 紧急制动设备0EN 1088 与保护装置有关的连锁装置 设计和选择原则0EN 12415 机床 安全 小型数控车床和车削中心0EN 12417机床 安全 加工中心0EN 12478 机床 安全 大型数控车床和车削中心0GB 5226.1-2002 机械安全 机床电气设备 第 1 部分：通用技术条件4机器安全控制系统的组成 一台机床的安全控制系统通常由安全输入设备、安全控制电气元件和安全输出控制来组成。 安全输入设备有急停按钮、安全门限位开关或联锁开关、安全光栅或光幕、双手控制按钮以 及需要进行安全监控的输入信号（如上死点和下死点的安全位置信号）等。安全控制电气元 件包括有安

20、全继电器、监控继电器、安全PLC和安全总线。安全输出控制通常则是主回路 中的接触器、继电器或阀等。这样一个安全控制电气回路的设计，必须严格符合该台机床的 安全等级。不同于辅助回路中的普通中间继电器或普通PLC,安全继电器、安全PLC有其特殊的结构。 安全继电器甚至在内部出现触点焊死的故障情况下，也能够把电源安全的从负载断开。同时 通过内部冗余、强制断开触点的结构、自检测等功能,检测内部电路和外部输入和输出控制 回路的故障情况。而安全PLC以多处理器的冗余、相异技术，并带有实时的自我检测功能， 同样能够保证控制系统的安全运行。5Pilz 的安全解决方案德国 Pilz 作为安全控制方面的专家，有着数十年安全控制产品研发、生产的经验。产品包 括安全控制技术、监控技术、