立式加工中心工人疲劳作业分析


1    研究背景
当今社会制造技术日趋成熟,而作为制造技术的主要部分人和机器之间的关系越来越受人们的关注[1]。国内外经验表明,发展装备制造业,数控机床是基础。作业人员的效率也直接影响着机床的效率,给操作者提供一个舒服的工作环境,低强度高效率的工作方式才能使数控机床的生产效率达到最高。工作姿势分析 (OWAS,Ovako  Working  Posture  Analysis
System)可以界定不同工作状态,工作姿势,并由此得到不同姿势对身体产生不同损害划分等级。
2    问题分析
OWAS工作姿势分析法可以根据身体的不同姿势进行编 码,主要遵循以下原则:1)身体的主要行为姿势(坐、站、蹲....);2)各个部位(腰、手臂、下肢...);3)承担任务的工作强度,即货物重量;三者及进行排序,进而实现OWAS编码[2]。研究人员可在观测作业人员动作后,针对某一姿势给其一编码组合,头颈部:1- 可自由活动,2- 前倾,3- 侧弯,4- 后仰,5- 旋转;背部: 1- 挺直,2- 前弯,3- 扭转,4- 弯曲且扭转;手臂:1- 双手位肩下方,2- 单手位肩下方,3- 双手位肩上方;腿部:1- 腿位于座椅下方坐立,2- 站立,3- 单脚直站立,4- 双脚弯站立,5- 单脚弯站立,6- 跪姿,7- 走动;重量:1- 小于10KG,2- 10至20KG,3- 大于10KG[3]。
通过对加工中心工人作业姿势分析,取其装零部件姿势进行分析研究如图1所示,作业人员装卸零部件时,需要将头 部后仰,背部前弯,双手位于肩的下方,单脚直站立,所拿货物重量一般10~20kg,编码即为42132;人在观察零件图时是坐姿,颈部前倾,背部扭曲,双手可以近似取1,位于座椅下方,重量基本可以忽略则取1,编码即24111;取零件时,身体前倾,背部前弯,双手位于肩的下方,双腿弯站立,重物由于是女性是10- 20KG,编码为22142。
 
图1   装夹零件图
 
3    姿势评估
OWAS对身体各个姿势编码,判断作业人员的行为等级
(Action  Categories, AC)。分别对应四个等级,包括AC1、AC2、
AC3及AC4,每个等级对应的措施:AC1为正确的作业姿势;
AC2的姿势对身体有轻微的伤害,进行具体规划,一段时期没解决;AC3的姿势对作业人员的身体具有较明显的伤害,需尽快处理;AC4对身体的伤害较为严重,需要马上进行改进。除等级AC1以外,其他三个等级需要根据不同等级的迫切性进行改善。据此对工作姿势状态进行等级判定,判断依据如图2。

图2   AC等级的分类依据
通过OWAS姿态分析可以看出,作业人员装卸零部件,编码42132,等级为AC2;观察零件图,编码24111,等级为AC2;取零件,编码22142,等级为AC3。操作者的三种操作姿势均有不程度的危害,不恰当的姿势会引起身体疲劳程度的加剧,因此对这三种姿势应进行有效改善。
4    结论
加工中心VMC800作业人员进行观察记录,对其关键作业姿势装卸零部件、取零件、观察零件图进行分析,确定姿势的AC等级,均存在一定程度的姿势危害,据此改善作业姿势, 降低不正确姿势带来的疲劳度,提高作业效率。

 

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