掌握协作机器人标准：安全、危险和合规性

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协作机器人对于制造生产力至关重要。协作机器人的设计具有内置的安全功能，因此它们可以与人类工人一起协作，但这些技术并不能确保“开箱即用”的安全性。相反，全面的、特定于应用程序的风险评估对于保护您的员工队伍和实现合规性至关重要。

作为您的自动化合作伙伴，JHFOSTER 提供协作机器人应用的安全性和合规性所需的设计、评估、集成和支持服务。

协作机器人如何安全？

新一代工业机器人被认为比传统工业机器人更安全，因为协作机器人提供先进的安全功能，例如传感器、摄像头和软件编程，可以检测物体或人员的接近程度，以防止事故和伤害。先进的安全功能包括：

• 安全监控停止： 当人类距离太近时，控制系统内的传感器会强制协作机器人完全停止，并在员工处于安全距离时重新启动。
• 速度和间隔监控： 这种安全功能称为 SSM，使用传感器和摄像头来检测与人类工人的接近程度，并命令协作机器人减速到安全速度。  
• 功率和力限制技术： 此功能称为 PFL，可控制并减少协作机器人的力和扭矩，以防止在接触操作员时受伤。

虽然这些安全功能通常使协作机器人能够放置在与人类操作员共享的区域，而无需安全防护或外壳，但必须对整个应用（包括集成设备、工作单元和工作流程以及末端执行器等配件）进行安全操作评估。因此，需要对整个自动化系统进行风险评估，以确保符合机器人安装的行业安全标准。

协作机器人的安全标准是什么？

机器人和协作机器人安装适用多项行业安全标准，包括：

ISO 10218

国际标准化组织的 ISO 10218 是最受认可的工业机器人安全指南。最新版本的 ISO 10218 涵盖了制造商和工业机器人应用的工业机器人安全要求。

ISO 10218 提供了功能安全要求以及有关合规性和风险缓解的精确指南。 ISO 10218 中包含了协作机器人的集成安全要求，整合了之前单独的 ISO/TS 15066。

此外，手动装载/卸载程序和臂端工具的安全指南已纳入之前单独的技术报告 TR 20218-1 和 TR 20218-2，以及具有相应功能安全要求和测试方法的新机器人分类。

ANSI R15

美国国家标准协会 (ANSI) 已采用 ISO 10218 作为其 ANSI R15 的一部分，该标准概述了工业机器人使用以及机器人集成到工作单元中的安全要求。

职业安全与健康管理局

尽管职业安全与健康管理局 (OSHA) 没有针对机器人行业或自动化集成的具体标准，但该机构依赖 ISO、ANSI 和其他相关行业标准来管理工作场所的风险评估、防护和其他相关危险。

作为您的专业自动化合作伙伴，JHFOSTER 为您的协作机器人应用提供合规集成和支持，确保员工安全并符合行业标准。

与机器人相关的主要危险是什么？

OSHA 已确定机器人应用中的八种主要危险，包括：

• 人为错误： 当操作员将自己置于危险场所/位置时。
• 控制错误： 控制软件或硬件错误导致机器人工作单元中的危险。
• 未经授权的访问： 未经授权/未经培训的操作员进入机器人工作单元。
• 机械故障： 意外的机械故障会造成危险。
• 时间压力： 当时间紧迫时，工人们可能会绕过安全协议。
• 环境： 环境因素可能会干扰机器人功能。
• 电源故障/故障： 电源中断或不遵守上锁/挂牌程序可能会干扰操作或释放能量，从而造成电气危险。
• 安装不正确： 设计不当和安装不当的机器人系统可能会导致操作危险。

根据 OSHA 的说法，机器人应用程序的正确设计、测试、集成、操作和维护可以防止这些问题。作为您经验丰富的自动化合作伙伴，JHFOSTER 可以帮助您避免这些危险。

机器人事故的 4 种主要类型及其避免方法

机器人事故的四种主要类型包括：

1. 撞击/碰撞事故： 当操作员被机器人、末端执行器或机器人处理的材料击中时。
2. 挤压/夹伤事故： 当操作员被夹在机器人和另一个表面之间或被机器人本身困住时。
3. 机械部件事故： 机器人部件或安全装置发生故障导致受伤。
4. 其他事故： 部件飞出、卡在机器部件之间、部件故障等。

如何避免机器人事故

大多数与自动化相关的事故可以通过以下预防措施来避免：

• 风险评估： 在工作单元中安装机器人之前以及安装之后进行全面的风险评估将有助于识别潜在风险，以便采取预防措施。
• 概念验证测试：这有助于识别模拟中可能不会出现的潜在危险。
• 安全装置： 使用传统工业机器人单元的防护装置和光幕等设备保护操作员免受危险，并使用协作机器人的先进安全功能可以防止事故发生。
• 正确的设计、安装和集成： 确保机器人工作单元的设计、安装和集成都考虑到安全合规性，可以防止许多危险。
• 培训/程序： 对操作员、维护技术人员和其他员工进行全面培训，提供风险意识以及安全预防措施和程序的详细信息。
• 系统维护： 确保机器人单元的所有组件都处于良好的工作状态将防止与故障相关的事故。

使用协作机器人和机器人时需要遵循哪些安全规则？

虽然防护措施和安全程序因应用而异，但这六项规则应有助于防止机器人/协作机器人相关事故。

1. 始终进行全面的风险评估。
2. 执行物理测试以验证机器人/协作机器人的力限制。
3. 管理储存的能量并练习上锁/挂牌程序。
4. 正确固定末端执行器。
5. 保持工作空间畅通无阻。
6. 切勿绕过防护措施或安全装置。

创建安全工作区：速度和间隔

内置的速度和分离安全功能是协作机器人与机器人的区别，并允许它们与人类操作员安全地协作。

协作机器人的安全速度是多少？

根据 ISO/TS 15066/ISO 10218 的定义，行业建议协作机器人在真正协作模式（可以进行人体接触）下的速度限制为 250 毫米/秒或更低。如果发生碰撞，此速度允许限制力。

然而，对具体应用进行全面的风险评估将确定最安全的速度。如果采用速度和分离监控或非协作模式等功能，则可以实现更高的速度。

机器人周围的安全区是什么？

机器人周围的安全区域取决于机器人的类型、速度、操作模式和应用，应在风险评估时定义。

传统的工业机器人需要栅栏和笼子等物理屏障来使员工保持安全距离，和/或基于传感器的设备（例如光幕），当操作员进入该区域时停止操作。全面的风险评估和行业标准将提供有关应用程序需要哪种类型的保护措施的信息。

协作机器人在协作空间中工作时通常不需要物理障碍，这是一个定义的区域，当配备速度和分离监控、安全监控停止和/或 PFL 技术时，协作机器人可以在其中安全操作。在对应用程序进行全面风险评估后，应对协作机器人进行编程，以维持定义的安全边界（可编程虚拟墙，依靠传感器在边界被突破时触发协作机器人安全功能），以确保安全的工作区域。

JHFOSTER，您的合规机器人集成合作伙伴

作为您的自动化合作伙伴，JHFOSTER 拥有掌握复杂的协作机器人安全标准的专业知识，并为您的应用定制合规、可靠且安全的解决方案。请立即联系我们，以提高效率并确保协作机器人安全。

• Tavoron 自动化集成总裁

  Robert Komljenovic 是一位经验丰富的工业和自动化高管，在全球制造和自动化组织中拥有 30 多年的领导经验。作为 Tavoron 自动化集成总裁，他领导公司的自动化集成部门，专注于战略增长、运营绩效和跨平台协作。在加入 Tavoron 之前，Robert 在自动化和先进制造公司担任执行领导职务，领导业务转型、扩大市场份额并推动利润增长。 Robert 还担任制造工程师协会教育基金会董事会成员，通过奖学金和捐赠计划支持 STEM 教育计划。

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