协作机器人标准精通：安全、危害与合规全指南

主页 » 博客 » 协作机器人标准、危害与合规指南

协作机器人（协作机器人）对制造生产力至关重要。协作机器人设计有内置安全功能，可与人类工人协同工作，但这些技术不保证“开箱即安全”。全面的、应用特定的风险评估对于保障员工安全、实现合规至关重要。

作为您的自动化合作伙伴，JHFOSTER提供协作机器人应用安全与合规所需的设计、评估、集成与支持服务。

协作机器人为何安全？

这代新工业机器人被认为比传统工业机器人更安全，因协作机器人提供先进安全功能：传感器、摄像头、软件编程检测物体或人员接近以防事故伤害。先进安全功能包括：

• 安全监控停止： 控制系统内传感器在人员过近时强制协作机器人完全停止，员工处于安全距离时重启。
• 速度与间距监控： 称SSM，此安全功能用传感器与摄像头检测与人员接近度，指令协作机器人减速至安全速度。
• 功率与力限制技术： 称PFL，此功能控制降低协作机器人力与扭矩，防止接触操作员时造成伤害。

虽然这些安全功能通常让协作机器人无需安全防护或围栏即可置于共享人员区域，但整个应用——含集成设备、工作单元、工作流、末端执行器等附件——必须评估安全运行。因此，需要对整个自动化系统进行风险评估，确保符合机器人安装行业安全标准。

协作机器人安全标准有哪些？

多项行业安全标准适用于机器人与协作机器人安装，包括：

ISO 10218

国际标准化组织（ISO）的ISO 10218是工业机器人安全最公认指南。最新版ISO 10218涵盖面向制造商与工业机器人应用的安全要求。

ISO 10218提供功能安全要求，含合规与风险缓解的精确指南。整合先前分离的ISO/TS 15066的协作机器人集成安全要求包含在ISO 10218中。

此外，先前分离的技术报告TR 20218-1与TR 20218-2中的手动装卸程序与末端执行器安全指南已纳入，新增机器人分类与对应功能安全要求及测试方法。

ANSI R15

美国国家标准协会（ANSI）采纳ISO 10218作为ANSI R15一部分，规定工业机器人使用安全要求，以及机器人集成至工作单元的要求。

OSHA

职业安全与健康管理局（OSHA）虽无机器人行业或自动化集成专用标准，但依赖ISO、ANSI及其他相关行业标准管辖工作场所风险评估、防护及相关危害。

作为您的专家自动化合作伙伴，JHFOSTER为您的协作机器人应用提供合规集成与支持，确保员工安全与行业标准合规。

机器人相关的主要危害有哪些？

OSHA识别出机器人应用八大主要危害，包括：

• 人为错误： 操作员将自身置于危险位置/姿态。
• 控制错误： 机器人工作单元因控制软硬件错误导致的危害。
• 未授权进入： 未授权/未培训操作员进入机器人工作单元。
• 机械故障： 造成危害的意外机械故障。
• 时间压力： 赶工时工人可能绕过安全规程。
• 环境因素： 环境因素可能干扰机器人功能。
• 电源故障/失效： 电源中断或未遵循上锁挂签程序可能干扰运行或释放能量，造成电气危害。
• 安装不当： 设计不良、安装不当的机器人系统导致运营危害。

据OSHA，妥当设计、测试、集成、运行、维护机器人应用可预防这些问题。作为您经验丰富的自动化合作伙伴，JHFOSTER可助您规避这些危害。

四大主要机器人事故类型及规避方法

四大主要机器人事故类型包括：

1. 冲击/碰撞事故： 操作员被机器人、末端执行器或机器人搬运物料撞击。
2. 挤压/夹困事故： 操作员被机器人与另一表面夹住，或被机器人本身困住。
3. 机械部件事故： 机器人部件或安全装置故障导致伤害。
4. 其他事故： 飞溅部件、被机器部件夹住、部件故障等。

如何避免机器人事故

大多数自动化相关事故可通过以下预防措施避免：

• 风险评估： 安装前后对工作单元机器人进行全面风险评估，有助识别潜在风险以采取预防措施。
• 概念验证测试：有助于识别仿真中可能不显现的潜在危害。
• 安全装置： 用防护栏、光幕等保护传统工业机器人单元操作员，利用协作机器人先进安全功能预防事故。
• 妥当设计、安装、集成： 确保机器人工作单元在安全合规考量下设计、安装、集成，将预防许多危害。
• 培训/程序： 为操作员、维护技术员、其他员工提供彻底培训，提供风险意识与安全预防措施、程序细节。
• 系统维护： 确保机器人单元所有组件处于良好工作状态，预防因故障导致的事故。

使用协作机器人与机器人时应遵循的安全规则

虽然防护与安全程序因应用而异，但以下六条规则有助于预防机器人/协作机器人相关事故。

1. 始终执行全面风险评估。
2. 实施物理测试验证机器人/协作机器人力限制。
3. 管理储存能量，实践上锁挂签程序。
4. 妥当固定末端执行器。
5. 保持工作区无遮挡。
6. 绝不绕过防护或安全装置。

创建安全工作区：速度与间距

内置速度与间距安全功能是协作机器人区别于机器人、得以与人类操作员安全协作的关键。

协作机器人的安全速度是多少？

真协作模式下（可能发生人机接触）协作机器人行业推荐速度限制为250 mm/s或更低，由ISO/TS 15066/ISO 10218定义。此速度允许碰撞时力限制。

但具体应用的全面风险评估将决定最安全速度。若采用速度与间距监控或非协作模式等功能，可允许更高速度。

机器人周围的安全区域是什么？

机器人周围安全区域取决于机器人类型、速度、运行模式、应用，应在风险评估中定义。

传统工业机器人需围栏、笼子等物理屏障将员工保持在安全距离、或用光幕等基于传感器装置在操作员进入区域时停机。全面风险评估与行业标准将提供应用所需防护类型信息。

协作机器人在协作空间工作时通常不需物理屏障，协作空间是指配备速度间距监控、安全监控停止、PFL技术时协作机器人可安全运行的定义区域。按应用全面风险评估后，协作机器人应编程维持定义的安全边界（依赖传感器触发协作机器人安全功能的可编程虚拟墙）以确保安全工作区。

JHFOSTER，您的合规机器人集成伙伴

作为您的自动化合作伙伴，JHFOSTER具备驾驭复杂协作机器人安全标准、为您的应用定制合规、可靠、安全方案的专业能力。立即联系我们，提升效率、确保协作机器人安全。

• 自动化集成总裁，Tavoron

  Robert Komljenovic是拥有30余年全球制造与自动化组织领导经验的资深工业自动化高管。作为Tavoron自动化集成总裁，他领导公司自动化集成板块，聚焦战略增长、运营绩效、跨平台协作。加入Tavoron前，Robert在自动化与先进制造公司担任高管领导角色，领导业务转型、拓展市场版图、驱动盈利增长。Robert亦担任制造工程师协会教育基金会董事会成员，通过奖学金与捐赠项目支持STEM教育倡议。

  查看所有文章