面向油气化工的可信防爆协作机器人

防爆协作机器人是专为存在可燃气体、可燃粉尘或可燃纤维的环境设计并认证的协作机器人。区别于标准工业协作机器人，这类专用机型同时具备国内（如中国Ex标准）和国际（欧盟ATEX/IECEx）双重防爆认证，防护达IP68，适用于1区和2区危险区域。随着油气、化工、军工等行业寻求自动化危险人工作业，防爆协作机器人正成为关键——且仍大幅未被开发——的自动化品类。

为何危险环境需要防爆协作机器人？

痛点：危险区的人工作业

石化厂、炼厂、喷涂车间、弹药设施工人日常面临爆炸性大气环境。这些环境下的物料搬运、设备操作、表面涂装、质量检测等人工作业，固有电火花、高温表面、静电放电引燃风险。

传统自动化方案在该场景受阻。标准工业机器人无危险区认证，加装防爆外壳复杂昂贵且常不切实际。结果：许多爆炸性大气环境下的危险任务仍依赖人工。

解决方案：专用防爆协作机器人

防爆协作机器人将危险区防护直接集成至机器人设计——从电机绕组、编码器到电缆密封、控制电子元件。每个可能产生火花或超安全表面温度的部件均按防点燃设计。

这些协作机器人保持协作机器人核心优势——直观编程、柔性部署、人机安全交互——同时增加危险区专用防护。

防爆标准与认证解读

危险区分级

按国际标准（美国指导参考OSHA机器人安全标准），爆炸性环境按危险物质类型及出现概率分级：

分级	描述	典型场所
0区 / 1类	爆炸性大气持续存在	罐体内部
1区 / 1类	正常运行中可能出现爆炸性大气	罐口、充装点附近
2区 / 2类	正常运行中不可能，仅异常条件下短暂出现	一般厂区、储罐区

防爆协作机器人通常认证覆盖1区、2区（气体）及21/22区（粉尘），覆盖加工厂和工业设施绝大多数部署场景。

防爆方式解析

防爆认证标志编码了具体防护方式。典型标记如"Ex db eb ib pxb IIC T5 Gb"表示多重防护层：

• db（隔爆外壳）： 将内部爆炸限制在外壳内，防止点燃周围大气
• eb（增安型）： 提供增强可靠性防止火花或过温
• ib（本质安全）： 将电能限制在点燃阈值以下
• pxb（正压外壳）： 维持内部正压排除爆炸性气体
• IIC： 适用最苛刻气体组别（含氢气、乙炔）
• T5： 最高表面温度100°C——远低于多数工业气体自燃点

欧标等效标记"Ex II 2G Ex db pxb IIC T4 Gb"确认符合ATEX指令，适用II类（非矿用）设备在1区气体环境。

双重认证：为何关键

领先防爆协作机器人同时持有国内和欧盟认证。双重认证意味产品全球部署无需额外合规工作——对跨国油气公司和跨监管管辖区运营的EPC总包商至关重要。

防爆协作机器人产品矩阵

完整防爆协作机器人产品线覆盖多负载臂展配置匹配不同应用：

型号	负载	臂展	重复定位精度	最大速度	重量	防护等级
XR6	6 kg	924 mm	±0.02 mm	3 m/s	21 kg	IP68
XR9	9 kg	1,500 mm	±0.05 mm	3 m/s	37 kg	IP68
XR12	12 kg	1,300 mm	±0.03 mm	3 m/s	36 kg	IP68
XR18	18 kg	900 mm	±0.02 mm	3 m/s	35 kg	IP68
XR20	20 kg	1,800 mm	±0.05 mm	4 m/s	68 kg	IP68

全系标配6自由度、EtherCAT/1kHz控制总线、工作温度-5°C至55°C。噪声全系≤60dB。

防爆控制柜

机械臂仅是系统一部分。防爆部署需匹配控制基础设施：

隔爆控制柜： 全尺寸外壳IP65，报警灯，丰富I/O扩展。丰富外部接口适配1/2区气体粉尘环境。适合需多路数模量I/O的复杂安装。

正压控制柜： 紧凑设计，IP65，部署更便捷。维持内部正压防爆炸性大气进入。适合空间受限、需小占地的安装。

两类柜体均支持EtherCAT现场总线、Modbus-TCP、RS485通讯，提供急停、安全停止、数字I/O、差分编码器输入。

关键应用场景

汽车加注自动化

机器人加注系统消除人工在加注过程暴露于汽油蒸气。协作机器人防爆认证确保在加油机蒸气富集区安全运行，精度实现对不同车型精准对嘴。

工业喷涂与粉末涂装

喷涂粉末涂装产生溶剂蒸气和可燃粉尘爆炸性大气。防爆协作机器人配合拖拽示教编程让操作员直观定义喷涂路径，VR引导编程进一步降低危险区对专业技术人员依赖。

弹药与推进剂搬运

弹药制造和推进剂装填涉及极低点燃阈值材料。防爆协作机器人以质量保证所需精度和重复性执行灌装、装配、检测任务，同时让人员保持安全距离。

化工处理作业

化工厂中，协作机器人在1区或2区执行取样、阀门操作、容器清洗、物料传输。紧凑尺寸适配典型化工厂受限空间布局。

极端温度协作机器人：拓展边界

除防爆能力，现推出极端热环境专用协作机器人——行业首创。极端温度机型工作范围-30°C至80°C（标准-5°C至55°C），全程IP68防护。

型号	负载	臂展	重复定位精度	温度范围	防护等级
AL6	6 kg	924 mm	±0.02 mm	-30°C至80°C	IP68
AL9	9 kg	1,500 mm	±0.05 mm	-30°C至80°C	IP68
AL12	12 kg	1,300 mm	±0.03 mm	-30°C至80°C	IP68

冷链与冷冻应用

冷链物流——冷冻食品仓储、医药冷库、冰淇淋生产——需持续亚零度下可靠运行的机器人。标准协作机器人-5°C以下润滑剂增稠、传感器漂移、线缆脆化。极端温度机型从底层设计保证-30°C性能。

热锻与高温工艺

另一极端，热锻喷淋淬火应用协作机器人在近1,200°C工件旁作业。文档部署案例：协作机器人执行热锻模具脱模剂喷涂，承受极端热循环、40kW感应加热器电磁干扰、持续超额定负载——连续运行两年以上零故障。

危险环境选型考量

指定防爆协作机器人时，除标准选型标准外考量：

区域分级： 确认具体危险区分级（1区、2区、21区、22区），确保协作机器人Ex标记覆盖需求。

气体组别兼容： IIC认证覆盖最广气体范围（含氢气）。若应用涉及较低要求组别（IIA/IIB），IIC设备提供内置安全余量。

温度组别： 核实协作机器人最高表面温度等级（T级）低于工作区所有物质自燃温度。

控制柜选型： 按安装匹配——隔爆柜用于全功能多I/O安装，正压柜用于紧凑部署。

电缆布线： 危险区安装需认证电缆密封套、管道、布线实践，维持防爆边界完整性。

常见问题解答

标准协作机器人能用于危险环境吗？

不能。标准协作机器人未针对爆炸性大气设计认证。其电气元件、电机、连接器可能产生火花或超安全表面温度，构成点燃风险。仅携带特定防爆认证（Ex标记）的协作机器人可部署于分级危险区。

防爆协作机器人IP68意味着什么？

IP68为最高防护等级，表示完全防尘且耐持续水浸。对防爆协作机器人，IP68确保内部电子完全与周围大气隔离——任意工况下无爆炸性气体粉尘进入外壳。

防爆协作机器人比标准型贵多少？

防爆协作机器人因专用外壳、认证组件、双重认证流程较标准工业型号溢价。但须权衡替代方案：危险区人工成本（含危险津贴、培训、PPE、事故风险）、标准机器人改装不切实际、合规负担。以自动化危险任务为目标的应用，专用防爆协作机器人通常是最具成本效益路径。

总结

防爆协作机器人填补工业自动化关键空白——将协作机器人柔性易用优势带入标准机器人无法作业的环境。凭借双认证防护方式、IP68密封、6-20kg负载选项，这些专用协作机器人已就绪部署于油气、化工、汽车喷涂、军工搬运。

同时面临极端温度挑战的设施，最新极端温度协作机器人将工作包络拓展至-30°C至80°C，解锁冷链物流和热锻工艺自动化新可能。

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最后更新：2026年3月。文中认证细节与防爆标记基于公开产品规格及国际标准文档。