目次

前言

引言

1  范圍

2  規(guī)范性引用文件

3  安全分析

4  基本設(shè)計(jì)要求

5  機(jī)器人設(shè)計(jì)和制造

6  機(jī)器人系統(tǒng)的安全防護(hù)和設(shè)計(jì)

7  使用和維護(hù)

8  安裝、試運(yùn)行和功能測(cè)試

9  文件

10  培訓(xùn)

參考文獻(xiàn)

前言

本標(biāo)準(zhǔn)為推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。

本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)與集成標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：胡景謬、郝淑芬、聶爾來(lái)、許瑩

本標(biāo)準(zhǔn)是首次發(fā)布。

引言

1  工業(yè)機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn)制修訂概況

1.1  國(guó)際工業(yè)機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn)的制修訂概況

ISO 10218是《工業(yè)機(jī)器人安全》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的編號(hào)，此標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC 184/SC 2/WG 3制定的，并于1992年1月正式發(fā)布實(shí)施，1997年9月經(jīng)全體成員體投票復(fù)審，確認(rèn)繼續(xù)有效實(shí)施。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的品種不斷增加，功能擴(kuò)展，性能提高，應(yīng)用領(lǐng)域亦更加廣泛，不僅從制造業(yè)擴(kuò)展到非制造業(yè)，甚至擴(kuò)展到醫(yī)療、服務(wù)和康復(fù)領(lǐng)域，因此機(jī)器人使用的安全及防護(hù)問(wèn)題日益突出。2000年，美國(guó)提出為了加強(qiáng)機(jī)器人和機(jī)器人系統(tǒng)的安全，使標(biāo)準(zhǔn)的制定者和使用者更便于交流和執(zhí)行，并且標(biāo)準(zhǔn)還應(yīng)考慮用于工業(yè)自動(dòng)化的系統(tǒng)中除機(jī)器人系統(tǒng)以外的安全問(wèn)題，因此需要對(duì)ISO10218：1992年的版本進(jìn)行修訂，同時(shí)提供了美國(guó)在1999年制定的標(biāo)準(zhǔn)版本。2000年ISO/TC 184/SC 2在美國(guó)舉行的年會(huì)上形成決議，決定成立工作組，對(duì)安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂。2001年在

日本舉行的年會(huì)上工作組提出了新工作項(xiàng)目建議草案，把安全標(biāo)準(zhǔn)分成兩個(gè)部分，第一部分為設(shè)計(jì)、構(gòu)形和安裝時(shí)的安全，第二部分為機(jī)器人重新組裝、重新布置及使用時(shí)的安全規(guī)范。此兩部分的內(nèi)容比1992年版細(xì)化和增加了不少具體內(nèi)容，特別是對(duì)安全防護(hù)電路的設(shè)計(jì)及對(duì)各類(lèi)人員的安全防護(hù)措施更加明確。目前該標(biāo)準(zhǔn)正在制定中。

1.2  我國(guó)工業(yè)機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn)的制修訂情況

工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品在我國(guó)的研制開(kāi)發(fā)始于“七五”期間。由于工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品有著與其他產(chǎn)品不同的特征，其運(yùn)動(dòng)部件，特別是手臂和手腕部分具有較高的能量，且以較快的速度掠過(guò)比機(jī)器人機(jī)座大得多的空間，并隨著生產(chǎn)環(huán)境和條件及工作任務(wù)的改變，其手臂和手腕的運(yùn)動(dòng)亦隨之改變。若遇到意外啟動(dòng)，則對(duì)操作者、編程示教人員及維修人員均存在著潛在的傷害。為此，為防止各類(lèi)事故的發(fā)生，避免造成不必要的人身傷害，在研制機(jī)器人產(chǎn)品的同時(shí)，也立項(xiàng)制定工業(yè)機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)第一個(gè)安全標(biāo)準(zhǔn)GB 11291-1989是1989年3月發(fā)布，1990年實(shí)施的，它是參照日本標(biāo)準(zhǔn)JIS B 8433：1986《工業(yè)機(jī)器人安全法則》制定的。1994年，經(jīng)過(guò)五年的使用，發(fā)現(xiàn)原標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于簡(jiǎn)單，且國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 10218也已經(jīng)發(fā)布實(shí)施，按照我國(guó)積極采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的原則，于1994年成立工作組對(duì)1989年版進(jìn)行修訂，原國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局于1997年9月發(fā)布，1998年4月開(kāi)始實(shí)施。此版本完全參照采用了ISO10218：1992的版本，在內(nèi)容上有所增加，首次提出了安全分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的概念以及機(jī)器人系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)和防護(hù)措施。目前該標(biāo)準(zhǔn)尚在實(shí)施中。

2  編寫(xiě)實(shí)施規(guī)范的目的

根據(jù)《中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化法》第七條及實(shí)施條例第十八條的規(guī)定：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)。下列標(biāo)準(zhǔn)屬于強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)：“(一)藥品標(biāo)準(zhǔn)，食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，獸藥標(biāo)準(zhǔn)；(二)產(chǎn)品及產(chǎn)品生產(chǎn)、儲(chǔ)存和使用中的安全、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，勞動(dòng)安全、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)輸安全標(biāo)準(zhǔn)；(三)工程建設(shè)質(zhì)量、安全、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)家需要控制的其他工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)；(四)環(huán)境保護(hù)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；(五)重要的通用技術(shù)術(shù)語(yǔ)、符號(hào)、代號(hào)和制圖方法；(六)通用試驗(yàn)、檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)；(七)互換配合標(biāo)準(zhǔn)；(八)國(guó)家需要控制的重要產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”。因GB 11291-1997標(biāo)準(zhǔn)是涉及產(chǎn)品使用中的安全標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)全國(guó)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)與集成標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)／機(jī)器人分委會(huì)建議，上級(jí)主管部門(mén)審核批準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)定為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)屬于技術(shù)法規(guī)的范疇，其范圍與WTO規(guī)定的技術(shù)法規(guī)的五個(gè)方面基本一致。根據(jù)WTO的有關(guān)規(guī)定和國(guó)際慣例，標(biāo)準(zhǔn)是自愿性的，而法規(guī)或合同是強(qiáng)制性的，標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容只有通過(guò)法規(guī)或合同的引用才能強(qiáng)制執(zhí)行，而強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)則必須執(zhí)行。因此為了增加GB11291標(biāo)準(zhǔn)的可操作性，便于工程技術(shù)人員、管理人員及用戶更準(zhǔn)確、全面地使用和實(shí)施安全標(biāo)準(zhǔn)，特制定本實(shí)施規(guī)范。

工業(yè)機(jī)器人  安全實(shí)施規(guī)范

1  范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工業(yè)機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施步驟和細(xì)則，從而增加了GB 11291標(biāo)準(zhǔn)的可操作性，便于廣大生產(chǎn)廠商、銷(xiāo)售商和用戶的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、操作和維護(hù)等相關(guān)人員全面準(zhǔn)確地使用和實(shí)施機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn)。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)環(huán)境中的工業(yè)機(jī)器人及其系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、管理和使用。

2  規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

GB 5226.1-2002  機(jī)械安全  機(jī)械電氣設(shè)備  第1部分：通用技術(shù)條件(IEC 60204-1：2000，IDT)

GB 1129l-1997  工業(yè)機(jī)器人  安全規(guī)范(eqv ISO10218：1992)

GB/T 12644-2001  工業(yè)機(jī)器人  特性表示(eqv ISO 9946：1999)

GB 14048(所有部分)  低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備

GB/T 15706.1-1995  機(jī)械安全  基本概念與設(shè)計(jì)通則  第1部分：基本術(shù)語(yǔ)、方法學(xué)(eqv ISO/TR 12100-1：1992)

GB/T 15706.2-1995  機(jī)械安全  基本概念與設(shè)計(jì)通則  第2部分：技術(shù)原則與規(guī)范

(eqv ISO/TR 12100-2：1992)

GB/T 16856-1997  機(jī)械安全  風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的原則(eqv PREN 1050：1994)

3  安全分析

GB 11291-1997第4章主要講述了三個(gè)方面。首先是機(jī)器人產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和使用時(shí)采取安全措施的必要性；第二是對(duì)機(jī)器人及機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行安全分析；第三是根據(jù)安全分析提出采取安全防護(hù)的策略和減少風(fēng)險(xiǎn)的措施，以便使整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)達(dá)到可接受的整體安全的水平。

3.1  安全分析的步驟

安全分析可按下述步驟進(jìn)行：

a)  對(duì)于考慮到的(包括估計(jì)需要出、入或接近危險(xiǎn)區(qū))應(yīng)用，確定所要求的任務(wù)，即：機(jī)器人或機(jī)器人系統(tǒng)的用途是什么；是否需要操作、示教人員或其他相關(guān)人員出入安全防護(hù)空間，是否頻繁出入；都去做什么；是否會(huì)產(chǎn)生可預(yù)料的誤用(如意外的啟動(dòng)等)。

b)  識(shí)別(包括與每項(xiàng)任務(wù)有關(guān)的故障和失效方式等)危險(xiǎn)源，即識(shí)別由于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)以及為完成作業(yè)所需的操作中會(huì)發(fā)生什么樣的故障或失效，以及潛在的各種危險(xiǎn)是什么。

c)  進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，確定屬于哪類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)。

d)  根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，確定降低風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)策。

e)  根據(jù)機(jī)器人及其系統(tǒng)的用途，采取一定的具體安全防護(hù)措施。

f)  評(píng)估是否達(dá)到了可接受的系統(tǒng)安全水平，確定安全等級(jí)。

3.2  識(shí)別危險(xiǎn)源

識(shí)別可能由機(jī)器人系統(tǒng)本身或外圍設(shè)備產(chǎn)生或由于人與機(jī)器人系統(tǒng)相互干擾而產(chǎn)生的危險(xiǎn)或危險(xiǎn)狀態(tài)，使在進(jìn)行機(jī)器人及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)，和進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，便于危險(xiǎn)分析。

識(shí)別危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)從整套裝備的各個(gè)方面來(lái)進(jìn)行考慮：

a)  設(shè)備方面：機(jī)器人，安全防護(hù)設(shè)施，外圍設(shè)備；

b)  設(shè)備的構(gòu)建和安裝：設(shè)備之間的端點(diǎn)，安裝的穩(wěn)定性，定位的位置；

c)  相互關(guān)系方面：機(jī)器人系統(tǒng)本身，機(jī)器人系統(tǒng)與其他相關(guān)設(shè)備之間，人與機(jī)器人系統(tǒng)相互交叉干涉而形成的危險(xiǎn)。

危險(xiǎn)和危險(xiǎn)狀態(tài)可以列表，對(duì)于各種機(jī)器人及其不同用途，其危險(xiǎn)源不盡相同。大致可分為下述各項(xiàng)。

3.2.1  設(shè)施失效或產(chǎn)生故障引起的危險(xiǎn)

a)  安全保護(hù)設(shè)施的移動(dòng)或拆卸——如隔欄、現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置、光幕等的移動(dòng)或拆卸而造成的危險(xiǎn)；控制電路、器件或部件的拆卸而造成的危險(xiǎn)。

b)  動(dòng)力源或配電系統(tǒng)失效或故障——如掉電、突然短路、斷路等。

c)  控制電路、裝置或元器件失效或發(fā)生故障。

3.2.2  機(jī)械部件運(yùn)動(dòng)引起的危險(xiǎn)

a)  機(jī)器人部件運(yùn)動(dòng)——如大臂回轉(zhuǎn)、俯仰、小臂彎曲、手腕旋轉(zhuǎn)等引起的擠壓、撞擊和夾住，夾住工件的脫落、拋射。

b)  與機(jī)器人系統(tǒng)的其他部件或工作區(qū)內(nèi)其他設(shè)備相連部件運(yùn)動(dòng)引起的擠壓、撞擊和夾住，或工作臺(tái)上夾具所夾持工件的脫落、拋射形成刺傷、扎傷，或末端執(zhí)行器如噴槍、高壓水切割槍的噴射，焊炬焊接時(shí)熔渣的飛濺等。

3.2.3  儲(chǔ)能和動(dòng)力源引起的危險(xiǎn)

a)  在機(jī)器人系統(tǒng)或外圍設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部件中彈性元件能量的積累引起元件的損壞而形成的危險(xiǎn)。

b)  在電力傳輸或流體的動(dòng)力部件中形成的危險(xiǎn)，如觸電、靜電、短路，液體或氣體壓力超過(guò)額定值而使運(yùn)動(dòng)部件加速、減速形成意外傷害。

3.2.4  危險(xiǎn)氣體、材料或條件

a)  易燃、易爆環(huán)境，如機(jī)器人用于噴漆、搬運(yùn)炸藥；

b)  腐蝕或侵蝕，如接觸各類(lèi)酸、堿等腐蝕性液體；

c)  放射性環(huán)境，如在輻射環(huán)境中應(yīng)用機(jī)器人進(jìn)行各種作業(yè)，采用激光工具切割的作業(yè)；

d)  極高溫或極低溫環(huán)境，如在高溫爐邊進(jìn)行搬運(yùn)作業(yè)，由熱輻射引起燃燒或燙傷。

3.2.5  由噪聲產(chǎn)生的危險(xiǎn)

如導(dǎo)致聽(tīng)力損傷和對(duì)語(yǔ)言通信及聽(tīng)覺(jué)信號(hào)產(chǎn)生干擾。

3.2.6  干擾產(chǎn)生的危險(xiǎn)

a)  電磁、靜電、射頻干擾——由于電磁干擾、射頻干擾和靜電放電，使機(jī)器人及其系統(tǒng)和周邊設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作，意外啟動(dòng)、或控制失效而形成的各種危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)。

b)  振動(dòng)、沖擊——由于振動(dòng)和沖擊，使連接部分?jǐn)嗔?、脫開(kāi)，使設(shè)備破壞，或產(chǎn)生對(duì)人員的傷害。

3.2.7  人因差錯(cuò)產(chǎn)生的危險(xiǎn)

a)  設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、制造(包括人類(lèi)工效學(xué)考慮)——如在設(shè)計(jì)時(shí)，未考慮對(duì)人員的防護(hù)；末端夾持器沒(méi)有足夠的夾持力，容易滑脫夾持件；動(dòng)力源和傳輸系統(tǒng)沒(méi)有考慮動(dòng)力消失或變化時(shí)的預(yù)防措施；控制系統(tǒng)沒(méi)有采取有效的抗干擾措施；系統(tǒng)構(gòu)成和設(shè)備布置時(shí)，設(shè)備間沒(méi)有足夠的間距；布置不合理等形成潛在的、無(wú)意識(shí)的啟動(dòng)、失控等。

b)  安裝和試運(yùn)行(包括通道、照明和噪聲)——由于機(jī)器人系統(tǒng)及外圍設(shè)備和安全裝置安裝不到位，或安裝不牢固，或未安裝過(guò)渡階段的臨時(shí)防護(hù)裝置，形成試運(yùn)行期間運(yùn)動(dòng)的隨意性，造成對(duì)調(diào)試和示教人員的傷害；通道太窄，照明達(dá)不到要求，使人員遇見(jiàn)緊急事故時(shí)，不能安全迅速撤離，而對(duì)人員造成傷害。

c)  功能測(cè)試——機(jī)器人系統(tǒng)和外圍設(shè)備包括安全器件及防護(hù)裝置，在安裝到位和可靠后，要進(jìn)行各項(xiàng)功能的測(cè)試，但由于人員的誤操作，或未及時(shí)檢測(cè)各項(xiàng)安全及防護(hù)功能而使設(shè)備及系統(tǒng)在工作時(shí)造成故障和失效，從而對(duì)操作、編程和維修人員造成傷害。

d)  應(yīng)用和使用——未按制造廠商的使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行應(yīng)用和使用，而造成對(duì)人員或設(shè)備的損傷。

e)  編程和程序驗(yàn)證——當(dāng)要求示教人員和程序驗(yàn)證人員在安全防護(hù)空間內(nèi)進(jìn)行工作時(shí)，要按照制造廠商的操作說(shuō)明書(shū)的步驟進(jìn)行。但由于示教或驗(yàn)證人員的疏忽而造成誤動(dòng)作、誤操作，或安全防護(hù)空間內(nèi)進(jìn)入其他人員時(shí)，啟動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)而引起對(duì)人員的傷害，或按規(guī)定應(yīng)采用低速示教，由于疏忽而采用高速造成對(duì)人員的傷害等，特別是系統(tǒng)中具有多臺(tái)機(jī)器人時(shí)，在安全防護(hù)區(qū)內(nèi)有數(shù)人進(jìn)行示教和程序校驗(yàn)而造成對(duì)其他設(shè)備和人員傷害的危險(xiǎn)。

f)  組裝(包括工件搬運(yùn)、夾持和切削加工)——是應(yīng)用和使用中產(chǎn)生危險(xiǎn)的一種潛在因  素，一般是由誤操作或由工人與機(jī)器人系統(tǒng)相互干涉、人為差錯(cuò)造成的對(duì)設(shè)備和人員的傷害。如人工上、下料與機(jī)器人作業(yè)節(jié)拍不協(xié)調(diào)等。

g)  故障查找和維護(hù)——在查找故障和維修時(shí)，未按操作規(guī)程進(jìn)行操作而產(chǎn)生對(duì)設(shè)備和 人員的傷害。

h)  安全操作規(guī)程——規(guī)程內(nèi)容不齊全，條款不具體，未規(guī)定對(duì)各類(lèi)人員的培訓(xùn)等而引起潛在的危險(xiǎn)。

3.2.8  機(jī)器人系統(tǒng)或輔助部件的移動(dòng)、搬運(yùn)或更換而產(chǎn)生的潛在的危險(xiǎn)

由于機(jī)器人用途的變更或作業(yè)對(duì)象的變換，或機(jī)器人系統(tǒng)及其外圍設(shè)備產(chǎn)生故障，經(jīng)過(guò)修復(fù)、更換部件而使整個(gè)系統(tǒng)或部件重新設(shè)置、連接、安裝等形成的對(duì)設(shè)備和人員傷害的潛在危險(xiǎn)。

3.3  風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

由于機(jī)器人規(guī)格、尺寸、性能和功能的不同，其用途亦各異，其危險(xiǎn)的種類(lèi)和程度亦不同，采取的安全防護(hù)措施也不盡相同，因此需評(píng)價(jià)機(jī)器人及其系統(tǒng)在安裝、編程、操作、使用、故障查找和維護(hù)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)過(guò)評(píng)價(jià)后，采取適宜的安全對(duì)策，避免和降低風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到盡可能的消除危險(xiǎn)和選擇適當(dāng)安全措施。

3.3.1  評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)的要求

a)  風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)應(yīng)由機(jī)器人及其系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)者或用戶在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期進(jìn)行。

b)  當(dāng)系統(tǒng)安裝和構(gòu)建完成后，再完成最后的全面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)并保留文件。

c)  風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的步驟：

1)  確定系統(tǒng)的作業(yè)任務(wù)和識(shí)別各種潛在的危險(xiǎn)(假定沒(méi)有安裝安全防護(hù)裝置)；

2)  進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)判斷；

3)  確定降低風(fēng)險(xiǎn)和選擇安全防護(hù)類(lèi)型；

4)  在安裝了安全防護(hù)裝置后，確定風(fēng)險(xiǎn)是否降低到可接受的等級(jí)。

3.3.2  風(fēng)險(xiǎn)要素

風(fēng)險(xiǎn)與特殊情況或技術(shù)過(guò)程開(kāi)發(fā)中所考慮的危險(xiǎn)有關(guān)，它是該危險(xiǎn)可能傷害的嚴(yán)重度和傷害出現(xiàn)的概率及避免或限制傷害的可能性的函數(shù)(參見(jiàn)GB/T 16856-1997的7.1)。

a)  嚴(yán)重度——可能傷害的程度，用符號(hào)S1和S2表示。

損傷的嚴(yán)重度是指對(duì)人的傷害：

——輕度損傷(S1)：通常是可恢復(fù)的；

——嚴(yán)重?fù)p傷(S2)：通常不可恢復(fù)，包括死亡。

在確定S1和S2時(shí)，應(yīng)根據(jù)事故的通常后果和正常治愈的過(guò)程做出決定，例如撞傷和(或)劃傷而并無(wú)并發(fā)癥可劃作S1，而斷肢或死亡將劃作S2。

b)  傷害出現(xiàn)的概率，用暴露于危險(xiǎn)區(qū)域中人的頻次和(或)時(shí)間來(lái)評(píng)估，用符號(hào)E1和E2來(lái)表示：

——不頻繁的暴露(E1)：每天或每班少于一次，如在正式工作前進(jìn)行示教、編程、程序校驗(yàn)等；

——頻繁暴露(E2)：如一個(gè)人在正常工作條件下，為了上、下工件須經(jīng)常到達(dá)機(jī)器人的危險(xiǎn)區(qū)域，或連續(xù)地暴露于危險(xiǎn)區(qū)域中。

c)  避開(kāi)危險(xiǎn)的可能性，用符號(hào)A1、A2來(lái)表示。應(yīng)考慮下述因素：

——機(jī)器人及其系統(tǒng)的各類(lèi)操作、示教、程序校驗(yàn)、維修人員是否經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，能否熟練掌握操作程序及安全操作規(guī)程等；

——危險(xiǎn)事件出現(xiàn)時(shí)速度的高低，如機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度是處于低速還是高速；

——對(duì)風(fēng)險(xiǎn)或危險(xiǎn)事件的認(rèn)知，如能否通過(guò)其物理特征直接觀察到機(jī)器人及其外圍設(shè)備的作業(yè)狀況，有無(wú)警示裝置或其他信息；

——各類(lèi)人員逃避危險(xiǎn)的可能性(如人員反應(yīng)的靈敏性，足夠的間距或通道)；

——有無(wú)操作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)以及安全的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

出現(xiàn)危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)如有避開(kāi)事故的機(jī)會(huì)或能明顯地減小其影響則宜選A1，如果幾乎無(wú)避開(kāi)危險(xiǎn)的機(jī)會(huì)應(yīng)選A2。

3.4  確定風(fēng)險(xiǎn)降低索引號(hào)

對(duì)每種作業(yè)任務(wù)，由表1得到危險(xiǎn)的嚴(yán)重度、暴露和避免等判據(jù)的綜合情況，再?gòu)谋?span style="font-family: "Times New Roman";">2交叉得到風(fēng)險(xiǎn)降低的索引號(hào)。表2是假定沒(méi)有安裝安全防護(hù)裝置的。

表2  安全防護(hù)裝置選擇前風(fēng)險(xiǎn)降低的判定陣列

3.5  安全防護(hù)裝置的選擇

由表2確定風(fēng)險(xiǎn)降低的索引號(hào)，再?gòu)谋?span style="font-family: "Times New Roman";">3確定安全防護(hù)裝置性能和安全控制系統(tǒng)性能的最低要求。

表3  安全防護(hù)裝置性能選擇陣列表

3.5.1  索引號(hào)R4

本類(lèi)型為最低的安全防護(hù)性能，應(yīng)通過(guò)行政管理手段，包括音響/視覺(jué)的警示措施和培訓(xùn)來(lái)降低風(fēng)險(xiǎn)。

3.5.2  索引號(hào)R3

安全防護(hù)至少應(yīng)依靠非聯(lián)鎖的隔欄、與危險(xiǎn)源之間的間距、安全規(guī)程、人員保護(hù)設(shè)備來(lái)降低風(fēng)險(xiǎn)，并采用索引號(hào)R4的措施進(jìn)行安全防護(hù)。

3.5.3  索引號(hào)R2

安全防護(hù)應(yīng)通過(guò)防止危險(xiǎn)進(jìn)入或切斷危險(xiǎn)的措施來(lái)達(dá)到，并采用R3和R4條款的安全防護(hù)來(lái)降低風(fēng)險(xiǎn)。

3.5.4  索引號(hào)R1

風(fēng)險(xiǎn)的降低應(yīng)通過(guò)危險(xiǎn)的消除或確實(shí)不會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)?shù)幕蚋蟮奈ｋU(xiǎn)的置換來(lái)完成。當(dāng)不可能消除危險(xiǎn)或置換時(shí)，應(yīng)采用R2的所有條款內(nèi)容和用R3及R4條款的安全防護(hù)來(lái)降低風(fēng)險(xiǎn)。

3.5.5  簡(jiǎn)單的安全控制系統(tǒng)性能

應(yīng)采用單通道電路設(shè)計(jì)和構(gòu)成簡(jiǎn)單的安全控制系統(tǒng)，并且是可編程的。

注：這種典型電路僅宜用于發(fā)信號(hào)和報(bào)警。

3.5.6  單通道安全控制系統(tǒng)性能

單通道安全控制系統(tǒng)應(yīng)以硬件為基礎(chǔ)，或采用用以制約機(jī)器人運(yùn)行而形成限定空間的限位裝置，如：機(jī)械擋塊、極限開(kāi)關(guān)、光幕、激光掃描器件等。這些部件應(yīng)經(jīng)過(guò)驗(yàn)證是安全的，且遵照制造商的建議使用的。采用的電路設(shè)計(jì)應(yīng)被證實(shí)是安全的(如單通道的電氣一機(jī)械的反向制動(dòng)裝置在斷路狀態(tài)時(shí)能發(fā)出信號(hào)進(jìn)行停止)。

3.5.7  具有監(jiān)控功能的單通道安全系統(tǒng)性能

具有監(jiān)控功能的單通道安全控制系統(tǒng)應(yīng)包括3.5.6的要求，應(yīng)經(jīng)過(guò)驗(yàn)證是安全的，并應(yīng)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔后，進(jìn)行檢查(如果可能，宜自動(dòng)查明故障)。

a)  在機(jī)器人及其系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)和在操作中每種狀態(tài)變化時(shí)，能進(jìn)行安全功能的檢查。

b)  檢查時(shí)若未探測(cè)出故障則允許操作進(jìn)行；若探測(cè)出有故障存在應(yīng)生成一個(gè)停止信號(hào)；若運(yùn)動(dòng)停止后仍有危險(xiǎn)，則應(yīng)發(fā)出警告。

c)  檢查時(shí)不會(huì)引起新的危險(xiǎn)狀態(tài)產(chǎn)生。

d)  故障跟蹤探測(cè)直到故障清除，應(yīng)一直保持在安全狀態(tài)。

3.5.8  控制可靠的安全控制系統(tǒng)的性能

控制可靠的安全控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)和構(gòu)建成在任何單個(gè)器件發(fā)生故障時(shí)不妨礙機(jī)器人停止運(yùn)動(dòng)。

這種安全控制系統(tǒng)應(yīng)以硬件構(gòu)成，或在此基礎(chǔ)上使用軟件及基于固件的控制器，且包括在該系統(tǒng)等級(jí)上的自動(dòng)監(jiān)控裝置。

a)  若檢測(cè)到故障，則監(jiān)控裝置能生成一個(gè)停止信號(hào)；若運(yùn)動(dòng)停止后仍存在危險(xiǎn)，則應(yīng)給出個(gè)警告。

b)  在跟蹤檢測(cè)故障直到故障清除，應(yīng)一直保持在安全狀態(tài)。

c)  當(dāng)發(fā)生非偶然的失效時(shí)，應(yīng)考慮到類(lèi)似的失效模式。

d)  在失效時(shí)，宜檢測(cè)單個(gè)的故障。若不能實(shí)施，則應(yīng)在對(duì)安全功能發(fā)下個(gè)指令時(shí)檢測(cè)“失效”。

e)  這種安全控制電路應(yīng)與正常的程序控制電路分開(kāi)。

3.6  驗(yàn)證

一旦按照表3的要求選擇和安裝了安全防護(hù)裝置，則必須按照3.2和3.3的內(nèi)容再一次重復(fù)進(jìn)行，以確保被識(shí)別的每種危險(xiǎn)已經(jīng)被防止，而殘余的風(fēng)險(xiǎn)是可容許的。再次對(duì)每個(gè)任務(wù)用表1評(píng)價(jià)能否避開(kāi)、暴露的情況和損傷的嚴(yán)重度，然后用表4確定風(fēng)險(xiǎn)降低的索引號(hào)。當(dāng)?shù)玫降乃饕?hào)是R3和R4時(shí)，說(shuō)明采取的安全防護(hù)裝置是適宜的。若得到的風(fēng)險(xiǎn)降低的索引號(hào)不是R3或R4時(shí)，則應(yīng)選擇附加的安全防護(hù)裝置來(lái)控制殘余的風(fēng)險(xiǎn)，使風(fēng)險(xiǎn)降低的索引號(hào)達(dá)到R3和R4。

表4  安裝了安全防護(hù)裝置的安全防護(hù)選擇驗(yàn)證表

4  基本設(shè)計(jì)要求

4.1  安全失效

4.1.1

安全失效是指當(dāng)機(jī)器人及其系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，元器件或某個(gè)部件發(fā)生不可預(yù)見(jiàn)的失效。但在設(shè)計(jì)、構(gòu)造和使用時(shí)則應(yīng)預(yù)先考慮到這種情況的發(fā)生，不使其安全功能受到影響，若某一項(xiàng)功能受到影響暫停時(shí)，則整個(gè)系統(tǒng)仍然處于安全狀態(tài)，且應(yīng)提供一種能確保安全(如鎖住)的工作方式選擇器件或措施以防止自行啟動(dòng)。安全功能是由輸入信號(hào)觸發(fā)并通過(guò)控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件處理的，能使機(jī)器人及其系統(tǒng)達(dá)到安全狀態(tài)的功能。機(jī)器人及其系統(tǒng)的安全功能至少應(yīng)包括：

a)  限制運(yùn)動(dòng)范圍的功能；

b)  緊急停機(jī)和安全停機(jī)的功能；

c)  慢速運(yùn)動(dòng)——機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度低于250 mm/s；

d)  安全防護(hù)裝置的聯(lián)鎖功能。

4.1.2

在進(jìn)行機(jī)器人控制系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)時(shí)，亦應(yīng)考慮到安全失效的情況。控制功能的基本要求應(yīng)符合GB/T 5226.1-2002的9.2的規(guī)定。這里的功能包括起動(dòng)功能、停止功能、工作方式選擇功能、安全防護(hù)裝置功能一項(xiàng)或幾項(xiàng)暫停操作功能等，具體要求將在后面章節(jié)中敘述。

4.2  電氣設(shè)備

機(jī)器人及其系統(tǒng)中的電氣設(shè)備的選擇應(yīng)符合其預(yù)定的用途，選用的元器件、部件及設(shè)備則應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

4.3  電源

電源和接地(保護(hù)接地)應(yīng)符合制造廠的規(guī)定。一般，在常規(guī)電源條件下，機(jī)器人及其系統(tǒng)的電氣控制裝置應(yīng)設(shè)計(jì)成能在滿載或無(wú)載時(shí)正常運(yùn)行。

4.4  電源隔離

電源隔離是在機(jī)器人系統(tǒng)和電源之間安裝隔離(切斷)裝置，它應(yīng)安裝在對(duì)操作人員無(wú)傷害之處。隔離裝置應(yīng)具有斷路或開(kāi)路功能。當(dāng)需要時(shí)，該裝置將切斷機(jī)器人系統(tǒng)電氣控制的電源，當(dāng)使用兩個(gè)或兩個(gè)以上的電源隔離裝置時(shí)，應(yīng)采取聯(lián)鎖保護(hù)措施。

當(dāng)電源隔離器件采用GB 14048的開(kāi)關(guān)隔離器件切斷開(kāi)關(guān)或斷路器時(shí)，其基本技術(shù)要求可參見(jiàn)GB/T5226.1-2002的5.3.3。

5  機(jī)器人設(shè)計(jì)和制造

在設(shè)計(jì)和制造機(jī)器人時(shí)應(yīng)從人類(lèi)工效學(xué)、機(jī)械、控制系統(tǒng)、手把手示教編程、應(yīng)急運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力源、儲(chǔ)能、干擾、操作狀態(tài)、選擇裝置等方面進(jìn)行安全防護(hù)的設(shè)計(jì)，使機(jī)器人在應(yīng)用時(shí)，有一個(gè)良好的安全基礎(chǔ)。

5.1  人類(lèi)工效學(xué)原則

a)  機(jī)器人各部件的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮操作和維修人員的身材、姿勢(shì)、體力和動(dòng)作特征，以避免在使用和維修機(jī)器人時(shí)產(chǎn)生緊張狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)。例如：示教盒的大小、鍵盤(pán)布置和重量應(yīng)使編程人員在編程時(shí)不會(huì)產(chǎn)生握不住和誤操作的狀況；人工引導(dǎo)機(jī)器人示教時(shí)，牽引力不能大于中等操作人員的手動(dòng)拉力或壓力；各部件的連接或固定件應(yīng)設(shè)計(jì)得使人的手或工具能接近緊固零件。

b)  人機(jī)接口的設(shè)計(jì)和布局應(yīng)易于操作，如操作和編程裝置，手持式控制裝置、控制板、計(jì)算機(jī)終端及應(yīng)用程序的媒體驅(qū)動(dòng)裝置的位置，應(yīng)處于操作者在正常工作位置上易夠得著的范圍內(nèi)。意外操作的可能性應(yīng)減至最小，且操作者進(jìn)行操作時(shí)不會(huì)處于危險(xiǎn)位置上。

c)  應(yīng)給出能清晰指示機(jī)器人工作方式及非編程原因而使機(jī)器人停止運(yùn)動(dòng)的相應(yīng)信息。

5.2  機(jī)械部分設(shè)計(jì)的安全要求

設(shè)計(jì)機(jī)器人機(jī)械部分時(shí)，除需按照常規(guī)機(jī)械設(shè)計(jì)考慮機(jī)械結(jié)構(gòu)及其零部件應(yīng)能滿足機(jī)器人所需的運(yùn)動(dòng)功能、性能要求、強(qiáng)度、剛度、各種相應(yīng)尺寸及外形外，還應(yīng)考慮在設(shè)計(jì)中消除由機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部件所產(chǎn)生的危險(xiǎn)。若不可能在機(jī)械部分設(shè)計(jì)時(shí)清除這種危險(xiǎn)，則應(yīng)進(jìn)行安全防護(hù)的設(shè)計(jì)及采取相應(yīng)的安全措施。

5.2.1  機(jī)器人運(yùn)動(dòng)范圍的限定

機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍是機(jī)器人的一項(xiàng)性能指標(biāo)。它是由機(jī)器人操作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)和尺寸來(lái)決定的。但機(jī)器人的作業(yè)對(duì)象不同，所需的工作空間也不同。為了限定機(jī)器人各軸的運(yùn)動(dòng)，要采用各種限止機(jī)器人運(yùn)動(dòng)范圍的方式，如機(jī)械方式、電氣控制方式、軟件編程方式等，但必須同時(shí)采取安全預(yù)防措施。

a)  采用機(jī)械式限位裝置，如可調(diào)整的機(jī)械擋塊及緩沖裝置。要求在設(shè)計(jì)時(shí)能考慮到在機(jī)器人具有額定負(fù)載和最大速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，該裝置能使機(jī)器人停止在已調(diào)整好的位置上，且用緊固件可靠地固定在該位置上。

b)  非機(jī)械式限位裝置。當(dāng)設(shè)計(jì)、構(gòu)造和安裝后能達(dá)到與機(jī)械停止裝置同等的安全水平時(shí)，可采取非機(jī)械式限位裝置。非機(jī)械式限位裝置包括用電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓的限位裝置、限位開(kāi)關(guān)、光幕、激光掃描器件等。在安裝后要進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試時(shí)必須以設(shè)計(jì)確定的最大的預(yù)期負(fù)載和最大速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，并能停止在預(yù)期的位置上。非機(jī)械式限位裝置的電路必須是可靠的，測(cè)試方法和結(jié)論必須寫(xiě)在文件中。

5.2.2  防護(hù)罩和外殼

機(jī)器人中構(gòu)成危險(xiǎn)因素的電氣、液壓等部件應(yīng)具有固定的防護(hù)罩和外殼，且在正常運(yùn)行期間不能打開(kāi)；當(dāng)需要打開(kāi)防護(hù)罩和外殼時(shí)，應(yīng)采用工具才能卸下或打開(kāi)。

5.2.3  運(yùn)輸考慮

在設(shè)計(jì)機(jī)器人時(shí)，應(yīng)考慮吊裝和運(yùn)輸?shù)男枰ＴO(shè)計(jì)吊裝用的掛鉤、吊環(huán)螺釘、螺釘孔和抓手等，必須能承受整個(gè)機(jī)器人的重量。機(jī)器人吊裝時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件應(yīng)采取恰當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行定位，不使其在吊裝和運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生意外的運(yùn)動(dòng)，造成危害。包裝運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)按包裝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行包裝，并在包裝箱外打上所需標(biāo)記。

5.2.4  安裝的預(yù)防措施

此處的安裝是指機(jī)器人安裝用的零、部件。設(shè)計(jì)機(jī)器人的安裝底座時(shí)，應(yīng)能使機(jī)器人牢固地安裝在所需位置上，并且在預(yù)計(jì)的各種操作運(yùn)行條件下，機(jī)器人能安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。

5.3  控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全要求

5.3.1  面板的布置

為防止出現(xiàn)偶然的或意外的操作，控制系統(tǒng)面板上選用的控制器件，應(yīng)能承受規(guī)定的使用應(yīng)力，一般應(yīng)具有IP54的最低防護(hù)等級(jí)。所設(shè)計(jì)的安裝位置應(yīng)使維修時(shí)易于接近，操作者在正常工作位置上易夠得著操作者進(jìn)行操作時(shí)不會(huì)處于危險(xiǎn)位置，并使意外操作的可能性減至最小。

其他如按鈕的顏色和標(biāo)記、指示燈的使用方式和顏色及閃爍、光標(biāo)按鈕、具有旋動(dòng)部分的控制器件(如電位器)、起動(dòng)器件等的安全要求，應(yīng)按照GB/T 5226.1-2002的10.2～10.6的要求執(zhí)行。

5.3.2  緊急停機(jī)

緊急停機(jī)是機(jī)器人的一項(xiàng)重要功能，它優(yōu)先于機(jī)器人其他所有功能，即它能超越其他功能撤除機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)力，使機(jī)器人的全部運(yùn)動(dòng)部件停止運(yùn)動(dòng)。

a)  在機(jī)器人每個(gè)操作工位包括能啟動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的懸吊式操作盒或示教盒處，均應(yīng)有一個(gè)手動(dòng)操作的急停裝置。

b)  急停裝置的操作件應(yīng)是紅色的，其后面的襯托色應(yīng)著黃色。按鈕開(kāi)關(guān)操作件外形應(yīng)是掌形或蘑菇形。

c)  急停裝置的操作件未經(jīng)手動(dòng)復(fù)位前應(yīng)不可能恢復(fù)，若有幾個(gè)急停裝置，則在所有操作件復(fù)位前電路不應(yīng)恢復(fù)。手動(dòng)操作急停裝置的操作件的觸頭應(yīng)能確保強(qiáng)制斷開(kāi)操作件。

d)  任何機(jī)器人啟動(dòng)前，必須手動(dòng)復(fù)位，而急停電路本身的復(fù)位不應(yīng)啟動(dòng)機(jī)器人的任何運(yùn)動(dòng)。

如果急?；騽?dòng)力源故障引起的邏輯判別錯(cuò)誤或存儲(chǔ)狀態(tài)丟失，則必須在存儲(chǔ)或邏輯順序復(fù)位后才可以開(kāi)始操作。

5.3.3  安全停止

為了與外部的安全防護(hù)器件連接，每臺(tái)機(jī)器人應(yīng)設(shè)計(jì)有一組或多組安全停止電路。

當(dāng)機(jī)器人以自動(dòng)方式運(yùn)行時(shí)，安全停止電路應(yīng)能使機(jī)器人所有運(yùn)動(dòng)停止，并且能撤消機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)力。這種停止可以用手動(dòng)實(shí)現(xiàn)也可以用安全控制系統(tǒng)電路的邏輯控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。

機(jī)器人啟動(dòng)前，必須使驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)力復(fù)位，而對(duì)驅(qū)動(dòng)器施加動(dòng)力不應(yīng)引起機(jī)器人的任何動(dòng)作。

5.3.4  電連接器

在設(shè)計(jì)機(jī)器人的電氣連接器時(shí)，應(yīng)考慮由于連接器的失配可能會(huì)引起機(jī)器人的危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)，因此機(jī)器人的電氣連接器應(yīng)采用鍵入式的或具有標(biāo)志或標(biāo)記的接插件，使其不能互換。

若電氣連接器分離或破裂可能引起機(jī)器人的危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)，則在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取保護(hù)措施，如捆扎、配對(duì)嚙合等。

5.3.5  示教盒

機(jī)器人的示教盒設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)滿足下列安全要求。

a)  示教盒的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足人類(lèi)工效學(xué)的原則(見(jiàn)5.1)。

b)  在安全保護(hù)空間內(nèi)使用示教盒時(shí)，應(yīng)不能啟動(dòng)機(jī)器人以自動(dòng)方式運(yùn)行。當(dāng)機(jī)器人處于示教盒控制下時(shí)，機(jī)器人所有運(yùn)動(dòng)都只能由示教盒啟動(dòng)。

c)  由示教盒啟動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行示教時(shí)，工具中心點(diǎn)(TCP)的速度應(yīng)不超過(guò)250 mm/s。

d)  示教盒上具有的可供選擇的大于250 mm/s的速度，如在進(jìn)行任務(wù)程序校驗(yàn)時(shí)使用，操作人員應(yīng)在安全防護(hù)空間外用鍵控開(kāi)關(guān)謹(jǐn)慎地操作。當(dāng)安全防護(hù)空間內(nèi)有人時(shí)，應(yīng)僅使用握持一運(yùn)行控制裝置和使能裝置來(lái)啟動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。

e)  在示教盒上能引起機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的所有按鈕和其他器件，處于松開(kāi)位置時(shí)，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)應(yīng)處于停止?fàn)顟B(tài)。

f)  示教盒上應(yīng)設(shè)有急停器件。

5.3.6  使能裝置

當(dāng)使能裝置作為機(jī)器人控制系統(tǒng)的一部分時(shí)，該使能裝置應(yīng)具有三個(gè)位置的開(kāi)關(guān)，僅當(dāng)連續(xù)握持在中心位置上才允許機(jī)器人運(yùn)動(dòng)或具有其他功能。放松裝置的中心使能位置或按在中心使能位置旁邊，應(yīng)安全停止機(jī)器人的危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)。使能裝置應(yīng)與安全控制系統(tǒng)的停止電路或其他等效的安全停止電路相連接。

可以通過(guò)設(shè)計(jì)使當(dāng)安全防護(hù)空間內(nèi)無(wú)人或機(jī)器人工具中心點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)小于250 mm/s時(shí)，使能裝置不起作用。

使能裝置可以是示教盒的一部分，也可以單獨(dú)設(shè)置。

5.4  使用移動(dòng)手臂進(jìn)行編程的機(jī)器人的安全措施

當(dāng)機(jī)器人編程采用人工引導(dǎo)機(jī)器人手臂時(shí)，應(yīng)采取安全預(yù)防措施，如在進(jìn)行編程和進(jìn)行配重時(shí)應(yīng)能安全地?cái)嚅_(kāi)電源。

5.5  應(yīng)急運(yùn)動(dòng)的預(yù)防措施

機(jī)器人軸應(yīng)急運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的安全措施。例如：

a)  動(dòng)力斷開(kāi)時(shí)：

用溢流閥使系統(tǒng)降壓；

配有配重的平衡裝置，則應(yīng)設(shè)置機(jī)動(dòng)制動(dòng)器的手動(dòng)釋放裝置。

b)  動(dòng)力接通時(shí)：

采用先導(dǎo)控制閥或部件的手動(dòng)控制設(shè)備；

啟動(dòng)反向運(yùn)動(dòng)去控制設(shè)備。

5.6  動(dòng)力源

設(shè)計(jì)機(jī)器人時(shí)，應(yīng)考慮動(dòng)力源動(dòng)力的喪失、恢復(fù)和變化時(shí)不會(huì)引起機(jī)器人危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)。

應(yīng)滿足GB/T 5226.1-2002的4.3對(duì)電源的要求；提供欠壓保護(hù)器件使其在預(yù)定的電壓值下應(yīng)確保進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，但應(yīng)防止欠壓保護(hù)器件復(fù)原后，不能自行重新啟動(dòng)。

5.7  儲(chǔ)能

當(dāng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)中含有儲(chǔ)能的零部件(如蓄能器、彈簧、配重或飛輪等)時(shí)，在儲(chǔ)能器處應(yīng)打上標(biāo)記，同時(shí)給出控制和釋放能量的方法。如自動(dòng)卸荷、局部卸壓，壓力指示等。

5.8  干擾

在設(shè)計(jì)和構(gòu)造機(jī)器人時(shí)，應(yīng)綜合采用屏蔽、濾波、抑制、接地等抗干擾措施，減少電磁干擾(EMI)、靜電放電(ESD)、射頻干擾(RFI)、熱、光、振動(dòng)等對(duì)機(jī)器人運(yùn)行安全的影響。

5.9  操作狀態(tài)選擇裝置

在設(shè)計(jì)時(shí)，所選用的裝置應(yīng)能保證明確的選擇各種操作狀態(tài)和能指示所選擇的操作狀態(tài)。不同操作狀態(tài)的選擇其本身不應(yīng)引起機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)或者啟動(dòng)機(jī)器人其他功能。

僅當(dāng)操作狀態(tài)選擇裝置可靠時(shí)(如采用鍵控選擇)，才允許通過(guò)操作狀態(tài)的選擇(如設(shè)定、示教、程序驗(yàn)證等)暫停安全防護(hù)裝置的保護(hù)。在安全防護(hù)裝置的保護(hù)暫停期間應(yīng)防止自動(dòng)操作，且機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)不超過(guò)250 mm/s，但某些操作要求運(yùn)行速度大于250 mm/s(如進(jìn)行任務(wù)程序驗(yàn)證)時(shí)，則應(yīng)要求操作人員在安全防護(hù)空間內(nèi)操作，且機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)只能通過(guò)握持一運(yùn)行控制裝置和使能裝置來(lái)啟動(dòng)。

6  機(jī)器人系統(tǒng)的安全防護(hù)和設(shè)計(jì)

6.1  機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

6.1.1  概要

在設(shè)計(jì)和布置機(jī)器人系統(tǒng)時(shí)，為使操作員、編程員和維修人員能得到恰當(dāng)?shù)匕踩雷o(hù)，應(yīng)按照機(jī)器人制造廠的規(guī)范進(jìn)行。為確保機(jī)器人及其系統(tǒng)與預(yù)期的運(yùn)行狀態(tài)相一致，則應(yīng)評(píng)價(jià)分析所有的環(huán)境條件，包括爆炸性混合物、腐蝕情況、濕度、污染、溫度、電磁干擾(EMI)、射頻干擾(RFI)和振動(dòng)等是否符合要求，否則應(yīng)采取相應(yīng)的措施。

6.1.2  安全防護(hù)空間

安全防護(hù)空間是由機(jī)器人外圍的安全防護(hù)裝置(如柵欄等)所組成的空間。確定安全防護(hù)空間的大小是通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)來(lái)確定超出機(jī)器人限定空間而需要增加的空間。一般應(yīng)考慮當(dāng)機(jī)器人在作業(yè)過(guò)程中，所有人員身體的各部分應(yīng)不能接觸到機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部件和末端執(zhí)行器或工件的運(yùn)動(dòng)范圍(參見(jiàn)GB 11291-1997中的圖1)。

6.1.3  機(jī)器人系統(tǒng)的布局

a)  控制裝置的機(jī)柜宜安裝在安全防護(hù)空間外。這可使操作人員在安全防護(hù)空間外進(jìn)行操作、啟動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)完成工作任務(wù)，并且在此位置上操作人員應(yīng)具有開(kāi)闊的視野，能觀察到機(jī)器人運(yùn)行情況及是否有其他人員處于安全防護(hù)空間內(nèi)。若控制裝置被安裝在安全防護(hù)空間內(nèi)時(shí)，則其位置和固定方式能滿足在安全防護(hù)空間內(nèi)各類(lèi)人員安全性的要求(參見(jiàn)GB 11291-1997的7.6和第8章的要求)。

b)  機(jī)器人系統(tǒng)的布置應(yīng)避免機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部件和與機(jī)器人作業(yè)無(wú)關(guān)的周?chē)潭ㄎ矬w和設(shè)備(如建筑結(jié)構(gòu)件、共用設(shè)施等)之間的擠壓和碰撞，應(yīng)保持有足夠的安全間距，一般最少為0.5 m。但那些與機(jī)器人完成作業(yè)任務(wù)相關(guān)的設(shè)備和裝置(如物料傳送裝置、工作臺(tái)、相關(guān)工具臺(tái)、相關(guān)機(jī)床等)則不受約束。

c)  當(dāng)要求由機(jī)器人系統(tǒng)布局來(lái)限定機(jī)器人各軸的運(yùn)動(dòng)范圍時(shí)，應(yīng)按5.2.1的要求來(lái)設(shè)計(jì)限定裝置，并在使用時(shí)進(jìn)行器件位置的正確調(diào)整和可靠固定。

d)  在設(shè)計(jì)末端執(zhí)行器時(shí)，應(yīng)使其當(dāng)動(dòng)力源(電氣、液壓、氣動(dòng)、真空等)發(fā)生變化或動(dòng)力消失時(shí)，負(fù)載不會(huì)松脫落下或發(fā)生危險(xiǎn)(如飛出)；同時(shí)，在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)由負(fù)載和末端執(zhí)行器所生成的靜力和動(dòng)力及力矩應(yīng)不超出機(jī)器人的負(fù)載能力。

e)  機(jī)器人系統(tǒng)的布置應(yīng)考慮操作人員進(jìn)行手動(dòng)作業(yè)時(shí)(如零件的上、下料)的安全防護(hù)?？赏ㄟ^(guò)傳送裝置、移動(dòng)工作臺(tái)、旋轉(zhuǎn)式工作臺(tái)、滑道推桿、氣動(dòng)和液壓傳送機(jī)構(gòu)等過(guò)渡裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，使手動(dòng)上、下料的操作人員置身于安全防護(hù)空間之外。但這些自動(dòng)移出或送進(jìn)的裝置不應(yīng)產(chǎn)生新的危險(xiǎn)。

6.1.4  動(dòng)力斷開(kāi)

a)  提供給機(jī)器人系統(tǒng)及外圍設(shè)備的動(dòng)力源應(yīng)滿足由制造商的規(guī)范以及本地區(qū)的或國(guó)家的電氣構(gòu)成規(guī)范要求，并按標(biāo)準(zhǔn)提出的要求進(jìn)行接地。

b)  在設(shè)計(jì)機(jī)器人系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮維護(hù)和修理的需要，必須具備有能與動(dòng)力源斷開(kāi)的技術(shù)措施。斷開(kāi)必須做到既可見(jiàn)(如運(yùn)行明顯中斷)，又能通過(guò)檢查斷開(kāi)裝置操作器的位置而確認(rèn)，而且能將切斷裝置鎖定在斷開(kāi)位置。切斷電器電源的措施應(yīng)按相應(yīng)的電氣安全標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)器人系統(tǒng)或其他相關(guān)設(shè)備動(dòng)力斷開(kāi)時(shí)，應(yīng)不發(fā)生危險(xiǎn)。

6.1.5  急停

機(jī)器人系統(tǒng)的急停電路應(yīng)超越其他所有控制，使所有運(yùn)動(dòng)停止，并從機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器上和可能引起危險(xiǎn)的其他能源(如外圍設(shè)備中的噴漆系統(tǒng)、焊接電源、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、加熱器等)上撤除驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。

a)  每臺(tái)機(jī)器人的操作站和其他能控制運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合都應(yīng)設(shè)有易于迅速接近的急停裝置。

b)  機(jī)器人系統(tǒng)的急停裝置應(yīng)如機(jī)器人控制裝置一樣，其按鈕開(kāi)關(guān)應(yīng)是掌撳式或蘑菇頭式，襯底為黃色的紅色按鈕，且要求由人工復(fù)位。

c)  重新啟動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)在安全防護(hù)空間外，按規(guī)定的啟動(dòng)步驟進(jìn)行。

d)  若機(jī)器人系統(tǒng)中安裝有兩臺(tái)機(jī)器人，且兩臺(tái)機(jī)器人的限定空間具有相互交叉的部分，則其共用的急停電路應(yīng)能停止系統(tǒng)中兩臺(tái)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。

6.1.6  遠(yuǎn)程控制

當(dāng)機(jī)器人控制系統(tǒng)需要具有遠(yuǎn)程控制功能時(shí)，應(yīng)采取有效措施防止由其他場(chǎng)所啟動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生危險(xiǎn)。

具有遠(yuǎn)程操作(如通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò))的機(jī)器人系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)置一種裝置(如鍵控開(kāi)關(guān))，以確定在進(jìn)行本地控制時(shí)，任何遠(yuǎn)程命令均不能引發(fā)危險(xiǎn)產(chǎn)生。

6.2  安全防護(hù)裝置

根據(jù)GB/T 15706.1-1995的定義，安全防護(hù)裝置是安全裝置和防護(hù)裝置的統(tǒng)稱。安全裝置是“消除或減小風(fēng)險(xiǎn)的單一裝置或與防護(hù)裝置聯(lián)用的裝置(而不是防護(hù)裝置)”。如聯(lián)鎖裝置、使能裝置、握持一運(yùn)行裝置、雙手操縱裝置、自動(dòng)停機(jī)裝置、限位裝置等。防護(hù)裝置是“通過(guò)物體障礙方式專門(mén)用于提供防護(hù)的機(jī)器部分。根據(jù)其結(jié)構(gòu)，防護(hù)裝置可以是殼、罩、屏、門(mén)、封閉式防護(hù)裝置等”。如固定式防護(hù)裝置、活動(dòng)式防護(hù)裝置、可調(diào)式防護(hù)裝置、聯(lián)鎖防護(hù)裝置、帶防護(hù)鎖的聯(lián)鎖防護(hù)裝置及可控防護(hù)裝置等。

為了減小已知的危險(xiǎn)和保護(hù)各類(lèi)工作人員的安全，在設(shè)計(jì)機(jī)器人系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)機(jī)器人系統(tǒng)的作業(yè)任務(wù)及各階段操作過(guò)程的需要和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的結(jié)果，選擇合適的安全防護(hù)裝置。所選用的安全防護(hù)裝置應(yīng)按制造廠的說(shuō)明進(jìn)行使用和安裝。

6.2.1  機(jī)器人系統(tǒng)安全防護(hù)裝置的作用

安全防護(hù)裝置應(yīng)能：

a)  防止各操作階段中與該操作無(wú)關(guān)的人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域；

b)  中斷引起危險(xiǎn)的來(lái)源；

c)  防止非預(yù)期的操作；

d)  容納或接受由于機(jī)器人系統(tǒng)作業(yè)過(guò)程中可能掉落或飛出的物件；

e)  控制作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的其他危險(xiǎn)(如抑制噪聲、遮擋激光、弧光、屏蔽輻射等)。

6.2.2  機(jī)器人系統(tǒng)的安全防護(hù)裝置

機(jī)器人系統(tǒng)的安全防護(hù)可采用一種或多種安全防護(hù)裝置，如：

a)  固定式或聯(lián)鎖式防護(hù)裝置；

b)  雙手控制裝置、使能裝置、握持一運(yùn)行裝置、自動(dòng)停機(jī)裝置、限位裝置等；

c)  現(xiàn)場(chǎng)傳感安全防護(hù)裝置(PSSD)，如安全光幕或光屏、安全墊系統(tǒng)、區(qū)域掃描安全系統(tǒng)、單路或多路光束等。

6.2.3固定式防護(hù)裝置

固定式防護(hù)裝置應(yīng)：

a)  通過(guò)緊固件(如螺釘、螺栓、螺母等)或通過(guò)焊接將防護(hù)裝置永久固定在所需的地方；

b)  其結(jié)構(gòu)能經(jīng)受預(yù)定的操作力和環(huán)境產(chǎn)生的作用力，即應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度；

c)  其構(gòu)造應(yīng)不增加任何附加危險(xiǎn)(如應(yīng)盡量減少銳邊、尖角、凸起等)；

d)  不使用工具就不能移開(kāi)固定部件；

e)  隔板或柵欄底部離走道地面不大于0.3 m，高度應(yīng)不低于1.5 m。

除通過(guò)與通道相連的連鎖門(mén)或現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置區(qū)域外，應(yīng)能防止由別處進(jìn)入安全防護(hù)空間。

注：在物料搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)周?chē)惭b的隔板或柵欄應(yīng)有足夠的高度以防止任何物件由于 末端夾持器松脫而飛出隔板或柵欄。

6.2.4  聯(lián)鎖式防護(hù)裝置

a)  在機(jī)器人系統(tǒng)中采用聯(lián)鎖式防護(hù)裝置時(shí)，應(yīng)考慮下述原則：

1)  防護(hù)裝置關(guān)閉前，聯(lián)鎖能防止機(jī)器人系統(tǒng)自動(dòng)操作，但防護(hù)裝置的關(guān)閉應(yīng)不能使機(jī)器人進(jìn)入自動(dòng)操作方式，而啟動(dòng)機(jī)器人進(jìn)入自動(dòng)操作應(yīng)在控制板上謹(jǐn)慎地進(jìn)行。

2)  在傷害的風(fēng)險(xiǎn)消除前，具有防護(hù)鎖定的聯(lián)鎖防護(hù)裝置處于關(guān)閉和鎖定狀態(tài)；或當(dāng)機(jī)器人系統(tǒng)正在工作時(shí)，防護(hù)裝置被打開(kāi)應(yīng)給出停止或急停的指令。聯(lián)鎖裝置起作用時(shí)，若不產(chǎn)生其他危險(xiǎn)，則應(yīng)能從停止位置重新啟動(dòng)機(jī)器人運(yùn)行。

中斷動(dòng)力源可消除進(jìn)入安全防護(hù)區(qū)之前的危險(xiǎn)，但如動(dòng)力源中斷不能立即消除危險(xiǎn)，則聯(lián)鎖系統(tǒng)中應(yīng)含有防護(hù)裝置的鎖定和/或制動(dòng)系統(tǒng)。

在進(jìn)出安全防護(hù)空間的聯(lián)鎖門(mén)處，應(yīng)考慮設(shè)有防止無(wú)意識(shí)關(guān)閉聯(lián)鎖門(mén)的結(jié)構(gòu)或裝置(如采用兩組以上觸點(diǎn)，具有磁性編碼的磁性開(kāi)關(guān)等)。應(yīng)確保所安裝的聯(lián)鎖裝置的動(dòng)作在避免了一種危險(xiǎn)(如停止了機(jī)器人的危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng))時(shí)，不會(huì)引起另外的危險(xiǎn)發(fā)生(如使危險(xiǎn)物質(zhì)進(jìn)入工作區(qū))。

b)  特殊用途中聯(lián)鎖系統(tǒng)的選擇應(yīng)考慮到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)(見(jiàn)3.3)。

c)  在設(shè)計(jì)聯(lián)鎖系統(tǒng)時(shí)，亦應(yīng)考慮安全失效的情況，即萬(wàn)一某個(gè)聯(lián)鎖器件發(fā)生不可預(yù)見(jiàn)的失效時(shí)，安全功能應(yīng)不受影響。若萬(wàn)一受影響，則機(jī)器人系統(tǒng)仍應(yīng)保持在安全狀態(tài)。

6.2.5  現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置

在機(jī)器人系統(tǒng)的安全防護(hù)中經(jīng)常使用現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循下述原則：

a)  現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置的設(shè)計(jì)和布局應(yīng)能使傳感裝置未起作用前人員不能進(jìn)入且身體各部位不能伸到限定空間內(nèi)。為了防止人員從現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置旁邊繞過(guò)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)，要求將現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置與隔欄一起使用。

b)  在設(shè)計(jì)和選擇現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置時(shí)，應(yīng)考慮到其作用不受系統(tǒng)所處的任何環(huán)境條件(如濕度、溫度、噪聲、光照等)的影響。

c)  當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置已起作用時(shí)，只要不產(chǎn)生其他的危險(xiǎn)，可將機(jī)器人系統(tǒng)從停止?fàn)顟B(tài)重新啟動(dòng)到運(yùn)行狀態(tài)。

d)  在恢復(fù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)要求撤除傳感區(qū)域的阻斷，此時(shí)不應(yīng)使機(jī)器人系統(tǒng)重新啟動(dòng)自動(dòng)操作。

e)  應(yīng)具有指示現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置正在運(yùn)行的指示燈，其安裝位置應(yīng)易于觀察?？梢约稍诂F(xiàn)場(chǎng)傳感裝置中，也可以是機(jī)器人控制接口的一部分。

6.3  警示方式

在機(jī)器人系統(tǒng)中，為了引起人們注意潛在危險(xiǎn)的存在，應(yīng)采取警示措施。警示措施包括柵欄或信號(hào)器件。它們是被用于識(shí)別通過(guò)上述安全防護(hù)裝置沒(méi)有阻止的殘留風(fēng)險(xiǎn)，但警示措施不應(yīng)是前面所述安全防護(hù)裝置的替代品。

6.3.1  警示柵欄

為了防止人員意外進(jìn)入機(jī)器人限定空間，應(yīng)設(shè)置警示柵欄。

6.3.2  警示信號(hào)

為了給接近或處于危險(xiǎn)中的人員提供可識(shí)別的視聽(tīng)信號(hào)，應(yīng)設(shè)置和安裝信號(hào)警示裝置。在安全防護(hù)空間內(nèi)采用可見(jiàn)的光信號(hào)來(lái)警告危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)有足夠多的器件以便人們?cè)诮咏踩雷o(hù)空間時(shí)能看到光信號(hào)。

音響報(bào)警裝置則應(yīng)具有比環(huán)境噪聲分貝級(jí)別更高的獨(dú)特的警示聲音。

6.4  安全生產(chǎn)規(guī)程

應(yīng)該考慮到機(jī)器人系統(tǒng)壽命中的某些階段(例如調(diào)試階段、生產(chǎn)過(guò)程轉(zhuǎn)換階段、清理階段、維護(hù)階段)，設(shè)計(jì)出完全適用的安全防護(hù)裝置去防止各種危險(xiǎn)是不可能的，且那些安全防護(hù)裝置亦可以被暫停。在這種狀態(tài)下，應(yīng)該采用相應(yīng)的安全生產(chǎn)規(guī)程。

6.5  安全防護(hù)裝置的復(fù)位

重建聯(lián)鎖門(mén)或現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置區(qū)域時(shí)，其本身應(yīng)不能重新啟動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)操作。應(yīng)要求在安全防護(hù)空間仔細(xì)地動(dòng)作來(lái)重新啟動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)。重新啟動(dòng)裝置的安裝位置，應(yīng)在安全防護(hù)空間內(nèi)的人員不能夠到的地方，且能觀察到安全防護(hù)空間。

7  使用和維護(hù)

機(jī)器人系統(tǒng)安全防護(hù)裝置經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、構(gòu)建、安裝和試運(yùn)行后，在使用時(shí)(如示教編程、程序驗(yàn)證、自動(dòng)操作、故障查找和維護(hù))亦應(yīng)滿足安全要求。用戶在使用和維護(hù)期間，應(yīng)對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)每一操作者提供安全防護(hù)的措施，以保證他們不受傷害。

7.1  編程

進(jìn)行編程時(shí)應(yīng)盡可能在安全防護(hù)空間外來(lái)進(jìn)行。當(dāng)示教人員必須進(jìn)入安全防護(hù)空間內(nèi)進(jìn)行編程時(shí)，則應(yīng)采用下述附加的安全防護(hù)措施，并通過(guò)5.9中的操作狀態(tài)選擇要求暫停安全防護(hù)裝置(如連鎖門(mén)、現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置)的保護(hù)功效。

7.1.1  編程前

a)  用戶必須確保示教人員按照培訓(xùn)要求進(jìn)行培訓(xùn)，并在實(shí)際的機(jī)器人系統(tǒng)中的機(jī)器人上進(jìn)行訓(xùn)練和熟悉包括所有安全防護(hù)措施在內(nèi)的所推薦的編程步驟。

b)  示教人員應(yīng)目檢機(jī)器人系統(tǒng)和安全防護(hù)空間，確保不存在產(chǎn)生危險(xiǎn)的外界條件。示教盒的運(yùn)動(dòng)控制和急?？刂茟?yīng)進(jìn)行功能測(cè)試，以保證正常操作。示教操作開(kāi)始前，應(yīng)排除故障和失效。編程時(shí)，應(yīng)關(guān)斷機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器不需要的動(dòng)力(必需的平衡裝置應(yīng)保持有效)。

c)  示教人員進(jìn)入安全防護(hù)空間前，所有的安全防護(hù)裝置應(yīng)確保在位，且在預(yù)期的示教方式下能起作用。進(jìn)入安全防護(hù)空間前，應(yīng)要求示教人員進(jìn)行編程操作，但應(yīng)不能進(jìn)行自動(dòng)操作。

7.1.2  編程中

a)  示教期間僅允許示教編程人員在防護(hù)空間內(nèi)。

b)  示教人員應(yīng)具有和使用有單獨(dú)控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)功能的示教盒。

c)  示教期間，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)只能受示教裝置控制。機(jī)器人不應(yīng)響應(yīng)來(lái)自其他地方的遙控命令。

d)  示教人員應(yīng)具有單獨(dú)控制在安全防護(hù)空間內(nèi)的其他設(shè)備運(yùn)動(dòng)控制權(quán)，且這些設(shè)備的控制應(yīng)與機(jī)器人的控制分開(kāi)。

e)  若在安全防護(hù)空間內(nèi)有多臺(tái)機(jī)器人，而柵欄的連鎖門(mén)開(kāi)著或現(xiàn)場(chǎng)傳感裝置失去作用時(shí)，所有的機(jī)器人都應(yīng)禁止進(jìn)行自動(dòng)操作。

f)  機(jī)器人系統(tǒng)中所有急停裝置都應(yīng)保持有效。

g)  示教時(shí)，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)低于250 mm/s，具體的速度選擇應(yīng)考慮萬(wàn)一發(fā)生危險(xiǎn)，示教人員有足夠的時(shí)間脫離危險(xiǎn)或停止機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。

7.1.3  返回自動(dòng)操作

在啟動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)操作前，示教人員應(yīng)將暫停使用的安全防護(hù)裝置功效恢復(fù)。

7.2  編程數(shù)據(jù)

應(yīng)保留任務(wù)程序和維修程序的記錄。

程序數(shù)據(jù)不使用時(shí)，應(yīng)儲(chǔ)存在可傳送的媒體(如紙、磁盤(pán)等)中，并存放在合適的保護(hù)環(huán)境中。

7.3  自動(dòng)操作

僅在滿足下列要求時(shí)，才能啟動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)操作：

a)  預(yù)期的安全防護(hù)裝置都在位，并且能起作用；

b)  在安全防護(hù)空間內(nèi)沒(méi)有人；

c)  遵守安全操作規(guī)程。

7.4  程序驗(yàn)證(程序校驗(yàn))

程序驗(yàn)證是確認(rèn)機(jī)器人的編程路徑及處理性能與應(yīng)用時(shí)所期望的路徑和處理性能是否一致的方法。驗(yàn)證可以是程序路徑的全部或一段。程序驗(yàn)證的人員應(yīng)盡可能在安全防護(hù)空間外執(zhí)行。當(dāng)人員必須在安全防護(hù)空間內(nèi)完成程序驗(yàn)證時(shí)，應(yīng)滿足以下條件：

a)  程序驗(yàn)證必須在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度低于250mm/s時(shí)進(jìn)行，除機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制僅使用握持一運(yùn)行裝置或使能裝置外，還應(yīng)滿足7.1編程時(shí)的安全防護(hù)要求。

b)  當(dāng)要求在機(jī)器人的運(yùn)行速度超過(guò)250mm/s時(shí)，校驗(yàn)人員在安全防護(hù)空間內(nèi)檢查已編程的作業(yè)任務(wù)和與其他設(shè)備相互配合關(guān)系，應(yīng)采用以下的安全防護(hù)要求：

1)  第一個(gè)循環(huán)應(yīng)采用低于250mm/s的速度進(jìn)行，然后僅由編程人員用鍵控開(kāi)關(guān)謹(jǐn)慎地操作，分步增加速度；

2)  安全防護(hù)空間內(nèi)的工作人員應(yīng)使用使能裝置或與其安全級(jí)別等效的其他裝置；

3)  應(yīng)建立安全工作步驟以使在安全防護(hù)空間內(nèi)的人員的危險(xiǎn)減至最小。

7.5  故障查找

故障查找應(yīng)在安全防護(hù)空間外進(jìn)行。當(dāng)不能實(shí)行，且機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)已考慮到需要在安全防護(hù)空間內(nèi)進(jìn)行故障查找，則應(yīng)采用下列的安全要求：

a)  擔(dān)負(fù)故障查找的人員要經(jīng)過(guò)特別的核準(zhǔn)和對(duì)這種工作進(jìn)行過(guò)培訓(xùn)；

b)  進(jìn)入安全防護(hù)空間內(nèi)的人員應(yīng)使用使能裝置使機(jī)器人運(yùn)動(dòng)；

c)  制定安全操作規(guī)程，使安全防護(hù)空間內(nèi)的人員對(duì)危險(xiǎn)的暴露降至最低。

7.6  維護(hù)

為了確保機(jī)器人或機(jī)器人系統(tǒng)連續(xù)安全運(yùn)行，應(yīng)制定檢查和維護(hù)的程序，而檢查和維護(hù)程序的制定應(yīng)考慮制造商的建議。

7.6.1  為避免機(jī)器人系統(tǒng)的維修人員受到危險(xiǎn)的傷害，應(yīng)按照制造商的說(shuō)明書(shū)對(duì)其進(jìn)行安全防護(hù)和進(jìn)行安全培訓(xùn)。

7.6.2  盡可能使維修人員在安全防護(hù)空間外進(jìn)行作業(yè)，如將機(jī)器人臂放置于某一預(yù)定的位置。

當(dāng)必須在安全防護(hù)空間內(nèi)完成維護(hù)任務(wù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)來(lái)考慮選擇下面所述的安全防護(hù)措施。

7.6.2.1  應(yīng)使用切斷動(dòng)力源的步驟關(guān)斷機(jī)器人系統(tǒng)并釋放或阻塞潛在的所積蓄的能量。

7.6.2.2  當(dāng)機(jī)器人已上電，要求維修人員進(jìn)入安全防護(hù)空間內(nèi)進(jìn)行維修時(shí)，應(yīng)做到下述幾點(diǎn)：

a)  進(jìn)入安全防護(hù)空間前應(yīng)完成下列步驟：

1)  對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行目檢，以判斷是否存在可能引起誤動(dòng)作的條件；

2)  為確保示教盒能進(jìn)行正常操作，使用前應(yīng)進(jìn)行功能測(cè)試；

3)  若發(fā)現(xiàn)某些故障或誤動(dòng)作的條件，則維修人員在進(jìn)入安全防護(hù)空間之前應(yīng)進(jìn)行排除或修復(fù)。

b)  在安全防護(hù)空間內(nèi)的維修人員應(yīng)擁有機(jī)器人或機(jī)器人系統(tǒng)的總的控制權(quán)，且：

1)  機(jī)器人控制應(yīng)脫離自動(dòng)操作狀態(tài)；

2)  機(jī)器人應(yīng)不能響應(yīng)任何遠(yuǎn)程控制信號(hào)；

3)  所有機(jī)器人系統(tǒng)的急停裝置應(yīng)保持有效。

c)  啟動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)操作狀態(tài)前，應(yīng)恢復(fù)暫停作用的安全防護(hù)裝置的功效。

8  安裝、試運(yùn)行和功能測(cè)試

8.1  安裝

機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)按制造廠說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行安裝，并按GB/T 12644作為安裝期間的補(bǔ)充指導(dǎo)。安全防護(hù)措施應(yīng)通過(guò)危險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)后進(jìn)行判定。生產(chǎn)前，用戶應(yīng)重新檢查安全要求，以確保安全防護(hù)裝置運(yùn)行可靠。

a)  所有的安全防護(hù)裝置應(yīng)在預(yù)定的使用條件下進(jìn)行試驗(yàn)。其不足之處必須進(jìn)行修改。

b)  必須重新檢查作業(yè)任務(wù)，保證安全防護(hù)不會(huì)妨礙其作業(yè)任務(wù)的完成。

c)  復(fù)查安全防護(hù)裝置的作用，保證其不易于失去作用或繞過(guò)安全防護(hù)裝置。

8.2  試運(yùn)行和功能測(cè)試

機(jī)器人或機(jī)器人系統(tǒng)在安裝或再置位后的啟動(dòng)(包括首次啟動(dòng))和測(cè)試中，應(yīng)遵循下述條款的規(guī)定。這些規(guī)定同樣適用于機(jī)器人或機(jī)器人系統(tǒng)中軟件或硬件更換之后和影響其運(yùn)行的維修之后。

8.2.1  限定空間的指定

所有的機(jī)器人或機(jī)器人系統(tǒng)都應(yīng)安裝安全防護(hù)裝置。若計(jì)劃中的安全防護(hù)裝置在進(jìn)行試運(yùn)行和功能測(cè)試前尚未就位，則應(yīng)在運(yùn)行前采取安裝限定空間的臨時(shí)措施(如安裝鏈條、輕便墻板、警示柵欄等)。

8.2.2  人員的限制

在調(diào)試和功能測(cè)試期間，安全防護(hù)裝置生效前，不允許人員進(jìn)入安全防護(hù)空間。

8.2.3  安全和運(yùn)行檢驗(yàn)

應(yīng)按照制造廠的說(shuō)明書(shū)進(jìn)行機(jī)器人及其系統(tǒng)的試運(yùn)行和功能測(cè)試，并應(yīng)包括如下的準(zhǔn)備工作：

a)  通電前檢查。

1)  機(jī)器人已按說(shuō)明書(shū)正確安裝，且穩(wěn)定性好。

2)  電氣連接正確，電源參數(shù)(如電壓、頻率、干擾級(jí)別等)在規(guī)定的范圍內(nèi)。

3)  其他設(shè)施(如水、空氣、燃?xì)獾?span style="font-family: "Times New Roman";">)連接正確，且在規(guī)定的界限內(nèi)。

4)  通信連接正確。

5)  外圍設(shè)備和系統(tǒng)連接正確。

6)  已安裝好限定空間的限位裝置。

7)  已采用安全防護(hù)措施。

8)  周邊的環(huán)境符合規(guī)定(如照明、噪聲等級(jí)、濕度、溫度、大氣污染等)。

b)  通電后檢查。

1)  機(jī)器人系統(tǒng)控制裝置的功能如啟動(dòng)、停機(jī)、操作方式選擇(包括鍵控鎖定開(kāi)關(guān))符合預(yù)定要求，機(jī)器人能按預(yù)定的操作系統(tǒng)命令進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

2)  機(jī)器人各軸都能在預(yù)期的限定范圍內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

3)  急停及安全停機(jī)電路及裝置有效。

4)  可與外部電源斷開(kāi)和隔離。

5)  示教裝置的功能正常。

6)  安全防護(hù)裝置和聯(lián)鎖的功能正常，其他安全防護(hù)裝置(如柵欄、警示裝置)就位。

7)  在“慢速”時(shí)，機(jī)器人能正常運(yùn)行，并具有作業(yè)能力。

8)  在自動(dòng)(正常)操作方式下，機(jī)器人運(yùn)行正常，且具有在額定負(fù)載和要求的速度下完成預(yù)定作業(yè)的能力。

8.2.4  機(jī)器人系統(tǒng)重新啟動(dòng)步驟

機(jī)器人及其系統(tǒng)的軟件、硬件及任務(wù)程序更換、修理或維護(hù)后，重新啟動(dòng)時(shí)應(yīng)遵循如下步驟：

a)  通電前，檢查硬件的任何變化或附加物；

b)  為了正常運(yùn)行，對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行功能性測(cè)試。

9  文件

9.1  機(jī)器人制造廠應(yīng)提供的文件

機(jī)器人產(chǎn)品制造廠隨機(jī)提供的有關(guān)文件至少應(yīng)包括下列各項(xiàng)：

a)  產(chǎn)品檢驗(yàn)合格證；

b)  按GB/T 12644所規(guī)定的表示機(jī)器人規(guī)范參數(shù)的表格及說(shuō)明；

c)  按GB/T 12644指出的使用機(jī)器人所處環(huán)境條件的物理參數(shù)，如濕度、溫度、大氣壓力、海拔高度、污染情況、電磁干擾(EMI)射頻干擾(FRI)、靜電放電(ESD)、振動(dòng)、噪聲等；

d)  安裝說(shuō)明書(shū)：如要求的地面條件、抗震裝置、接地要求、吊裝步驟、安裝接口位置尺寸簡(jiǎn)圖(包括機(jī)座及腕部機(jī)械接口安裝所需螺釘或螺栓、銷(xiāo)子的規(guī)格及數(shù)量)，連接電、氣、液等外界設(shè)施所需的規(guī)格、要求、安全預(yù)防措施，以及安裝中的注意事項(xiàng)；

e)  機(jī)器人進(jìn)行試運(yùn)行，編程、操作及重新啟動(dòng)安全運(yùn)行步驟和試驗(yàn)、校驗(yàn)的使用說(shuō)明書(shū)；

f)  機(jī)器人可能發(fā)生故障的描述及進(jìn)行定期維護(hù)、保養(yǎng)、試驗(yàn)和校驗(yàn)及預(yù)防的說(shuō)明；

g)  包括安全操作、設(shè)定和維修在內(nèi)的安全操作規(guī)程和在各種控制方式和不同運(yùn)行狀態(tài)下機(jī)器人的響應(yīng)特性和避免危險(xiǎn)的安全措施；

h)  對(duì)各類(lèi)人員的要求及培訓(xùn)的說(shuō)明。

9.2  機(jī)器人系統(tǒng)制造廠應(yīng)提供的文件

機(jī)器人系統(tǒng)制造廠提供的文件應(yīng)包括機(jī)器人、輔助設(shè)備及安全防護(hù)裝置在內(nèi)整個(gè)系統(tǒng)的全部文件。

a)  機(jī)器人制造廠提供的所有文件；

b)  電氣、液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)所有控制系統(tǒng)的功能和位置的說(shuō)明；

c)  機(jī)器人系統(tǒng)的安裝說(shuō)明書(shū)，包括機(jī)器人及其系統(tǒng)及安全防護(hù)裝置、外圍設(shè)備在內(nèi)的安裝要求，與外部電源及氣源、液壓源等系統(tǒng)的連接及安裝說(shuō)明；

d)  限位裝置的結(jié)構(gòu)及調(diào)整范圍、位置尺寸、數(shù)量、安全防護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)、位置尺寸、功能、聯(lián)鎖要求、線路連接等的說(shuō)明；

e)  系統(tǒng)的維護(hù)、修理步驟及說(shuō)明；

f)  可預(yù)見(jiàn)的危險(xiǎn)狀態(tài)、殘留的風(fēng)險(xiǎn)及避免危險(xiǎn)的措施等的說(shuō)明；

g)  建議應(yīng)采用的附加保護(hù)措施(如系統(tǒng)的安全操作規(guī)程、培訓(xùn)、人員的保護(hù)裝備等)的說(shuō)明。

10  培訓(xùn)

使用機(jī)器人及機(jī)器人系統(tǒng)的用戶應(yīng)確保其編程、操作、維修人員參加安全培訓(xùn)，并獲得勝任該工作的能力。培訓(xùn)最好是教室與操作現(xiàn)場(chǎng)相結(jié)合。

10.1  培訓(xùn)的目標(biāo)

培訓(xùn)的目的是要參加培訓(xùn)的人員了解到下列信息：

a)  安全器件的用途和它們的功能；

b)  專門(mén)涉及健康和安全的規(guī)程；

c)  通過(guò)機(jī)器人或機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)行而形成的各種危險(xiǎn)；

d)  與特定的機(jī)器人有關(guān)的工作任務(wù)和用途；

e)  安全的基本概念。

10.2  培訓(xùn)的要求

a)  學(xué)習(xí)適用的安全規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)器人制造廠及機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的安全建議；

b)  理解所安排的任務(wù)的明確含義；

c)  掌握用于完成所指定的作業(yè)任務(wù)的所有控制裝置及其功能的識(shí)別和說(shuō)明如慢速控制、示教盒操作、急停步驟、切斷步驟、單點(diǎn)控制等；

d)  識(shí)別與作業(yè)有關(guān)的危險(xiǎn)，包括輔助設(shè)備帶來(lái)的危險(xiǎn)；

e)  識(shí)別安全防護(hù)措施，包括安全防護(hù)裝置的類(lèi)型、安全防護(hù)裝置的能力或挑選方案、所選擇的器件的功能、器件的功能測(cè)試方法、所選器件的限止性以及從識(shí)別危險(xiǎn)開(kāi)始的安全操作步驟、對(duì)人員的安全防護(hù)裝備等。

f)  掌握保證安全防護(hù)裝置和聯(lián)鎖裝置功能正常的測(cè)試方法。

10.3  再培訓(xùn)的要求

當(dāng)系統(tǒng)變更，人員變化和事故發(fā)生以后，為了確保安全操作，應(yīng)對(duì)相關(guān)人員重新進(jìn)行安全培訓(xùn)。

參  考  文  獻(xiàn)

GB 16754-1997  機(jī)械安全  急停  設(shè)計(jì)原則(eqv ISO/IEC 13850：1995)

GB/T 16855.1-2005  機(jī)械安全  控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件  第1部分：設(shè)計(jì)通則(ISO 13849-1：1999，MOD)

ANSI/RIA R15.06-1999  機(jī)器人和機(jī)器人系統(tǒng)  安全要求

ISO 10218：1992  工業(yè)機(jī)器人安全

ISO/CD 10218-1：2003  Manipulating Industrial Robots—Safety—Part 1：Design、Construction and Installation

ISO/CD 10218-2：2002  Manipulating Industrial Robots—Safety—Part 2：Rebuilding、Redeploy ment and Use

【發(fā)布日期】20080606

【實(shí)施日期】20080801