協(xié)作機(jī)器人安全等級與標(biāo)準(zhǔn)
協(xié)作機(jī)器人沒有簡單的 1?5 級數(shù)字等級，主要分為國際標(biāo)準(zhǔn)、國內(nèi)國標(biāo)、功能安全等級、4 種協(xié)作安全運(yùn)行模式四大塊，藦卡等國產(chǎn)協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品都依據(jù)這套體系做安全認(rèn)證。
一、核心國際標(biāo)準(zhǔn)
-
ISO 10218?1/2：工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)安全標(biāo)準(zhǔn)
-
Part1：機(jī)器人本體安全；Part2：機(jī)器人系統(tǒng)集成安全，所有工業(yè) / 協(xié)作機(jī)器人必須滿足此基礎(chǔ)要求。
-
ISO/TS 15066:2016【協(xié)作機(jī)器人專用技術(shù)規(guī)范】
定義 4 種協(xié)作運(yùn)行模式，給出人體 29 個部位瞬時碰撞力、靜態(tài)夾緊力、壓強(qiáng)生物力學(xué)限值，是無圍欄人機(jī)協(xié)作的核心依據(jù)。
頭部面部瞬時沖擊約 65N，手臂手部最高約 140N，尖銳部位壓強(qiáng)嚴(yán)格限制，防止擠壓傷害。
二、國內(nèi)對應(yīng)國標(biāo)
-
GB/T 36008?2018（等同 ISO/TS 15066）：國內(nèi)協(xié)作機(jī)器人核心國標(biāo)，規(guī)定協(xié)作工況安全、力限值、驗證方法中國標(biāo)準(zhǔn)在...。
-
GB 11291.1?2013、GB11291.2?2013（等同 ISO10218）：工業(yè)機(jī)器人本體與系統(tǒng)集成安全強(qiáng)制基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。
-
GB/T 39402?2020：面向人機(jī)協(xié)作工業(yè)機(jī)器人設(shè)計規(guī)范，機(jī)械、電氣、安全功能設(shè)計要求。
三、功能安全等級（ISO13849?1）
協(xié)作機(jī)器人安全控制系統(tǒng)看PL（性能等級）+ 類別，市場主流協(xié)作機(jī)器人安全功能達(dá)到 PL d，Cat.3，SIL2，少數(shù)高端做到 PL e。
-
PL a/b：低風(fēng)險，普通報警
-
PL c：減速、降速功能
-
PL d（主流）：急停、碰撞檢測、力限制，絕大多數(shù)國產(chǎn)協(xié)作機(jī)器人（藦卡等）本體安全等級為 PLd Cat3
-
PL e：最高等級，高危場景使用
??：本體拿到 PLd≠現(xiàn)場就可以拆圍欄，整套工作站必須做完整風(fēng)險評估，末端夾具、工件、高溫火花都屬于風(fēng)險點，焊接工況即使協(xié)作本體，仍需要弧光防護(hù)、火花防護(hù)。
四、ISO/TS15066 定義 4 種協(xié)作安全模式（不是產(chǎn)品等級，是工作模式）
|
協(xié)作模式
|
安全原理
|
適用場景
|
|
安全監(jiān)控停止 SMS
|
人員進(jìn)入?yún)f(xié)作區(qū)，機(jī)器人安全停機(jī)；人員離開自動恢復(fù)
|
高負(fù)載機(jī)器人，人員偶爾介入
|
|
手動引導(dǎo) HG
|
人手拖拽示教，帶三位置使能開關(guān)，限制引導(dǎo)速度
|
拖拽示教、工裝對位
|
|
速度距離監(jiān)控 SSM
|
依靠外部傳感器，人越靠近機(jī)器人速度越低，距離不足直接停止
|
人機(jī)交替作業(yè)，大負(fù)載機(jī)器人實現(xiàn)協(xié)作
|
|
功率力限制 PFL
|
本體力矩 / 力控，碰撞力被限制在人體傷害閾值，真正無圍欄并肩作業(yè)
|
輕載裝配、檢測，市面絕大多數(shù)協(xié)作機(jī)器人主打模式
|
五、選型關(guān)鍵提示
-
不要只看 “協(xié)作機(jī)器人” 標(biāo)簽，確認(rèn)：本體標(biāo)準(zhǔn)、PL 等級、力限值；
-
就算本體符合 PFL 力限制模式，夾具、尖銳工件、焊接高溫火花會帶來次生風(fēng)險，依然需要增加防護(hù)；
-
藦卡協(xié)作機(jī)器人本體安全按照 GB/T36008?2018 設(shè)計，安全功能達(dá)到 PL d Cat3，但是實際項目是否撤掉圍欄，必須以現(xiàn)場風(fēng)險評估報告為準(zhǔn)。
總結(jié)
-
國際：ISO10218 + ISO/TS15066；國內(nèi)：GB/T36008?2018；
-
功能安全主流等級：PL d Cat.3 SIL2；
-
四種協(xié)作模式：安全監(jiān)控停止、手動引導(dǎo)、速度距離監(jiān)控、功率力限制；
-
本體證書≠現(xiàn)場安全，整套工作站風(fēng)險評估是必要環(huán)節(jié)。