机器人与机器人装备工业机器人的安全要求第2部分：机器人系统与集成

机器人与机器人装备工业机器人的安全要求第2部分：机器人系统与集成

国家标准 GB11291.2一2013/ISO10218-2:2011 代替G1251I997 机器人与机器人装备工业机器人的安全 要求第2部分:机器人系统与集成 Rohotsandrohoticdeviees一Safetyrequirementsforimdustrial robots -Part2:Robotsystemsandintegration IsO10218-2:2011,IDT 2013-12-17发布 2014-11-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 目 次 前言 引言 范围 规范性引用文件 术语和定义 危险识别和风险评估 4.1通则 4.2布局设计 4.3风险评估 4.4危险识别 4.5消除危险和降低风险 安全要求和保护措施 5.1通则 5.2与安全相关的控制系统性能(硬件/软件》 5.3设计和安装 5.4机器人运动限制 5.5布局 12 5.6机器人系统操作方式的应用 5.7示教盒 16 5.8保养和维修 17 5.9集成制造系统(IMs)接口 18 5.10安全防护 15 协作机器人的操作 5.11 25 5.12机器人系统的试运行 21 安全要求和保护措施的验证和确认 28 通则 6.1 28 6.2验证与确认的方法 28 6.3必需的验证与确认 2: 保护设备的验证与确认 2s 6.4 使用资料 26 2: 通则 7.1 36 7.2说明手册 7.3标志 3: 3 附录A资料性附录重大危险清单 37 附录B资料性附录与保护装置相关的各标准之间的关系 38 附录C资料性附录物料进出点的安全防护
GB11291.2一2013/ISO10218-2:2011 附录D资料性附录多个使能装置的操作 42 附录E资料性附录协作机器人的概念应用 4" 附录F资料性附录工序观测 46 附录G规范性附录安全要求和措施的验证方法 ， ， ， 参考文献
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 前 言 本部分的全部技术内容为强制性 GB11291《机器人与机器人装备工业机器人的安全要求》分为两个部分 第1部分;机器人 第2部分;机器人系统与集成 本部分为GB11291的第2部分 本部分按照GB/T1.12009给出的规则起草 本部分使用翻译法等同采用国际标准Iso10218-2;2011《机器人与机器人装备工业机器人的安 全要求第2部分机器人系统与集成英文版》y 与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下 液压系统通用技术条件(Iso4413;1998,EQV) GB/T37662001 机械电气设备第1部分;通用技术条件(IEBC60204-1,2005,DT GB5226.12008机械安全 GB/T7932一2003气动系统通用技术条件(Iso4414;1998,IDT GB/T8196-2003机械安全防护装置固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求(Iso 14120;2002,MOD GB11291.1一2011工业环境用机器人安全要求第1部分;机器人(Iso102181.2006.,IDr) 工业机器人特性表示(Iso99461999,EQv GB/T126442001 GB/T15706一2012机械安全设计通则风险评估和降低风险(Iso12100;2010,IDTy 集成制造系统 GB166552008机械安全 基本要求(ISO1l16l:2007,IDT GB167542008机械安全急停设计原则(Iso13850;2006,IDT) GB/T16855.1一2008机械安全控制系统有关安全部件第1部分;设计通则(Iso13849-1 2006,IDT GB/T17454所有部分 压敏保护装置Iso1l3856(所有部分门] 机械安全 进人机械的固定设施[Iso14122(所有部分] GB17888(所有部分 机械安全 带防护装置的联锁装置设计和选择原则(Iso GB/T188312010机械安全 14119:1998. MOD) 机械安全电敏防护装置第1部分:一般要求和试验(IEc61496-1 GB/T19436.1 2004 1997,IDT GB/T196702005机械安全防止意外启动(IsO14118:2000,MOD GB/T198762012机械安全 与人体部位接近速度相关防护设施的定位(IsO13855:2010. IDT GB23821一2009机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离(IsO13857:2008,IT) GB285262012机械电气安全安全相关电气、电子和可编程电子控制系统的功能安全(IEC 62061:2005,IDT 本部分的技术内容和组成结构与IsO10218-2;2011《机器人与机器人装备工业机器人的安全要 求第2部分;机器人系统与集成(英文版)相一致,只在需要的地方,做了下列编辑性修改: -大写的英文缩写保留英文原名; 删去了原文中不符合我国标准编写的字句 本部分由机械工业联合会提出 川
GB11291.2一2013/IS010218-2:2011 本部分由全国自动化系统与集成标准化技术委员会(SAC/TC159)归口 本部分起草单位:北京机械工业自动化研究所、北京航空航天大学、沈阳新松机器人自动化股份有 限公司 本部分主要起草人:杨书评,赖维德,王海丹,高雪芹,王思斯,邹凤山
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 引 言 制定GB11291的本部分是为了识别在工业机器人单元和生产线中集成和安装工业机器人系统时 存在的特定危险 对特定的机器人系统而言,危险是以单一形式频繁发生的 危险的数目和类型直接关系到自动化 过程的性质和安装的复杂性 根据使用的机器人类型,使用机器人的目的、机器人安装、编程、操作和维 护的方式的不同,这些危险导致的相关风险也有所不同 为了理解GB11291的本部分的要求,用一个词语语法来区分绝对要求和推荐做法或建议采取的 行动 用“应"来识别GB11291的本部分的必须要求 这些要求必须完成,除非提供替代说明或有风 险评估确定的合适的替代 用"宜”来识别建议.推荐采取的行动或要求的可能解决方法,但可能有其他 替代,建议采取的行动不是绝对的 由于工业机器人在应用中的危险具有可变性质,GB1291的本部分为保证机器人集成和安装安全 提供指导 由于工业机器人使用的安全性受特定机器人系统的设计影响,虽然同样重要,其补充目的是 提供机器人系统和单元在设计、构造和使用信息方面的指导 该系统机器人部分的要求，可见 GB11291.1 “利益相关方”是指共担责任以提 提供安全的机器人系统或单元取决于各“利益相关方"的合作 供安全工作环境为最终目的的实体 利益相关方可认定为制造商、供应商、集成者和用户(负责使用机 器人的实体),但都以安全的(机器人)机器为共同目标 GB11291的本部分中的要求可能被分配给某 利益相关方,但在相同要求下,会出现多类利益相关方职责重叠的情况 使用GB11291的本部分时， 请读者注意,即使没有在“被分配的”利益相关方任务中具体提出,所有确定的要求也可适用于这些相 关方 本部分是对仅涵盖机器人领域的GB11291的第1部分的完善和补充 GBl1291的本部分增加了 符合GB/T15706和GB16655的其他信息 国际标准以C类标准的形式识别和响应工业机器人集成、 安装中存在的特有危险和使用工业机器人的要求 新的技术要求包括(但并不仅限于):GB11291.1中 关于安全控制系统性能、机器人停止功能、使能装置、程序验证、无缆示教盒规范、协作机器人规范以及 安全更新设计方面内容的新要求实施说明 GB11291的本部分和GB11291.1组成了机器人和机器人设备的系列标准 其他标准涉及集成机 器人系统、坐标系和轴运动、一般特性,性能规范及其测试方法、词汇和机械接口 需要指出的是这些标 准不仅内在相关,并且与其他国际标准相关 为了便于阅读GB11291的本部分,“机器人”和“机器人系统”是指在GB11291的第1部分中定义 的“工业机器人”和“工业机器人系统” 图1描述了在机器人系统中使用的机械标准范围的关系 GB11291的第1部分中只涵盖机器人 的内容,GB11291的本部分涵盖系统和单元 机器人单元可包括其他机器,这些机器有自己的C类标 准,机器人系统可以成为GB16655涵盖的集成制造系统的部分,GB16655反过来也可以参考其他相关 的B类和C类标准
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 机器人 ISo10218-1 机器人系统/单元 1So10218-2 其他机器c类标准 集成制造系统IMS ISO1ll6 图1各标准间关系示意图
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 机器人与机器人装备工业机器人的安全 要求第2部分:机器人系统与集成 范围 GB11291的本部分规定了工业机器人、工业机器人系统和工业机器人单元集成的安全要求,工业 机器人和工业机器人系统已在GB11291.1中定义 集成包括以下方面: 工业机器人系统或单元的设计,制造、安装,运行、维护和报废; a b 工业机器人系统或单元的设计,制造、安装,运行、维护和报废的必要资料; c)工业机器人系统或单元的部件设备 本部分描述了与这些系统有关的基本危险和危险情况,并提出了消除和充分降低与这些危险相关 的风险的要求 虽然噪声被定为是工业机器人的一种主要危险,但是本部分不予考虑 本部分也规定 了对作为集成制造系统的部分的工业机器人系统的要求 本部分不专门涉及关于加工过程中的危险 如激光辐射、弹出碎片,媒接烟雾) 其他标准适用于这些加工过程中的危险 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T16855.1一2008机械安全控制系统有关安全部件第1部分;设计通则(Iso13849-1 2006,IDT GB285262012机械电气安全安全相关电气,电子和可编程电子控制系统的功能安全(IEc 62061;2005,IT) IsO4413 液压系统通用技术条件HHydraulicluidpowerGeneralrulesandsafety requirementsforsystemsandtheircomponents 气动系统通用技术条件PneumaticluidpowerGeneralrulesandsafety ISO4414 requirementsforsystemsandtheircomponents IsG8995-1 工作场所的照明第1部分;室内(Lightingofworkplaces一Part1:Indoor) IS09946工业机器人特性表示(ManipulatingindustrialrobotsPresentationofcharacteris tics) ISO10218-1工业环境用机器人安全要求第1部分;机器人Robotsandroboticdevices Safetyrequirements一Parl:lndustrialrobots) ISO11161 机械安全 集成制造系统基本要求SafetyofmachineryIntegrated manufacturingsystems一Basicrequirements ISO12100机械安全设计通则风险评估和降低风险Safetyofmachinery General prineiplesfordesign一Riskassessmentandriskreduetion So13850机械安全急停设计原则(Safetyofmachinery一Emergeneystop一Pineiplesfor design so13854机械安全避免人体各部位挤压的最小间距(Safetyomachinery一Minimumgapsto avoid ofthehuman body erushingf parts
GB11291.2一2013/IS010218-2:2011 Positio. ISO13855机械安全与人体部位接近速度相关防护设施的定位(Safetyofmaehinery ningofsadfeguardwithrespettotheapproachspeedsofpartsofthehumanbody) Pessurcsensitivepro- 1sOl3856(所有部分机械安全压敏保护装置(Safetyofmachinery tectivedevices ISO13857 Safety 机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离Safety ofmachinery chedb distancestopreventhazardzonesbeingreae byupperandlowerlimbs) 1sO14118机械安全防止意外启动(Safety ofmachinery Preventionofunexpectedstart-up machinery ISO14119机械安全带防护装置的联锁装置设计和选择原则Safetyof Inter devicesassociatedwith ocking 1guards一Principles ior designandselection IsO14120机械安全防护装置固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求(Safetyofmar forthedesignandconstrueionofixedand imoablegurds) Guards chinery Generalrequirements of Permanent so14122(所有部分机械安全进人机械的固定设施(Sadtety machinery meansofaccesstomac udhinery) IEC60204-1机械安全机械电气设备第1部分;通用技术条件(Safetyofmachinery Electricalequipmentofmaehines一Partl:Generalrequirements IEC614961机械安全电敏防护装置第1部分;一般要求和试验(Sadfetyofmachinery-Elee Partl:Generalrequirementsandtests) tro-sensitiveprotectiveequipment IEC61800-5-2调速电气传动系统第5-2部分;安全要求功能性Adjustable speedelectrical owerdrivesystems一Part52Sadfety" -Fu unetionalD requirements machinm IEC/Ts62046机械安全人体检测用防护设备的应用Safety of inery一Application of protectiveequipmenttodeteetthepresenceofpersons) 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 应用applieation 机器人系统的预期使用,即机器人系统的加工工艺、任务和预期目的 示例:点媒,喷漆,装配、码垛 3.2 协作机器人eolaborativerobot 在规定的协作工作空间(3.3)内,为与人直接交互而设计的机器人 3.3 协作工作空间collaborativeworkspace 在安全防护空间内,机器人与人在生产活动中可同时执行任务的工作空间 3.4 控制站controlstation 机器人系统的部分,包括一个或多个控制装置,用以微话或停止系统或系统部件的功能 注:控制站可以是固定式的如控制面板)或移动式的如控制示教盒) 3.5 远距离防护distaneeguard 防护不是完全围住危险区域,而是借助于它的尺寸和它到危险区域的距离来防止或减少进人 示例:周边护栏或隧道护卫设施
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 3.6 集成integration 将机器人和其他设备或另外的机器(含其他机器人)组合成能完成如零部件生产的有益工作的机器 系统 注:这种机器构建包括系统的安装要求 集成者integrator 设计、提供、制造或组装机器人系统、集成制造系统的实体,该实体负责安全策略,包括保护装置,控 制接口以及控制系统的互连 注集成者可以是制造商、组装人员、工程公司或用户 3.8 nmanufacturingsystem;IMs 集成制造系统integrated 为了制造、处理、移动或包装零部件或组件,由原材料处理系统连接,并由控制器即IMS控制器 实现互连,采用协同方式工作的一组机器 [GB16655一2008,定义3.1 3.9 工业机器人单元industrialrobotcel 包含相关的机器和设备以及相关的安全防护空间和保护装置的一个或多个机器人系统 3.10 工业机器人生产线indwstrialrobotline 由在单独或相连的安全防护空间内执行相同或不同功能的多个机器人单元和相关设备构成 3.11 安全状态 Safestate 机器或设备部件不存在即将发生的危险状态 3.12 联动 simultane0uSmotion 在单个控制站的控制下,两台或多台机器人同时运动 它们可以用共有的数学关系实现协调或 同步 3.13 空间space 三维容积 3.13.1 操作空间operatingspace,operationalspaee 当实施由任务程序指令的所有运动时,实际用到的那部分限定空间(3.13.2) [GB/T12643一2013,定义4.8.3 3.13.2 限定空间restrictedspaee 由限位装置限制的最大空间中不可超出的部分 [GB/T12643一2013,定义4.8.2] 3.13.3 rded 安全防护空间safeguan space 由周边安全防护装置确定的空间
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 3.14 确认validation 通过检验和提供客观证据,对特定的预期用途所需的特殊要求已得到满足 3.15 验证verification 通过检验和提供客观证据,对规定要求已得到满足的认定 危险识别和风险评估 4.1通则 4.1.1机器人的运行特点与其他机器和设备的运行特点有明显的不同之处 a)机器人能够在大操作空间进行高能量运动; 例如由于改变了操作要求,机器人手臂的初始运动和路径不确定,且可以改变 b e机器人的操作空间,可能会和其他机器人操作空间或其他机器和相关设备的工作区发生部分 重叠; d)当机器的致动器通电时,可能要求操作员贴近机器人系统进行工作 4.1.2在选择和设计适当的安全防护措施以充分降低风险之前,有必要确定危险,并评估与机器人及 其应用相关的风险 降低风险的技术措施有以下几项基本原则 通过设计消除危险或通过替代减少危险， a 防止操作员接触危险或在操作员接触危险之前控制危险到达安全状态 b e)在干预期间降低风险(例如;示教). 4.1.3实现这些原则包括 a)设计允许在安全防护空间外执行任务的机器人系统; 创造安全防护空间和限定空间; b e)在安全防护空间内需要干预时,提供其他安全防护 4.1.4这种类型机器人的应用及其与其他机器及相关设备的关联,将影响安全防护措施的设计和选 择 这些应符合当前的工作,并当需要时可使示教、设置、维护、程序验证和故障排除等操作安全地 进行 4.2布局设计 机器人系统和单元的布局设计是消除危险和降低风险的关键环节 在布局设计过程中应考虑以下 因素 建立单元或生产线的物理极限(三维),包括更大单元或系统(集成制造系统)的其他部件 在设计图纸上确定布局的比例和原点， 1 2)在现有的设施内(按比例)确定各部件的位置和尺寸 工作空间、通道和间隙 b 确定机器人系统的最大空间,建立限定空间和操作空间,确定如厂房支柱的障碍物周围 所需间隙; 2 通行路线(行人通道、访客路线、单元或生产线周边安全防护装置外的物料搬运): 支持设施(电气、燃气,水、真空、液压、通风设备)和控制系统的通道和安全路径; 3) 检修、清洁、故障排除和维护的通道和安全路径; 4 5 电缆/其他致使滑倒、绊倒和摔倒的危险因素 6 电缆桥架
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 人工干预 -布局设计宜允许在安全空间外执行要求人工干预的任务,如果上述不可行并且 干预时需要机器的带电运动,应提供合适的使能装置,使能装置设计成可以控制 整个机器人单元 1 2) 机器人单元中的一个区域; 3) 单元内选定的机器或设备 注:更多内容见Iso12100 d设备的人体工程学和人机界面: 操作的可视性; 1 2) 控制装置的清晰度; 控制装置与机器人的明确结合; 3) 区域控制设计的惯例; 工件相对于操作员的位置; 5 可预见的误用; 6 77 协作操作 环境条件 1通风， 2)焊接火花 工件/工具更换的装载与卸载 周边安全防护的考虑 急停装置和单死可能区域的位置和要求(例如,局部停止或全单元停止 h 使能装置的位置和要求 注意所有部件的预期用途 风险评估应该确定超出限定空间的其他所需空间,以划定安全防护空间 4.3风险评估 4.3.1通则 由于机器人系统始终是集成到一个特定的应用中,因此集成者应进行风险评估,以确定降低风险的 措施,这些措施要能充分降低集成应用中存在的风险 需要特别注意的例子是;为了实现集成应用,个 别机器去除了安全防护的情况 风险评估可以进行系统性分析和对与机器人系统相关的、整个生命周期即试运行、调整,生产、维 护,检修、报废)的风险进行评估 每逢需要时,风险评估后就采取措施降低风险 重复此过程是通过实施保护措施尽量消除危险与 减少风险的迭代过程 风险评估包括 a)确定机器人系统的限制(见4.3.2)1 b)危险识别(见4.4); e)风险估计; 风险评价 d 4.3.2机器人系统的限制 机器人系统的集成,首先在1so12100,Iso11161以及其他适用的C类标准中描述了其预期用途 规范和限制 该规范宜包括,例如:
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 使用限制 a 1) 功能、预期用途以及合理可预见的误用的描述 不同用户模式的描述; 2) 3 包括人工干预的过程序列的分析; 接口、工具和设备的描述; 4 注1;建议对这些装置应考虑到相关的c类标准 5 实用连接 6)制造商提供的从ISO10218-1的使用中得到的信息,包括降低风险的应用措施; 7)所需的电力供应及其设备 8)要求的或预计的用户的技能(能力) b 空间限制见5.5布局描述. 机器运动所需范围; 1 安装和维护所需空间 2 操作员作业和其他人工干预所需空间 3 重构能力(IsG11161); 4！ 所需通道(见5.5.2) 5 地基; 6 供给和废物排放装置或设备所需空间 7 时间限制 机器及其部件(易磨损件,工具等)的预期寿命限制; 2 工艺流程图和时间分配 3)推荐的检修间隔 D 其他限制 1 环境(温度,室内或室外使用,灰尘和湿气的耐受性等); 预期用途和环境所需的清洁程度; 21 加工物料的性能" 37 危险环境; 4 5)经验教训,即研究和比较,包括类似操作和系统可能的意外和事故报告 注2;其他国家标准和地方法规也可提供动力源和安全处理及安装要求的重要信息 4.4危险识别 4.4.1通则 附录A中机器人和机器人系统的主要危险列表是按照1so12100的描述进行危险识别和风险评 估的成果 特定的应用(例如焊接、激光切割和加工)和机器人系统与其他机器相互作用(例如挤压,剪切和冲 击)可以造成进一步的危险(例如烟雾、气体、化学物质和热物质) 这些危险应该列为特定应用风险评 估的个别依据 4.4.2任务识别 为了确定可能发生的危险情况,有必要识别机器人系统及其相关设备的操作员要执行的任务 集 成者应识别和记录这些任务 应咨询用户,以保证能识别与机器人单元相关的所有合理可预见的危险 情况(任务和危险组合),包括间接的相互作用例如,与系统任务无关,但会暴露于与系统相关的危险中 的人员) 这些任务包括(但不限于)
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 过程控制和监测 a b 工件装载 e)编程和验证 d) 无需解除的操作员简短干预; e)装配(例如;夹具更换、工具更换); 故障诊断 g)故障排除(例如;设备堵塞、部件跌落、事件恢复,异常情况); h控制危险能量(包括夹具,夹钳、转台和其他设备); 维护和修理" i 设备清洗 4.5消除危险和降低风险 识别危险后,有必要在采用适当措施前,评估与机器人系统相关的风险.以充分降低风险 降低风 险的措施基于以下基本原则: a)通过设计消除危险或通过替代降低其风险 b)通过安全防护措施防止操作员接触危险,或在操作员接触危险之前确保危险降至安全状态 e)提供诸如使用资料,培训、标记,人员保护设备等补充性保护措施 包含于第5章的要求来源于,根据Iso12100对附录A中识别的危险用降低风险槽施反复处理 集成者应确保按照第5章的要求充分降低风险评估中识别的风险 如果没有充分降低风险,应进一步 采取降低风险的措施,直到风险被充分降低 安全要求和保护措施 5.1通则 机器人系统和单元的集成,应符合本部分的要求 此外,机器人单元或机器人生产线应根据 IsO12100的相关危险的原则来设计,所述危险在本部分未专门涉及(例如锋利边缘) 机器人系统的 设计宜按照人体工程学原则,确保易操作和易维护 机器人系统的设计应避免人员暴露于危险中 注1:并非本部分确定的所有危险适用于每个机器人系统,各机器人系统之间,与给定危险情况相关的风险水平也 不相同 注2;第6章是本条款各项要求的推荐验证方法 5.2与安全相关的控制系统性能(硬件/软件 5.2.1通则 与安全相关的控制系统(电气、液压、气动和软件)至少应满足5.2.2所列的性能准则,除非风险评 估的结果确定一种替代的性能准则(如5.2.3所述)适用 在使用资料中,应清楚地说明机器人系统和 任何供给设备的与安全相关的控制系统性能" 注1;与安全相关的控制系统也可称为SRP/CS(控制系统的与相关安全的部件 对于本部分,与安全相关的控制系统性能表述为 性能等级(PL)和类别,如GB/T16855.1一2008中4.5.1所述; 安全完整性等级(SI)和硬件容错要求,如GB28526一2012中5.2.!所述 这两项标准以类似的但不同的方法述及功能安全 这些标准的要求应被应用于预期使用的各个与 安全相关的控制系统中 设计者可以选用两个标准中的- 使用资料中应包括确定与安全相关的控
GB11291.2一2013/IS010218-2:2011 制系统性能的必要数据和准则 注2;与GB/T16855.1和IEC62061的比较,在Iso/TR23849中进行描述 其他标准提供可供选择的性能要求,如北美的“控制可靠性”条款也可使用 使用这些可供选择的 标准来设计与安全相关的控制系统时,应达到降低风险的同等水平 根据IEC60204-1,与安全相关的控制系统的任何失效应导致0类或1类的停止 5.2.2性能要求 控制系统有关安全部件的设计,应遵照GB/T16855.1一2008所描述的PL=d、结构类别3,或遵照 GB28526一2012所描述的SIL2,硬件1级容错,验证测试间隔不少于20年 这里特别是指 任何部件的单一故障不会导致安全功能的丧失; a b) 只要合理可行,在有关安全功能的下一个指令发出时或发出前,应检测出单一故障" 当发生单一故障时,安全功能始终有效,且应维持安全状态直到故障排除" c) 应检测到所有可合理预见的故障 d 这些要求相当于GB/T16855.1一2008中所描述的结构类别3 注:检测单一故障的这种要求并不意味着所有故障都将被检测到 因此,未检测到故障的累积,可能导致意外输出 信号和使机器处于危险状态 5.2.3其他控制系统性能准则 对机器人系统及其预期应用进行综合风险评估的结果,可确定与安全相关的控制系统的性能除 5.2.2所述之外,是能保证该应用的 应特别指出选择了这些与安全相关的性能准则中的哪一个,并且与受影响设备一起提供的使用资 料中,应包括适当的限制和警告信息 5.3 设计和安装 5.3.1环境条件 机器人系统和机器人单元保护措施的设计应考虑到如周围温度、湿度、电磁干扰、照明等环境条件 由于技术限制,这些可能导致对周围环境的某些要求 选择的机器人、机器人系统和单元部件应能承受预期的运行条件和环境条件 5.3.2控制器位置 在自动操作时,控制器和设备例如;焊接控制器、气动阀门等)应放置在安全防护空间外,使人员能 清晰看到机器人限定空间并进行控制 5.3.3致动控制器 致动控制器应满足1EC60204-1的要求 控制器的设计应符合1SO10218-1 机器人系统不应响 应任何可能会造成危险情况的或外部远程命令 5.3.4动力要求 机器人和其他设备所有动力源(例如;气动、液压、机械,电力动力源)应满足机器和部件的制造商所 规定的要求 电源装置应符合IEc602041中的要求,液压动力装置应满足Iso4413中的要求， ,气压 动力装置应满足ISO4414中的要求
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 5.3.5等电位联结/接地要求(接地 保护联结和功能联结应符合IEC60204-1的要求 5.3.6能源隔绝 应提供隔绝有害能源,避免人员暴露于危险的方法 这些方法应仅在断开能源的位置是保险和/或 安全的 机器人系统的每种能源宜有单独的切断装置 多机器人或大型设备,每种能源有必要有多个切断 装置 每个装置的控制范围应在断开装置的把手旁清晰标出例如文字或符号) 注，能源可以是电气的,机械的,液压的,气动的,化学的,热学的,势能的和动能的等 5.3.7 储能控制 应提供控制和/或受控地释放储存的危险能量的方法 应贴上标签以识别储能的危险 注1储存能源可以是气压蓄压器或液压蓄压器,电容器,电池,弹簧,平衡块、飞轮和重力等 注2悬臂轴造成的重大危险取决于频率和持续暴露时间(例如;在安装的时候站在机器人手臂的下方) 可行的是 设计出机械阻隔系统或手持控制系统以保护暴露于危险的储能环境中的人员,该系统具有如风险评估确定 的,根据5.2.2或5.2.3设计的控制性能 5.3.8机器人系统和单元的停止功能 5.3.8.1通则 每个机器人系统或单元都应具有保护性停止功能和独立的急停功能 各功能应具有与其他保护装 置或急停装置连接的能力 5.3.8.2急停功能 按照IEC60204-1和ISO13850的要求,每个能启动运动或其他危险功能的控制站都应有手动启 动的急停功能 致动急停功能应停止单元内的或单元与工作空间其他区域之间接口处的所有机器人运动和其他危 险功能 机器人系统应有影响系统所有相关部件的单独的急停功能 就大型系统而言(如多机器人或多单 元),有必要分割控制范围 在这样的情况下,应通过执行任务的要求或系统性能(如设备结构,周边防 护的位置)来设置控制范围 控制范围应在急停装置旁清晰标出(如文字或符号 如果两个或多个机器人的限定空间发生部分重叠,或如果两个或多个机器人可进人同一安全防护 空间,那么该空间应该是同一工作空间 个工作空间的所有急停装置应具有相同的控制范围 控制范围可包括多个工作空间 使用资料应包括每个急停装置控制范围的信息 即使控制站不工作,机器人系统的急停功能也应保持有效 根据IEC60204-1,选择0类或1类的停止功能应通过风险评估确定 急停功能至少应符合5.2.2的要求,除非风险评估确定其他性能准则适用 注，某些保护性停止电路会以手动方式自动旁路,不适合连接急停装置 提供急停输出信号时 -撤除机器人系统动力后,输出应一直有效 -如果撤除机器人系统动力后输出无效,应产生一个急停信号 5.3.8.3保护性停止 机器人系统应设计有一个或多个的保护性停止电路,可用来连接外部保护装置 按照IEC60204-1.
GB11291.2一2013/ISO10218-2:2011 0类或1类停止的选择应通过风险评估确定 如果外部动力驱动系统符合IEC61800-5-2,可用2类停止 这个保护性停止功能应能使所有机器人系统的运动停止,并且导致终止由机器人系统控制的任何 其他危险功能 这个停止可由手动或控制逻辑启动 保护性停止功能的性能应符合5.2.2或5.2.3的要求 5.3.9相关设备的关闭 机器人系统应安装成相关设备的关闭不会造成危害或危险情况 5.3.10末端执行器(机械臂工具端)要求 末端执行器应设计和构造成 a 能源供应(如电力,液压、气动、真空的动力)的损失或变化不会导致负载释放,否则会造成危险 情况; b 负载和末端执行器共同产生的静态和动态力都在负载容量和机器人动态响应范围之内 手腕板(安装法兰)及配件正确对齐(合); d)使用时可拆卸工具被牢固连接 如果可拆卸工具的释放可能导致危险状况,那么只有在指定位置或者在特定的可控条件下,才 允许可拆卸工具被释放; f 末端执行器在其预期寿命内承受预期力 如果可行,能源可以不给机器人致动器输出原动力,只输出给末端执行器以排除故障 注:该特性是机器人制造商提供的一个有用的选择,并不是ISO10218-1中的要求 在正常操作的预定参数基础上,如果末端执行器故障导致潜在危险状况,使用资料应该包括末端执 行器的预期寿命 机器人系统操作之前,机器人工具中心点(TCP)应使用机器人制造商提供的位置补偿特性进行调 整 应提供避免危险状况的措施(例如;机械保护用的气动或真空软管;诸如弹簧加载的附加夹具的自 固位装置). 5.3.11紧急恢复过程 使用资料应包括机器人系统相关设备故障矫正的详细说明,以及机器人制造商关于机器人在紧急 或异常情况下无需驱动源就能运动的说明 如果需要标志或标签,应粘贴标志或标签或提供粘贴的 说明 5.3.12警告标志 当机器人或系统其他设备部分的警告标志由于安装或集成变得模糊时,提供其他同等有效的警告 方法(例如将另一个警告标志放在可见位置) 5.3.13照明 应确定所需任务的照明水平,并在使用资料中详细说明 应为机器人系统提供适合于有关操作的整体照明,否则,尽管有正常亮度的环境照明,也可能造成 -定风险 机器人系统的设计和构造应避免可能造成麻烦的阴影区,避免刺目耀眼强光以及由于照明 使运动部件产生危险的频闪效应 应为需要经常检查调整的内部零部件和维修区域提供适当的照明 应经常检查和调整的区域,照明度应至少为500lx(见Iso8995-1 注;需要考虑照明的区域包括工作站、进人区等 10o
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 5.3.14应用危险 机器人系统的集成也应考虑到与工艺和工具(例如焊接,激光切割和机械加工)相关的应用危险例 如姻雾、气体、化学物品和热物质). 与其他机器接口的要求应如使用资料中规定的,遵循制造商的指导 5.3.15使能装置 示教盒和其他的使能装置以及它们的集成应符合Iso10218-1(其他信息见附录D. 如果要求安全空间内多人受保护,应给每个人都提供使能装置 与单个机器人控制器关联的所有 使能装置应具有相同的功能(控制范围 控制系统应联锁,这样可以使使能装置控制单元区域内的所有危险,否则在手动操作过程中,人员 可能暴露于危险情况下(例如当在辅助设备上或其他机器人上工作时,站在相邻机器人的限定空间内就 会有重叠的限定空间. 在被使能装置控制停止)后,联锁的,危险的机器人功能将要求有一个独立动作去重启 注1，联锁使能装置的控制范围取决于布局,空间,预期任务和这些任务预期的工作位置 遵循5.2.2,设计控制措 施来防止在手动操作中同时激活,重叠的机器人 注2:工序监测见附录F 5.4机器人运动限制 5.4.1通则 机器人设备的设计和集成,应减少人员可能暴露于危险中的情况 机器人系统可具有潜在的大操 作容积(最大空间),尤其是处理大工件时 放置周边防护装置以最大尺寸防护人员免遭机器人系统带 来的危险(安全防护空间),可能导致不必要的大容积围护结构,它超出了机器人执行任务所需空间(操 作空间) 为缩减安全防护空间,可通过提供集成或限制机器人系统运动的外部装置,以限制最大空间 限定空间) 5.4.2建立安全防护空间和限定空间 应通过周边防护来建立安全防护空间，建立安全防护空间应充分考虑机器的位似置和布局以及安全 防护空间内的危险 机器人系统的限定空间应通过限制机器人,末端执行器,夹具和工件的运动来建立 限定空间宜比 最大空间小 限定空间在安全防护空间内并与操作空间尽可能匹配,这是合理可行的 周边防护装置不应安装在比限定空间更接近危险的地方,如果按照5.4.3把周边防护装置设计为 限位装置,那么周边防护装置要为安全防护空间和限定空间建立一段边界 操作员工作站(如部件加载位置)可能需要额外的保护 动态限制(见5.4.4!),联锁安全防护以及其 他安全防护可用于保证操作员在工作站不会暴露于危险中 5.4.3限制运动的方法 限制机器人系统的运动可以通过对机器人必不可少的方法(如制造商提供的轴及空间的安全软限 位或机械限位)来实现,也可以通过安装外部限位装置或两者结合来实现 限制方法用于限制机器人执 行任务的空间,即是通过使用限位装置使得限定空间比最大空间小 限位装置分为两类;机械式限位装置和非机械式限位装置 机械式的物理上约束机器人不超出指 定的界限 非机械式的不限制机器人本身的运动,而是通过机器人控制器系统启动停止 因此,非机械 式限位装置要求集成者在建立机器人限定空间时,要考虑机器人停止距离 1l
GB11291.2一2013/ISO10218-2:2011 任何连接到机器人控制器的与安全相关的控制器都应该满足ISO10218-1的要求 应正确调整和固定限位装置 当设计所需的限制运动范围的方法时,应遵循以下要求之一 -如果提供机械式停止,应满足IsO10218-1中限位装置的要求,并且当适用时，也要满足 IsO10218-1中动态限位装置的要求 如果提供限制运动范围的替换方法,它们的设计、构造和安装至少应满足ISO10218-1中轴限制的 要求 这些方法至少应符合5,2.2的要求,除非风险评估确定其他性能准则适用 与限制方式有关 的停止距离应包含于限定空间的所有计算中 停止时间和距离的信息和度量见1sO10218-1 当使用非机械式限位装置时,包括轴及空间的安全软限位(见IsO10218-1),限定空间应根据机器 人的实际负载确定 如果机器人速度由满足5.2.2的监控系统控制,限定空间可根据配置速度限制来 确定 否则,限定空间应根据机器人最大速度来确定 如果按照机器人制造商的说明使用机器人内置的轴及空间的安全软限位特性,有关利用该方法建 立的程序设定限制的信息应包括在使用资料中 在把周边防护装置设计为限位装置情况下,将用风险评估的结果来确定该防护装置的设计要求,强 度要求和挠度要求 注1:对根据实际负载来补偿速度的机器人,当机器人承担的负载比额定负载低的时候,最容易发生状况 注2:限定空间定义为机器人运动实际停止处,而非启动停止处 可通过机械式限位装置如硬挡块)的位置来明确 地加以确定 非机械式限位装置的位置,要求考虑激活时间和机器人停止距离 这包括轴和空间的安全软限 位配置. 3:设计用于保护机器的一些装置(如过流保护和碰撞传感器),不适合用作限位装置,除非是符合Iso l0218-l， 经过特别设计、测试并且确定为适合作为限制运动用途的安全装置 注4:只有当机器人不能导致防护装置发生危险变形时,通常周边防护装置作为限位装置才是可行的 5.4.4动态限制 动态限制是在机器人系统一段周期中,机器人系统的限定空间发生的自动受控改变 当机器人执 行其任务程序时,可利用控制装置进一步限制限定空间内的机器人运动,控制装置例如是(但不限于)凸 轮操纵的限位开关,光幕或控制激活的可缩回的机械限位器 为此-机械式限位装置应能在额定负载和 额定速度的条件下,停止机器人运动 相关的与安全有关的控制系统应符合5.2的性能要求 使用资料中应有确定动态限制区域的位置的信息 对于非机械式限位装置,应包括启动停止的区 域边界和机器人实际停止的区域(限定空间 注，通过一个机器人服务于两个工作站的方式,动态限制可被用于设计两个可交替选择的限定空间,以提高工作单 元生产率 5.5布局 5.5.1周边安全防护 根据5,10,周边安全防护措施应通过使用防护装置或传感保护设备来实现 保护装置的选择应考 虑以下方面 -预期的运行压力; 被加工物料的影响,特别是给机器人系统上下料; 其他相关的外部影响(如很脏的空气妨碍光电保护装置的使用. 越过或通过机械式防护的安全距离应满足1SO13857的要求 距联锁防护装置及其他断开装置的 最小距离应满足1sO13855的要求 通过保持最小间隙来避免挤压的地方应满足ISO13854的要求 5.5.2干预通道 安装机器人系统时,应对特殊安装和预期任务进行基于任务的风险评估,以确定机器人限定空间内 12
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 可能的被困点和被夹点 需要使用手动高速方式的任务,提供的最小间隙应为0.5m 要求该间隙处于算出的危险停止位置 与建筑物、结构物,周边防护装置、公共设施区城之间,其他机器和设备不会特别支持可能造成被困点或 被夹点的机器人功能(见IsO13854) 示例;机器人功能的支持部分可包括夹具、上料站、物料处理设备和加工相关设备 只要可行,布局的设计应使操作员在安全空间外执行任务 有必要在安全空间内执行任务时,应具 有安全的,充分的到达任务位置的通道 进人路径和方式应使操作员不会暴露于危险,包括滑倒、绊倒 或掉倒等危险 安全防护空间内的通道设计应考虑,如 电缆槽,容易绊倒的区域; 人工上下料所需进人的频率; 负载的物理特性 -逗留和观察区域 服务位置如终点改变); 易进人的维护单元(如安全区域之外) 应提供永久性通道装置,同时考虑任务的频率和人机工程学方面内容 控制器(如示教盒、机器人控制柜)宜放置在靠近通道装置的地方,以提高操作员的操作便利性 当 需要靠近的、装有元件的电气设备(如例行维修服务)安装得正常到达平面之上时(如机器顶部),应提供 接近方法(如工作平台) 应使用风险评估的结果来确定适当的方法,，给距离通道平面0.4m到2.0m 高度的相关装置提供通道(见IEC60204-1). 电气罩的安装应使门可以完全打开,即使在门打开的时候逃生通路也要总是可用 以下情况时,可 满足以上要求: a)考虑到逃生方向,门容易推至关闭位置 当门完全打开的时候,余留间隙不少于500nmm(也见IEC60364-7-729). b 平台,通道,楼梯、活梯和固定梯子的选择与设计应符合ISO14122的相关部分 应提供安全防护措施,防止单元之间有操作员进人,或在操作员接触之前使相邻单元中的危险转变 为安全状态 应提供安全防护措施来降低由于物料在相邻单元之间的进出转移而产生的对操作员的风险 5.5.3物料搬运 在风险评估中,应考虑到与物料搬运相关的危险(如缠结、物料跌落以及与机器人系统的连接) 物料进人或退出安全空间的地方,应采取措施以阻止未检测到的人员进人危险区域 这些措施应 阻止人员接触危险,或在不造成其他危险的情况下,接触危险之前,使危险转变为安全状态 开口宜减 小至物料可以通过所需的最小尺寸(见5.10.7). 5.5.4工序观测 工序观测宜在安全防护空间外进行 按照风险评估确定的结果,可通过提供安全站位和观测位置 如平台、狭窄过道、远程视觉系统)来实现 当工序观测只能在安全防护空间内进行时,应使用5.6.4.2和5.6.4.3规定的操作方式 当这些方 式不能使用时,应提供单独控制方式 该方式应提供必要的安全防护措施以保证操作员在进行工序观 测时不会处于危险状况 更多信息可参照附录F 13
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 5.6机器人系统操作方式的应用 5.6.1通则 个单元内有多个机器人系统时,单元内每个机器人系统可分别选择操作方式,或所有相关机器人 系统选择共同的操作方式 如果每个机器人系统应分别选择操作方式,就不必把所有机器人系统转换 到手动方式 非手动操作的机器人应保持安全状态,独立于选定的操作方式,并且不会造成危险 下列要求适用于机器人系统或机器人单元 不包括对机器人单元中不执行机器人任务的设备的要 求 应进行风险评估,确定由于这个其他设备产生的风险而必须采取的任何进一步措施 机器人系统 以手动方式运行时,强烈推荐所有其他不执行机器人任务的设备都处于并保持在安全状态 5.6.2选择 应通过适当的方法来避免未经授权的和/或无意的方式选择 这些方法应只能启动已选方式,而不应独立地启动机器人系统操作或相关机器的其他危险操作 应有独立驱动来启动机器人系统操作 应提供已选操作方式的明确显示 工作方式的改变应不会导致危险情况 5.6.3自动方式 5.6.3.1通则 以自动方式进人安全防护空间时,应导致可能出现危险或危险情况的所有设备的保护性停止 自动方式的选择 5.6.3.2 机器人系统自动方式的选择不应覆盖或重置任何保护性停止或急停情况 自动方式的选择应在安全防护空间外完成 如果使用示教盒或示教控制选择自动方式,应在安全 防护空间外以独立谨慎的动作启动自动操作 切换到自动方式时,应能导致保护性停止或急停 5.6.3.3自动操作的启动 自动操作应在安全防护空间外启动 应在所有相关的安全防护都起作用时,才可能启动自动操作 5.6.3.4手动重置、启动/重启和意外起动 5.6.3.4.1机器人系统的启动和重启应是明白简单的操作 启动和重启应要求相关的安全功能和/或 保护措施是起作用的 与安全相关的控制功能至少应符合5.2.2的要求,除非风险评估确定其他的性能准则适用 5.6.3.4.2应提供启动联锁,以防止接人或中断和恢复动力供应时,自动启动危险操作 启动联锁应通 过谨慎的人为动作重置 应提供重启联锁,防止以下任一项操作后危险操作自动重启: 安全防护功能的致动 b)单元操作方式的改变 按照IsO14118,人员在安全防护空间内时,应保护人员而防止机器人单元启动和重启 启动和重启控制器应位于安全防护空间外,手动致动,应不能在安全防护空间内被启动 14
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 手动重置功能应完成以下所有事项 -在与安全相关的控制系统内,通过独立的手动操作装置提供 -如果所有安全功能和安全防护是有效的,才能完成 不能自行启动运动和危险状况; 通过谨慎的动作; 使控制系统能接受单独启动指令 -只有从通电位置脱开致动器时才能接受 在每个控制位置,操作员应能确保无手动重置功能人在安全防护空间内 启动和重启致动控制器 的位置宜允许清楚和无障碍地看到安全防护空间 如果无法实现该要求,应提供现场感应在整个安全防护空间内来检测操作员 5.6.3.43如果现场感应无法实现,应提供其他保护措施防止意外启动 这些保护措施可包括 a)对位于安全防护空间内的危险设备实行多重隔离或封锁; 在开放位置封锁防护装置(门); b e)安全防护空间内放置附加的限时重置装置 如果这些都无法实现,应提供启动前的声音-视觉警告信号 在安全防护空间内能完全看到和听到 -提供一段启动前延时,使操作员有足够时间从安全防护空间出去 应在安全防护空间内放置足够多的易于识别和接近的急停装置,使它们可以在启动前延时时段完 成操作 注;选择保护措施的层次结构,见4.5 5.6.4手动方式 5.6.4.1通则 需要人工干预时,本地控制应由单个示教盒或符合IsO10218-1的类似的控制站来实现 注:当驱动力施加于任何机器人轴或末端执行器时,手动控制被应用于从安全防护空间内控制机器人的任何装置 这包括通过示教控制器驱动动力的机器人,不管是使用机器人首选的手动控制还是主级/次级示教控制 只要可行,控制装置和控制站应放置得使操作员能观察工作区和危险区域 停止控制设备应败置在每个启动挖副装置旁边 系统应设计和构造成;当系统置于本地控制下时,防止从任何其他动力源启动运动或改变本地控制 的选择 5.6.4.2手动低速 在手动低速方式下,选定的TCP速度不应超过250mm/s 宜能够选择低于250nmm/s的速度 风险评估的结果应该决定是否需要使最大降速低于250mm/s,或决定机器人系统中的其他设备是否 需要在低速状态下运行 根据Iso10218-1,在手动低速方式下,只有和一个使能装置连接时.才允许机器人或机器人系统的 任何部件运动 使能功能的与安全相关控制性能应符合5.2的要求 5.6.4.3手动高速 该方式只限于程序验证,不应用于生产 所有的手动点动应在低速方式下 高速方式只有在应用 情况要求机器人系统以手动高速方式运行的特殊情况下才能使用 在手动高速方式下,选定的TCP速 度可以超过250mm/s 机器人系统要符合IsO10218-1中的自动操作方式的要求,提供的示教盒应符 合ISO10218-1的要求,并且在使用资料中要求示教盒的使能装置要在启动运动之前进行功能性检测， 15
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 以保证正确的操作 5.6.5人工干预的远程访问 机器人系统可能是支持网络的如局域网,调制解调器或互联网),它允许远程访问来进行诊断,技 术咨询和测试等 如果操作员要远程控制机器人系统,操作员物理上远离机器人(如在较远的办公室中),应满足以下 要求: a)当机器人系统在手动方式下,才能进行人工远程控制 -次只能激活一个控制源-本地的或远程的 单点控制); b b)中所列控制类型不得使本地选择无效,也不能造成本地危险情况 只能从本地控制激活人工远程控制功能; 所有可能产生危险的控制器功能(如机器人运动、控制危险设备的强制输出、以危险方式影响 机器人的数值改变、安全功能的确认、保持运行等)只能有单一选定的控制源; 如5.4.3所述,通过轴和空间的安全软限位对机器人运动进行限制,而与此有关的远程参数改 变,不应在没有通过本地确认前以及确认没有造成危险前生效 本地控制控制面板、示教盒等)的指示应显示机器人系统正被远程控制 g 只有机器人系统在手动低速下,才应执行人工干预， h 如果在安全防护空间内无人并且防护装置激活时,远程功能可在无任何本地活动的情况下 执行; 当需要有人在安全防护空间内时,远程操作员执行的可能造成危险的控制功能,只在本地操作 员按下使能装置而启动功能时才能执行; k远程动作不需要的,可能造成危险的任何设备应保持在安全状态 使用资料应包括执行远程任务的远程和本地操作员培训的适当要求 5.7示教盒 5.7.1通则 在安全防护空间内使用的示教盒和示教控制装置应符合IsO10218-1的要求 示教盒的急停功能应符合5.3.8.2 配有电缆的示教盒应该具备一根足够长的电缆,可使示教员以安全方式(如不会因为电缆长度不够 而越过设备去到示教点)执行预期任务 电缆应能承受使用位置的预期环境条件 应采取措施合适地存放示教盒,以使造成危险的损坏可能性降到最小 可拆卸示教盒和无缆示教 盒的存放应把非激活急停装置误认为激活的可能性降到最小 5.7.2无线或可拆卸装置/通信的要求 机器人系统使用无缆或可拆卸示教盒时,应遵循以下要求 a)示教盒应符合Iso10218-1 b)示教盒的急停功能和使能装置应符合IsO10218-1中的要求 意外地控制机器人系统的可能性应通过以下方法避免 c 1)识别正在被操作的机器人的明确方法 2)保证通信完整性的连接方法(如登录,加密防火墙等); 3 显示连接持续性的明确方法(如屏幕显示 d)单个的无缆示教盒不应同时连接到一个以上的机器人系统上;该系统可由一个或多个机器人 16
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 组成 在手动方式下,任何激活的示教盒(与机器人系统匹配)的通信功能缺失(如超出范围或者缺少 电池电源),都应导致所有被控制设备的保护性停止或急停 没有独立谨慎的动作,通信的重 新建立不应重启(见ISOl0218-1和IEC60204-l) 应提供从示教盒(如操作员主动动作)上断开机器人控制的明确方法,而当设备注销时,应清晰 可辨使与安全相关功能不再激活;提供适当的存储或设计,应避免混淆激活的和非激活的急停 装置;使用资料应包括存储和设计的描述 根据ISO10218-1,示教盒应提供单点控制 5.7.3联动的控制 单个的示教盒可控制具有多个机器人的系统的联动 每个机器人应在激活前被选定 选定后,所 有机器人应有同一操作方式(如手动慢速) 按照1so102181,应提供指示,说明哪个机器人将被激活 选定要移动) 只有被选定的机器人应被激活 根据5.2.2,系统内任何没被选定的机器人不应移动 不应造成危险 注;这可以通过保持在保护性停止的状态来实现 5.7.4机器人系统(协作机器人)的手动引导 为协作操作设计的机器人系统,可能在任务的协作段用到手动引导控制器 这些相同的控制器可 能用到“示教引导”方法 当含有这些控制器时,应符合IsO10218-1中描述的要求 5.8保养和维修 5.8.1通则 机器人系统的设计应包括检查和维护步骤,以确保机器人和机器人系统可以持续安全操作 检查 和维护程序应考虑到生产厂商的建议 为保证正确操作,使用资料应包括对设备的与安全相关部件(如急停装置,使能装置)进行周期性功 能检测的要求 5.8.2保养的安全防护要求 机器人系统的设计和构造应使得;在操作、,调试和保养期间,能安全进人需要干预的所有区域 保 养宜在安全防护空间外进行 当需要在安全防护空间之内进行维护时,按照以下要求优先选择安全防 护装置: 应为系统提供控制和隔离危险能量(如断路器,泄压装置,能显隔离控制系统)的本地装置 使 用资料应包括要求能量控制和隔离的维护任务的细节,以及当需要危险能源时预先要考虑的 那些事情 应为次级服务任务提供有效的备选保护措施,次级服务任务是生产需要预先考虑到的和不可 或缺的,要在没有能源隔离情况下执行;控制危险能源或者位置监控的控制措施包括以下一 项或多项 1提供安全防护装置,使任务安全地执行 将设备置于预先设定好的安全监测位置或环境中(偏差应导致保护性停止状况); 2 3)为人员进人安全防护空间提供专有控制(使用资料中应定义并提供专有控制的步骤) 提供特定的操作方式,至少要满足5.2.2中对特定明确任务的要求 4 17
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 5.8.3保养进入点的安全防护 为保养或服务任务的通道提供防护装置时,防护装置应有足够的尺寸,使必要的工具、物料和人员 容易通过 给非频繁维护或服务任务提供固定式防护装置时,固定式防护装置应只用一个工具就能拆卸掉 当需要维护和例行维护任务的常用通道时,应通过保护装置对进人点进行安全防护,较好的是移动 式防护装置 移动式防护装置到达安全防护位置时不应启动开始指令 如果当移动式防护装置关闭时还可能停留在安全防护区域内,应采用其他措施防止重启 这些包 括重启联锁,现场感应或锁住防护开口的设施 如果提供重启联锁和现场感应,那么,根据风险评估,现 场感应装置至少应符合IEC61496-1中2类的要求 5.8.4保养时相邻单元的安全防护 当使用具有垂直探测电场的电敏保护设备(ESPE),以防止因维修干预而从一个单元内意外进人相 邻单元时,可基于风险评估(不同于Iso13855规定),用接近速度和穿透率来计算最小距离(安全) 注:使用固定防护装置来代替EsPE时,指导见5.10.6.1. 5.9集成制造系统(IMS)接口 5.9.1通则 如ISso11161所述,与机器人系统有联系但不被机器人控制器直接控制的其他机器和设备,应包含 在风险评估、分区配置,安全防护之中以及控制设备范围之内 特定的c类标准也适用于其他机器 机器人系统集成还应考虑机器人可控的和不可控的危险,但这些危险是指由安全防护空间内相关的机 器设备或进/出安全防护空间引起的 5.9.2急停 机器人系统应有作用于机器所有相关部件的单独的急停功能 急停功能应符合5.3.8.2. 控制范围可包括多个区域 使用资料应包括每个急停装置的控制范围的信息 5.9.3IMS的与安全相关的部件 IMs和机器人系统之间任何与安全相关的控制接口应满足5.2.2中的要求 当它们有危险时保护 装置应保护IMS每个区域内以及至相邻区域(如传送设备)的接口处的通道,以防止危险也可见 5.10) 5.9.4本地控制 操作要求应确定对本地控制的需求 当选择了本地控制时.IMS控制系统应被告知这种状况,并 且不能使本地控制无效 本地控制期间,急停功能和保护性停止功能应始终保持可操作 选择和取消本地控制的装置应接近机器人或机器或在本地控制下的辅助装置 从安全防护空间内 取消本地控制的装置不应造成危险状况 如果本地控制可从安全防护空间内取消,在任何危险状况发 生之前,应有必要从安全防护空间外独立确认 5.9.5使能装置 当需要其他使能装置时,应符合5.3.15 使能装置功能应是联锁的并与IMs的区域一 致,在这些 区域中机器人系统、机器或相关进程于手动操作期间可以联动 18
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 5.9.6方式选择 方式选择应符合ISO10218-1 5.9.7任务区域的实施 IMS的设计应便于安全人工干预(包括维护) 对于某些人工干预,停止整个IMs是不切实际的 该情况下,IMS应隔离到区域内,使操作员能安全地执行他们的任务,而IMS的其余部分能以不同的操 作方式运行 使机器人系统集成到一个任务区域应符合Iso116 5.10安全防护 5.10.1通则 当设计不能去除危险或不能充分降低风险时,那么应应用安全防护 到危险区域的通道应被安全 盼护装置保护,如断护装置和保护装置 也需要补充保护措施，如人员保护设备、培训和使用信息 也 可参见4.5. 防护装置和保护装置可用于 -防止接近危险 在接近前终止危险; 防止意外操作; 容纳部件和工具 -限制其他加工中的危险(噪声、激光、辐射等) 防护装置和保护装置应符合IsO12100 ISO12100中给出选择安全防护措施的更多要求以及更多的补充措施 附录B中有一些适用于保护措施的标准的概述 5.10.2周边安全防护 防护装置隔开距离或围护,见5.10.4)或传感保护装置(见5.10.5)应被用于周边安全防护 选择周边安全防护应考虑安全防护空间内的所有危险 不仅是与机器人系统有关的 危险的例 子包括: a)其他机器,设备和工序; b) 跌落或弹出的物体; e)不规律的或过多的机器停止时间 机器不能在循环的中途停机 d) e)危险的散发(如噪声,振动、辐射、有害物质 选择也应考虑任务需求,例如 -接近的频率; 物料装卸 -维护 质量检查; 危险接近度; 工序要求 19
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 5.10.3最小(安全)距离 5.10.3.1通则 所有安全防护装置应安全地安装,位置要相隔一段距离,防止接近危险 即人员不能翻越、钻过、绕 过或穿过安全防护装置 5.10.3.2防护装置的最小安全)距离 固定式或活动式防护装置应符合IsO14120的要求 任何危险到固定式或活动式防护装置的最小 距离应根据IsO13857的相关要求确定 当防止接近防护装置时,应根据IsO13857确定最小安全 距离 有关防护装置开口的最小距离应符合IsO13857的相关要求 5.10.3.3保护装置的最小(安全)距离 提供跳闸功能(例如联锁装置,当被致动时发出保护性停止信号的传感保护设备)的保护装置,它们 的最小安全距离应根据IsO13855的相关要求确定 当保护装置提供现场传感功能来防止启动或重启时例如当保护装置持续感应检测区域内的人或 人体部位,并且保持保护性停止时),对最小距离不作要求,但是装置应符合5.10.5.3 注;仅用现场传感安全防护装置来防止起动或重启的危险时,在接近前使用其他安全防护装置来防止接近或造成 停止的危险 5.10.3.4提供间隙的最小(安全)距离 当保护装置通过跳闸功能提供保护,防止缺少间隙(见5.2.2)时,应根据ISO13855,以机器人速度 作为接近速度计算出最小距离(即K=机器人速度. 当保护装置以现场传感功能来提供间隙(见5.2.2)时,对最小距离不作要求,但是装置应符 合5.10.5.3 5.10.4防护装置的要求 5.10.4.1通则 所有防护装置应满足1sO12100和IsOl4120的适用要求 与防护装置相关的联锁装置应满足 1SO14l19的要求 固定式防护装置应只能通过使用工具拆除 当防护装置被拆除时,其固定系统应保持连接在防护 装置或机器上 这个要求无需应用到易拆除的固定式防护装置上,例如,当机器要完全大检修,或拆除 后转移到另一现场之时 周边安全防护装置不应安装在比限定空间更靠近危险的地方,除非有以下之一情况: -按照5.4.3,周边安全防护装置设计成为限位装置;或者 -风险评估确定其他安全防护装置是适用的 5.10.4.2固定距离防护装置的一般要求 任何固定式防护装置的开口不应使人能越过、钻过、绕过或穿过(开口或间隙)而到达防护装置和使 人接近危险 应使用ISO13857来确定:从防护装置底面到相邻站立面的开口和防护装置中的任何开口的合适 尺寸 至于最小安全距离,见5.10.3.2. 20
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 防护装置的高度应距离相邻行走面至少1400mm. 5.10.4.3联锁的活动式防护装置的一般要求 与活动式防护装置相关的联锁装置应满足的IsO14119要求 活动式防护装置处于其关闭位置时应防止操作员到达危险区域 活动式防护装置的开启应有延迟或远离危险,并且不能进人安全防护空间 在操作员通过防护装置可能接近危险前,应提供联锁把任何危险转化为安全状态 为达到该目的 移动式防护装置的定位应符合 3855(也可见5.10.3.2). 用于启动开始闭合(控制防护装置)的移动式防护装置,应满足的IsO14120要求 联锁功能至少应满足5.2.2的要求 重置致动器应符合5.6.3.2的规定 5.10.44带防护锁的活动式防护装置的一般要求 在危险降至安全状态前.当操作员有可能开启联锁活动式防护装置且有可能到达危险区域时,除了 控制联锁之外还应提供防护锁 防护锁应符合以下要求 只有防护装置关闭并上锁(如围栏上的门),才允许致动危险的机器功能" a b)只要存在由于危险的机器功能存在而导致的危害风险,那就保持防护装置处于关闭并上锁的 位置 当要使用如速度的过程参数作为一个锁定或解锁条件时,这就构成安全功能的一部分,并且应满足 像联锁功能一样的功能性安全要求 5.10.4.5允许进入安全空间的活动式防护装置 安全防护空间的设计、建造或安装,应具有防止人员困于其中的方法 例如,无论是否提供动力,都 可通过从安全防护空间内手动打开活动式防护装置或在其打开位置锁定进人门的方法来做到 5.10.5传感保护设备 5.10.5.1通则 当一项应用需要频繁接触、需要进行人机交互、需要机器或工序具备良好可视性时,或在提供固定 式防护装置不符合人体工程学时,则通常选择传感保护设备 然而,有一些特定的应用,因其某些特性 决定,不能以传感保护设备作为其唯一保护措施 例如 a)机器可能会弹出材料、切屑或零件 b)有烫伤或其他辐射致伤的风险 不能承受的噪声水平 c) 环境可能会对保护设备的功能产生不利的影响; d 正在加工处理的材料会影响保护措施的有效性 e 存在这些情况时,就需要额外的或其他安全措施 电敏保护设落EsPE如光幕和激光扫指仪,应符合uBc4961相关部分的规定 压敏保护设备,如垫板、刃口和缓冲器等,应符合1so13856的相关要求 这些装置的应用宜符合IEC/TSs62046的要求 5.10.5.2启动保护性停止的传感保护设备 传感保护设备用于启动保护性停止时,其位置应离每种危险有一段距离,足以保证危险被消除,或 21
GB11291.2一2013/ISO10218-2:2011 在接近的操作员的任何身体部分触及危险之前,达到安全状况 注1:在安全防护空间内,危险处在不同地点,因而所述距离需确保每个危险可控 应牢固安装和定位传感保护设备,防止操作员接近检测区域(如到检测区域的上边、下边、周围或穿 过检测区域)造成危险 应提供以下功能" a)当危险状况发生时传感保护设备被致动,应启动保护性停止 b) 致动传感保护设备后,应防止被传感保护设备防护的危险状况发生任何危险动作或情况,直 到传感保护设备被重置; 当传感保护设备被重置后,被传感保护设备防护的危险状况可能发生,但是该重复不会自行启 动这些危险状况 ISO13855中的公式用于确定从各方向接近的、从危险(危险区)到传感保护设备的最小距离 注2;按照1so13855,用于计算最小距离的K最小值为1600 mm/s 当操作员或其身体部分停留在安全防护空间内时,应采取额外措施来防止发生危险情况,如意外起 动 这些措施包括 -提供重启联锁; 感知安全防护空间内存在操作员[例如,电敏保护设备(EsPE)或压力垫],以保持保护性停止 状态 注3;若使用现场传感保护设备,建议操作员不要绕行检测区域,例如,攀爬到机器的部件上 若在重置控制的位置有可能看不到操作员,应提供补充保护措施,以防止联锁重启的重置(例如,安 全防护空间内的限时附加重置控制) 应通过谨慎人工动作来执行联锁重启的重置,例如操纵手动致动 器 也可见5.6.3.3 5.10.5.3用于现场感应防止启动的传感保护设备 传感保护设备只用于现场传感功能即在其检测区内,不断地感知人或人身体部分的存在),它应结 合其他安全措施(例如联锁防护装置)使用,以在需要时确保发生危险前机器处于非危险状态 现场传感装置的检测区,其位置和构形应使整个检测区都将检测到人或人身体部分 必要处应提 供补充措施,确保检测区没有可规避处,例如操作员停留于检测区和危险区之间,或跨过检测区进人危 险区 防止人停留于检测区之间和危险区的措施例子有 -使用斜面,防止站在机架/机器脚上; -围栏的内表面没有可攀爬的突出物 手动装载、卸载或搬运工作站(手动工作站)的安全防护 5.10.6 5.10.6.1通则 应提供措施确保操作员不会受到由于手工生产交界站的运作(例如,粉碎,剪切、缠结危险)带来的 进一步危险 允许的间隙和开口应符合5.10.,4.1规定 手动工作站的设计应确保操作员在安全防护空间内不能 接触到危险[也可见下列的a),b)、e)] 注1;协作空间要求在5.11中给出 为达到1400 mm的高度,可采取的附加保护措施有 防止操作员在安全防护空间内暴露于与应用有关的危险中 例如,零件的弹射、焊接火花等 a b防止操作员在安全防护空间内接近危险,或在操作员接近前,使安全防护空间内的这些危险 转化为安全状态 当机器人系统和操作员接近到同一(共有的)工作空间时,确保他们不会同时占据工作空间 这可通过以下两点实现 22
GB11291.2一2013/Iso10218-2;2011 1)防止机器人系统任一部分进人操作员占用的工作空间,或使机器人系统在操作员到达前 使机器人系统处于安全状态; 防止操作员进人有机器人系统任一部分占据的工作空间,或在操作员到达机器人系统前， 使机器人系统处于安全状态 注2:由于人体工程学的原因,根据栅栏形状的保护作用和风险评估结果,1000mm1400mm的高度是可以接 受的 5.10.6.2对移动的手动工作站的附加要求 移动的手动工作站如旋转的转台、滑动的夹具)自身可具有危险性 应提供措施防止操作员接近 这些危险,或在接近危险前,将危险转为安全状态 移动站和任一固定元件如机器零件防护装置等)之间的间隙,包括附加的保护措施,不应超过 120mm 或许有必要使用附加措施,以防止剪切危险和阻断危险 5.10.6.3对有共用空间手动工作站的附加要求 使用现场感应来检测共用工作空间内的操作员时,感应装置的检测区应包括整个共用工作空间 区域 当不能使用现场感应装置时,应提供重启联锁 应提供其他措施防止重启联锁的不慎重置,从而防 止操作员还在工作空间内时机器人系统的移人工作空间 这种措施可包括在独立的手动重置的条 款中 手动重置时,在重置装置的地方应该能看到整个其用工作空间 如果不能,应使用进一步措施,例 如,防护区内的限时附加重置控制 5.10.7物流开口的安全防护 许可物料进出的进人安全防护空间的开口应具备必要的最小尺寸,以允许物料通过 应避免物料 和开口侧边之间的可能挤压/切断的危险,或采取补充保护措施(如使用皎链式联锁门)加以避免 如果可能接近危险,应根据风险评估采取措施,以防止接近危险,或探测到进人的人员或人身的- 部分,并应在接近危险前,使危险转为安全状态(见1sO13857关于部分身体进人的规定和附录C) 物料进出的开口以ESPE加以防护时,ESPE应允许通过下列之一的功能来使物料通过,并且应防 止物料自身进人安全防护空间,或ESPE应允许通过其他方式使物料通过(见IEC/Ts62046): a 抑制功能,暂时停用ESPE功能以允许物料通过(进/出); b改变保护区例如遮隐),使物料得以通过;这种情况下,应能观测到ESPE制造商指示的最小 距离(见IEC/TC62046). 抑制功能应符合GB/T16855.1的要求,抑制和遮隐功能的执行等级,不应反向影响由ESPE风险 评估决定的安全功能的执行等级 见5.10.10 5.10.8多个相邻机器人单元的安全防护 应采取措施确保机器人单元内的操作员不受相邻单元的危险侵害 应采取措施防止机器人单元内的操作员进人相邻单元,或确保操作员遭遇相邻单元的或因其导致 的危险前,将相邻单元内的危险转为安全状态 当为此目的使用固定式防护装置时,要求高度取决于两(相邻)机器人单元中的危险(因为可以从任 单元进人),但是高度最低应为1400 mm 除了固定式防护装置以外,可采取其他措施,例如 电敏保护设备; 23

机器人与机器人装备工业机器人的安全要求第2部分：机器人系统与集成GB11291.2-2013

1.概述

机器人系统由多个不同的部件组成，包括机械部件、电气部件、控制系统等。这些部件需要在设计、制造和操作过程中都符合相应的安全要求，从而确保机器人系统的安全性。GB11291.2-2013 标准规定了机器人系统与集成的安全要求。

2.机器人系统的安全要求

机器人系统的安全要求主要包括以下方面： （1）机械安全要求：机器人系统应该符合机械安全的相关要求，包括机器人的尺寸、形状、结构和接口等方面的设计和制造要求。 （2）电气安全要求：机器人系统应该符合电气安全的相关要求，包括电气部件的选用、布局和工作原理等方面的设计和制造要求。 （3）控制系统的安全要求：机器人系统的控制系统应该符合相关的安全要求，并采取相应的保护措施，确保操作人员和周围设备的安全。

3.机器人集成的安全要求

机器人集成是指将机器人系统与其他设备或系统进行整合，以实现特定的生产流程。机器人集成的安全要求主要包括以下方面： （1）机器人系统的集成：在机器人系统与其他设备或系统进行集成时，需要考虑相关的安全因素，包括机器人的位置、运动路径、障碍物识别和避让等。 （2）集成后的控制系统：集成后的控制系统需要满足相关的安全要求，并采取相应的保护措施，以确保操作人员和周围设备的安全。

4.结论

机器人在工业生产中已经得到广泛应用，但同时也带来了一定的安全隐患。GB11291.2-2013 标准规定了机器人系统与集成的安全要求，从而保障了机器人在使用过程中的安全性。在进行机器人系统和集成时，必须严格遵循相关的安全要求，在确保操作人员和设备的安全的前提下，发挥机器人的最大效益。

机器人与机器人装备工业机器人的安全要求第2部分：机器人系统与集成的相关资料

和机器人与机器人装备工业机器人的安全要求第2部分：机器人系统与集成类似的标准