機器人工作站的安全規(guī)范及標準：安全防護空間內(nèi)無人,設置各種傳感器感應人

由于機器人工作站的主體設備——機器人是一種特殊的機電一體化裝置，與其他設備的 運行特性不同，機器人在工作時是以高速運動的形式掠過比其機座大很多的空間，其手臂各 桿的運動形式和啟動難以預料，有時會隨作業(yè)類型和環(huán)境條件而改變。同時，在其關節(jié)驅(qū)動 器通電的情況下，維修及編程人員有時需要進入其限定空間；又由于機器人的工作空間內(nèi)常 與其周邊設備工作區(qū)重合，從而極易產(chǎn)生碰撞、夾擠或由手爪松脫而使工件飛出等危險，特 別是在工作站內(nèi)機器人多于一臺協(xié)同工作的情況下產(chǎn)生危險的可能性更高。因此在工作站的 設計過程中，需要充分分析可能的危險情況，估計可能的事故風險。

根據(jù)“工業(yè)機器人安全規(guī)范”標準，在作安全防護設計時，應遵循以下原則：自動 操作期間安全防護空間內(nèi)無人；當安全防護空間內(nèi)有人進行示教、程序驗證等工作時，應消 除危險或至少降低危險。

為了保證上述原則的實現(xiàn)，在工作站設計時，通常應該做到：設計足夠大的安全防護空 間，如圖7-2所示，該空間的周圍設置可靠的安全圍欄，在機器人工作時，所有人員不能進 入，圍欄應設有安全聯(lián)鎖門，當該門開啟時，工作站中的所有設備不能啟動工作。

工作站需要設置各種傳感器，包括光屏、電磁場、壓敏裝置、超聲和紅外裝置以及攝像 裝置等，當人員無故進入防護區(qū)時，立即使工作站中的各種運動設備停止工作。

當人員需要在設備運動條件下進入防護區(qū)工作時，機器人及其周邊設備需要在降速條件 下啟動運轉(zhuǎn)，工作者附近的地方應設急停開關，圍欄外應有監(jiān)護人員，并隨時可操縱急停 開 關 。

對用于有害介質(zhì)或有害光環(huán)境下的工作站，應設置遮光板、罩或其他專用安全防護 裝 置 。

機器人的所有周邊設備，需要分別符合各自的安全規(guī)范。

圖7-3是一個機器人焊接工作站關于安全措施設計的實例。

①用鋁合金型材作圍欄和門的框架。裝上半透明塑料板，用以遮擋弧光，兩交替裝夾 和焊接的工作臺也裝有遮光板。圍欄內(nèi)只有機器人和工作臺。作為出口的拉門，裝有插拔式 電接點開關與機器人聯(lián)鎖，機器人只能在關上門的工作臺上進行焊接。

②操作者與夾具臺之間有一活動拉門，可拉向A 側或B 側的夾具臺。每側都有行程開 關檢測拉門的位置，且與作業(yè)啟動有對應的聯(lián)鎖互鎖關系。例如拉門在A 側時，互鎖關系 使得不能啟動B 側的作業(yè)程序，操作者可在B 側安全地裝卸工件，聯(lián)鎖關系只允許啟動 A 側作業(yè)程序，反之亦然。行程開關的監(jiān)視方法是分別用指示燈顯示狀態(tài)；且兩者不能同時 接 通 。

r ③由于使用氣動夾具，操作盒上除了有急停、啟動按鈕之外，還有多個夾具操作的按 鈕開關。為防止作業(yè)程序的誤啟動，啟動操作為雙按鈕雙手啟動。即用安裝距離約400mm 的兩個按鈕串聯(lián)使用，同時按下才有效。而且對按鈕接通時間進行監(jiān)視，若接通時間在數(shù)秒以上則停機報警，因為這可能是按鈕有故障或配線短路，易引發(fā)誤啟動。

④工業(yè)機器人的示教以外的運行操作是在工作站控制柜的操作顯示盤上進行。其中的 主電源開關和示教——運轉(zhuǎn)選擇開關需要插入鑰匙才能轉(zhuǎn)動。為防止因指示燈損壞而誤顯 示，在示教模式時可檢驗所有的指示燈。方法是有一個專用按鈕，按下時指示燈全亮則為正 常。工作站控制柜的D板之上安裝3層塔形指示燈，Z上層為紅色，亮時表示停機(故障停 機時伴有反光鏡旋轉(zhuǎn)和聲響);中層為黃色，表示手動或示教；Z下層為綠色，表示運行。

⑤使用帶碰撞傳感器的焊槍把持器；設定作業(yè)原點；設定軟極限等。