机器人工作站的安全规范及标准：安全防护空间内无人,设置各种传感器感应人

由于机器人工作站的主体设备——机器人是一种特殊的机电一体化装置，与其他设备的 运行特性不同，机器人在工作时是以高速运动的形式掠过比其机座大很多的空间，其手臂各 杆的运动形式和启动难以预料，有时会随作业类型和环境条件而改变。同时，在其关节驱动 器通电的情况下，维修及编程人员有时需要进入其限定空间；又由于机器人的工作空间内常 与其周边设备工作区重合，从而极易产生碰撞、夹挤或由手爪松脱而使工件飞出等危险，特 别是在工作站内机器人多于一台协同工作的情况下产生危险的可能性更高。因此在工作站的 设计过程中，需要充分分析可能的危险情况，估计可能的事故风险。

根据“工业机器人安全规范”标准，在作安全防护设计时，应遵循以下原则：自动 操作期间安全防护空间内无人；当安全防护空间内有人进行示教、程序验证等工作时，应消 除危险或至少降低危险。

为了保证上述原则的实现，在工作站设计时，通常应该做到：设计足够大的安全防护空 间，如图7-2所示，该空间的周围设置可靠的安全围栏，在机器人工作时，所有人员不能进 入，围栏应设有安全联锁门，当该门开启时，工作站中的所有设备不能启动工作。

工作站需要设置各种传感器，包括光屏、电磁场、压敏装置、超声和红外装置以及摄像 装置等，当人员无故进入防护区时，立即使工作站中的各种运动设备停止工作。

当人员需要在设备运动条件下进入防护区工作时，机器人及其周边设备需要在降速条件 下启动运转，工作者附近的地方应设急停开关，围栏外应有监护人员，并随时可操纵急停 开 关 。

对用于有害介质或有害光环境下的工作站，应设置遮光板、罩或其他专用安全防护 装 置 。

机器人的所有周边设备，需要分别符合各自的安全规范。

图7-3是一个机器人焊接工作站关于安全措施设计的实例。

①用铝合金型材作围栏和门的框架。装上半透明塑料板，用以遮挡弧光，两交替装夹 和焊接的工作台也装有遮光板。围栏内只有机器人和工作台。作为出口的拉门，装有插拔式 电接点开关与机器人联锁，机器人只能在关上门的工作台上进行焊接。

②操作者与夹具台之间有一活动拉门，可拉向A 侧或B 侧的夹具台。每侧都有行程开 关检测拉门的位置，且与作业启动有对应的联锁互锁关系。例如拉门在A 侧时，互锁关系 使得不能启动B 侧的作业程序，操作者可在B 侧安全地装卸工件，联锁关系只允许启动 A 侧作业程序，反之亦然。行程开关的监视方法是分别用指示灯显示状态；且两者不能同时 接 通 。

r ③由于使用气动夹具，操作盒上除了有急停、启动按钮之外，还有多个夹具操作的按 钮开关。为防止作业程序的误启动，启动操作为双按钮双手启动。即用安装距离约400mm 的两个按钮串联使用，同时按下才有效。而且对按钮接通时间进行监视，若接通时间在数秒以上则停机报警，因为这可能是按钮有故障或配线短路，易引发误启动。

④工业机器人的示教以外的运行操作是在工作站控制柜的操作显示盘上进行。其中的 主电源开关和示教——运转选择开关需要插入钥匙才能转动。为防止因指示灯损坏而误显 示，在示教模式时可检验所有的指示灯。方法是有一个专用按钮，按下时指示灯全亮则为正 常。工作站控制柜的D板之上安装3层塔形指示灯，Z上层为红色，亮时表示停机(故障停 机时伴有反光镜旋转和声响);中层为黄色，表示手动或示教；Z下层为绿色，表示运行。

⑤使用带碰撞传感器的焊枪把持器；设定作业原点；设定软极限等。