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机器人系统的安全防护和设计规范实施细则指南

1.机器人系统的设计

1.1概要和用途

在设计和布置机器人系统时，为使操作员、编程员和维修人员能得到恰当地

安全防护，应按照机器人制造厂的规范进行（目前）。为确保机器人及其系统与

预期的运行状态相一致，则应评价分析所有的环境条件，包括爆炸性混合物、腐

蚀情况、湿度、污染、湿度、电磁干扰（EMI）和振动等是否符合要求，否则应

采取相应的措施。

机器人系统的设计还应遵循其他相关设计规范。他可能还包括机械设计、电

气设计、系统连接、调试以及机器人程序等相关的设计要求。

本规范实施细则指南仅适用所有机器人系统的安全防护和设计，不包括机器

人系统的所有其他设计内容。他是机器人系统设计必不可少的重要组成部分。

1.2安全防护空间

安全防护空间是由机器人外围的安全防护装置（如安全栅栏、安全栏杆或安

全光栅等）所组成的空间。安全防护空间是机器人系统安全防护设计的重要要素

之一。确定安全防护空间的大小是通过风险评价来确定超出机器人限定空间而需

要增加的空间，一般应考虑当机器人在作业过程中，所有人员身体的各部分应不

能接触到机器人运动部件和末端执行器或工件的运动范围（参见GB11291-1997

中的图1）。机器人系统防护空间不仅要大于机器人运动部件和末端执行器或工件

的运动范围所需的空间，还应包括除机器人以外的其它相配套的运动部件（如机

械手、传送传动机构等）中需要安全防护要求的周边系统部件。

1.3机器人系统的布局

a)控制装置的机柜宜安装在安全防护空间外。这可使操作人员在安全防护空

间外进行操作、启动机器人运动完成工作任务，并且在此位置上操作人员

应具有开阔的视野，能观察到机器人运行情况及是否有其他人员处于安全

防护空间内。

若控制装置被安装在安全防护空间内时，则其位置和固定方式能满足

在安全防护空间内各类人员安全性的要求（GB11291-1997的7.6和第8章

的要求）：（一）安全防护装置的复位。联锁门或现场传感装置区的恢复，

其本身不应重新擗动自动操作。重新启动机器人系统应在安全防护空间外

谨慎操作。重新启动装置应安装在安全防护空间内不能触及处，且能看碟

到安全防护空间。（二）示教编程、程序验证、自动操作、故障查找和维护

时的安全要求。与机器人系统（特别是与人员）有关的每一步，除使用示

教盒或使能装置外，用户还应确保提供使用和维护的安全防护措施。

用户应确保示教盒与机器人控制器的可靠连接。

b)机器人系统的布置应避免机器人运动部件和与机器人作业无关的周围固定

物体和设备（如建筑结构件、共用设施等）之间的挤压和碰撞，应保持有

足够的安全距离，一般最少为0.5m。但那些与机器人完成作业任务相关的

设备和装置（如物料传送装置、工作台、相关机床等）则不受约束。

c)当要求由机器人系统布局来限定机器人各轴的运动范围时，应按

GBT20867-2007中的5.2.1的要求来设计限定装置，并在使用时进行器件位

置的正确调整和可靠固定。

机器人运动范围是机器人的一项性能指标，我们在选用机器人时应充

分考虑，合理选择，根据机器人运动围范限止的具体方式，采取相应的安

全预防措施，确定相应的安全距离。

d)在设计末端执行器时，应使其当动力源（电气、液压、气动、真空等）发

生变化或动力消失时，负载不会松脱落下或发生危险（如飞出）；同时，在

机器人运动时由负载和末端执行器所生成的静力和动力及力矩应不超出机

器人的负载能力。根据不同机器人生产厂家负载能力的校核都有所不同。

应要求厂家必须提供，并必须进行校核。只有校核合格的末端执行器才能

允许设计输出。

川崎机器人力矩校验方法见附件。

e)机器人系统的布置应考虑操作人员进行手动作业时（如零件的上、下料）

的安全防护。可通过传送装置、移动工作台、旋转式工作台、滑道推杆、

气动和液动传送机构等过渡装置来实现，使手动上下料的操作人员置身于

安全防护空间之外。但这些自动移出或送进的装置不应产生新的危险。

1.4动力断开

a)提供给机器人系统及外围设备的动力源应满足由制造商的规范以及本地区

的或国家的电气构成规范要求，并按标准提出的要求进行接地。