机器人操作安全技术指南

机器人操作安全技术指南前言随着工业机器人、协作机器人（Cobot）及服务机器人在制造业、医疗、物流等领域的广泛应用，机器人操作安全已成为保障人员生命安全、设备财产安全及生产连续性的核心议题。本指南依据ISO____《工业机器人安全要求》《GB/T____《工业机器人性能规范及其试验方法》《ISO/TS____《协作机器人安全要求》等国际/国家标准，结合实际操作场景，从风险评估、操作规范、维护管理、应急处理等维度，提供系统化的安全技术指导，适用于机器人操作员、维护人员、安全管理人员及研发人员。一、安全基础：风险评估与标准遵循机器人操作安全的前提是识别风险并采取针对性控制措施。需通过风险评估明确机器人系统（包括机械结构、电气系统、控制系统、周边环境）的潜在危险，如机械伤害（碰撞、挤压）、电气伤害（触电、电弧）、热伤害（高温部件）、辐射伤害（激光/传感器）及程序误动作等。1.1风险评估流程（1）范围界定：明确评估对象（如单台机器人、机器人工作站、协作场景）及边界（包括周边设备、操作人员活动区域）。（2）危险识别：采用“头脑风暴法”“故障模式与影响分析（FMEA）”等工具，识别以下场景的危险：机器人正常运行（如搬运、焊接）；异常状态（如程序错误、传感器失效、动力中断）；维护/检修（如断电不彻底、误触启动）；人机协作（如人类与机器人近距离接触）。（3）风险分析：评估危险发生的可能性（如频繁操作导致的疲劳误判）及严重程度（如挤压导致的重伤），可采用风险矩阵法（如ISO____的风险等级划分）。（4）风险控制：遵循“消除-替代-工程控制-管理控制-个人防护”的优先级，制定控制措施（如用协作机器人替代传统机器人以减少隔离需求；安装安全围栏防止人员进入危险区域）。1.2核心标准遵循标准编号适用场景关键要求ISO____/-2工业机器人急停系统有效性、防护装置要求、操作人员培训ISO/TS____协作机器人力/扭矩限制、速度监控、碰撞检测、人机接触时的安全停止GB/T____服务机器人电磁兼容性、机械安全、人机交互安全（如避免夹伤儿童）ISO____机械安全控制系统安全功能的性能等级（PL）要求（如急停系统需达到PLe）二、操作前准备：“三确认”原则操作前需完成设备状态确认、人员资质确认、环境安全确认，杜绝“带隐患启动”。2.1设备状态确认（1）电气系统检查：确认电源电压稳定（偏差不超过±10%），电缆无破损、老化；急停按钮（红色蘑菇头，带自锁）功能正常（按下后机器人立即停止所有运动，且需手动复位）；安全传感器（如光栅、激光扫描仪、碰撞传感器）无遮挡、无损坏，信号反馈正常。（2）机械系统检查：机器人本体（手臂、关节）无裂纹、变形，紧固件（螺栓、螺母）无松动；末端执行器（夹具、焊枪）安装牢固，抓取力/扭矩符合要求（如气动夹具需检查气压）；润滑系统（如关节减速器）油位正常，无泄漏。（3）控制系统检查：操作面板（示教器、触摸屏）显示正常，无报错信息（如“伺服故障”“传感器异常”）；程序版本正确（需与当前任务匹配，避免使用未经验证的程序）；安全参数设置无误（如机器人运动速度限制、工作区域边界）。2.2人员资质确认（1）操作员需通过机器人操作培训（涵盖理论知识与实操考核），取得相应资质证书；（2）协作机器人操作员需额外掌握人机交互安全规则（如避免突然接触机器人运动部件）；（3）临时替代人员需经现场负责人评估，确认其具备操作能力。2.3环境安全确认（1）区域隔离：传统工业机器人需设置安全围栏（高度不低于1.2米，围栏门需与机器人联锁——开门即停止运动）；协作机器人工作区域需标注警示线（如黄色油漆），提醒人员保持安全距离。（2）障碍物清理：机器人运动路径及周边1米范围内无杂物（如工具、原材料、半成品），避免碰撞。（3）环境条件：温度（0-40℃）、湿度（≤80%RH，无冷凝）符合机器人使用要求；照明充足（≥300lux），避免因视线不佳导致误操作。三、运行中的安全管理：“四严禁”与“三监控”3.1操作规范：“四严禁”（1）严禁违规进入危险区域：传统机器人运行时，禁止人员进入安全围栏内；协作机器人运行时，禁止人员未经允许接触其运动部件。（2）严禁随意修改程序：如需调整程序，需由编程人员通过示教器或离线编程软件完成，并经程序验证（在机器人空载状态下测试运动轨迹、速度、力值）。（3）严禁遮挡安全装置：不得遮挡光栅、激光扫描仪等安全传感器，不得拆除急停按钮或安全围栏。（4）严禁疲劳/违规操作：操作员连续工作1小时需休息10分钟；禁止饮酒、服用镇静类药物后操作机器人。3.2运行监控：“三监控”（1）实时状态监控：通过控制系统界面监控机器人的运动速度、关节扭矩、电源电流等参数，若出现异常（如扭矩突然增大、电流超过阈值），立即停止运行并排查原因。（2）周边环境监控：关注机器人周边人员活动（如其他操作员、搬运工），若发现人员靠近危险区域，立即触发急停。（3）任务匹配监控：确认机器人当前执行的任务与程序一致（如搬运重量不超过额定负载，焊接参数符合工艺要求），避免超载或误操作。四、维护与检修安全：“LOTO”与“PPE”维护与检修是机器人事故的高发环节（据统计，约30%的机器人伤害事故发生在维护过程中），需严格遵循锁定/挂牌（LOTO,Lockout/Tagout）流程及个人防护装备（PPE）要求。4.1维护前准备（1）停机断电：关闭机器人主电源（断路器），并在电源开关上挂“禁止合闸”警示牌（由维护人员亲自挂设，他人不得移除）；（2）释放能量：对于气动/液压系统，需释放压缩空气或液压油（通过排气阀/放油阀）；对于弹簧等储能部件，需采取固定措施（如用支架支撑）；（3）工具准备：使用专用工具（如机器人制造商提供的扳手、螺丝刀），禁止使用破损或不符合规格的工具。4.2维护中的安全要求（1）PPE佩戴：头部：佩戴安全帽（防止高空坠物或碰撞）；手部：佩戴防割手套（避免被尖锐部件划伤）；眼部：佩戴护目镜（防止润滑油、金属碎屑飞溅）；足部：佩戴安全鞋（防砸、防滑）。（2）双人作业：复杂维护任务（如拆解关节减速器）需由2人配合，1人操作，1人监控安全状态。（3）禁止带电作业：除非必须（如测试电气系统），否则严禁在通电状态下进行维护；带电作业需由持证电工完成，并采取绝缘措施（如使用绝缘手套、绝缘垫）。4.3维护后验证（1）恢复设备：重新安装所有部件（如盖板、传感器），紧固紧固件；（2）功能测试：通电后测试机器人的运动精度（如重复定位误差）、安全功能（如急停、碰撞检测）；（3）清理现场：移除警示牌，清理工具、杂物，恢复安全围栏。五、应急处理：“快速响应+规范处置”5.1常见事故类型及处理流程事故类型处理流程人员受伤（如挤压、划伤）1.立即按下急停按钮，切断电源；

2.疏散周边人员，避免二次伤害；

3.检查受伤情况（如出血、骨折），采取现场急救（如止血、固定）；

4.拨打急救电话，送医治疗；

5.保护事故现场，记录机器人状态（如程序、传感器数据）。机器人误动作（如突然启动）1.按下急停，切断电源；

2.检查程序是否被篡改、传感器是否失效；

3.重新验证程序，修复传感器；

4.对操作员进行培训，避免类似情况。设备故障（如伺服电机烧毁）1.停止运行，切断电源；

2.记录故障现象（如报警代码、异常声音）；

3.联系机器人制造商或授权维修人员；

4.禁止自行拆解故障部件（如电机、控制器）。5.2应急装备要求（1）现场需配备急救箱（含止血带、消毒棉、创可贴、骨折固定夹板）；（2）机器人工作站附近需设置紧急报警按钮（与企业安保系统联动）；（3）协作机器人场景需配备手动急停装置（如拉绳开关），方便人员快速停止机器人。六、安全培训与管理体系：“持续改进”6.1培训要求（1）新员工培训：涵盖机器人基础知识、安全操作规程、应急处理流程，培训时间不少于24小时，考核合格后方可上岗；（2）定期复训：每年至少开展1次安全培训，内容包括最新标准、事故案例分析、新增设备操作；（3）专项培训：针对协作机器人、高危任务（如焊接、搬运重型工件），开展专项安全培训。6.2管理体系（1）安全责任制：明确企业负责人、安全管理人员、操作员、维护人员的安全职责（如企业负责人负责安全投入，操作员负责遵守操作规程）；（2）安全检查：每周开展1次日常检查（检查安全装置、操作规范），每月开展1次全面检查（检查机器人性能、维护记录）；（3）事故调查与改进：对每起事故进行“四不放过”调查（原因未查清不放过、责任未落实不放过、措施未到位不放过、教育未覆盖不放过），并更新安全指南。结语机器人操作安全是一项系统性工程，需结合技术措施（如安全传感器、防护装置）、管理措施（如培训、检查）及人员意识（如遵守规程、风险识别）三者协同。随着机器人技术的不断发展（如人工智能、自主移动机器人），安全要求也将持续升级，企业需建立动态安全管理机制，定期评估风险、更