工业机器人应用安全规范

工业机器人应用安全规范引言随着工业自动化的深度演进，工业机器人已成为现代智能制造体系中不可或缺的核心装备。它们在提升生产效率、改善劳动条件、保证产品质量等方面发挥着日益重要的作用。然而，机器人在赋予生产灵活性与高效性的同时，其高速运动、复杂动作及潜在的人机交互场景也带来了不容忽视的安全风险。为确保工业机器人在全生命周期内的安全应用，保护操作人员、维护人员及周边环境的安全，制定并严格遵守一套科学、系统的安全规范至关重要。本规范旨在提供工业机器人应用过程中的安全指导原则与具体要求，适用于机器人的选型、安装、调试、操作、维护、检修及系统集成等各个环节。一、风险评估与风险降低1.1风险评估的实施在工业机器人应用的初始阶段及任何重大变更（如工艺调整、机器人改造、工作区域变更）前，必须进行全面的风险评估。风险评估应由具备相关知识和经验的专业人员牵头，相关操作人员、维护人员及安全管理人员共同参与。评估过程应识别机器人系统在各种运行模式（如自动模式、手动模式、编程模式）及所有可预见的工况（如正常运行、故障停机、紧急停止、启动、关机）下可能存在的危险源。典型危险源包括但不限于：机器人的意外移动、夹持工具的误动作、部件的意外坠落、机械挤压与剪切、电气伤害、有害物质泄漏（如适用）、噪音、粉尘等。对于识别出的危险源，应从伤害发生的可能性和伤害的严重程度两个维度进行风险等级判定，并记录评估结果。1.2风险降低的策略风险降低应遵循“本质安全设计”优先的原则，按照以下层级顺序实施：1.本质安全措施：通过设计消除或减少危险源。例如，选择具有固有安全特性的机器人及辅助设备，优化机器人的运动路径以避开人员频繁活动区域，采用限制转速和力量的机器人型号等。2.安全防护措施：当本质安全措施无法完全消除风险时，应采取物理隔离或技术手段防止人员接触危险源。例如，设置安全围栏、安全光幕、安全联锁门、双手启动装置、激光扫描仪等。3.操作规程与培训：制定严格的安全操作规程，并对所有相关人员进行充分培训和考核，确保其理解风险并掌握正确的操作和应急处理方法。4.使用信息：通过警示标识、操作手册、培训材料等方式，向人员提供清晰的安全信息和指导。风险降低措施实施后，应对残余风险进行重新评估，直至风险降低至可接受水平。二、安全防护措施2.1物理防护装置物理防护是防止人员进入机器人自动运行时危险区域的主要手段。*安全围栏/防护栏：机器人工作区域应设置牢固的安全围栏或防护栏，其高度、强度应符合相关标准要求，防止人员攀爬或翻越。围栏门必须配备安全联锁装置，当门被打开时，机器人应立即停止危险运动或切换至安全模式。*安全光幕/激光扫描仪：在无法完全物理隔离或需要临时进入的区域边界，可使用安全光幕或激光扫描仪等非接触式防护装置。当光束被遮挡时，应立即触发机器人停止。此类装置的响应时间和保护范围需仔细选型和设置。*安全联锁装置：除围栏门外，其他可能导致人员进入危险区域的开口（如维护通道）也应设置安全联锁装置。*缓冲装置与吸能材料：在机器人可能与其他物体发生碰撞的部位，可考虑使用缓冲装置或吸能材料，以减轻碰撞后果。2.2机器人系统安全功能机器人及其控制系统应具备完善的安全功能：*紧急停止（急停）装置：机器人系统必须配备足够数量且位置合理的急停按钮。急停按钮应为红色蘑菇头式，具有自锁功能，按下后能切断机器人的动力源，使机器人立即停止所有危险运动。急停回路应采用安全继电器或类似的安全电路设计，确保高可靠性。*模式选择开关：机器人应配备模式选择开关，如自动模式、手动慢速模式（JOG模式）等。不同模式应对应不同的安全等级和权限控制，防止未经授权的模式切换。*使能装置：在手动模式下操作机器人时，必须使用带保持功能的使能装置（如使能按钮）。操作人员需持续按压使能按钮机器人才能运动，松手即停止，提供额外的安全保障。*位置与速度监控：机器人控制系统应能监控机器人的位置和速度，当超出设定的安全范围时，应触发保护。*工作空间限制：通过软件或硬件手段，限制机器人的运动范围在预设的安全工作空间内。2.3警示标识与信号机器人工作区域的入口处及危险点应设置清晰、醒目的警示标识。警示标识应包括：*“当心机器人”、“自动运行”、“危险区域，未经授权不得入内”等文字警示。*标准的安全图形符号，如注意安全、禁止入内、必须佩戴防护用品等。*紧急停止按钮的位置指示。机器人在启动、运行或发生故障时，宜有相应的声光报警信号，如警示灯闪烁、蜂鸣器鸣响，以提醒周围人员注意。三、安全操作规程与人员管理3.1人员资质与培训所有操作、编程、调试及维护工业机器人的人员必须经过严格的专业培训和安全培训，并经考核合格后方可上岗。培训内容应包括：*机器人系统的基本原理与结构。*相关的安全法规、标准及本规范要求。*所操作机器人的具体风险及控制措施。*安全防护装置的功能与使用方法。*急停装置的位置及操作方法。*安全操作规程（包括启动、停止、编程、日常点检等）。*个人防护装备（PPE）的正确选择与佩戴。*紧急情况的识别与应急处理程序（如人员被困、设备伤害、火灾等）。*事故报告流程。培训应定期进行复训和更新，确保人员知识和技能的持续有效。3.2操作安全规程*开机前检查：操作人员在启动机器人系统前，应检查工作区域是否有无关人员和障碍物，安全防护装置是否完好有效，机器人及周边设备是否处于正常状态，急停按钮是否复位。*作业中注意事项：*机器人自动运行时，严禁任何人员进入其安全防护区域。*严禁在机器人运行时对其进行维修、保养或清理工作。*严禁随意短接或屏蔽安全联锁装置。*操作人员应密切关注机器人运行状态，发现异常立即按下急停按钮并报告。*在手动模式下操作机器人时，必须确认周围环境安全，并由有资质人员进行，必要时应有监护人员。*停机后处理：工作结束或需要离开岗位时，应将机器人停靠在安全位置，关闭电源，并清理工作现场。3.3个人防护装备（PPE）根据风险评估结果，应为机器人相关作业人员配备并监督其正确佩戴合适的个人防护装备。常见的PPE包括：*安全帽：防止头部受到坠落物或碰撞伤害。*安全眼镜/护目镜：防止飞溅物伤害眼睛。*防护手套：根据作业内容选择，如防割、防挤压、防化学品等。*安全鞋：具有防砸、防滑功能。*听力保护装置：当机器人工作区域噪音超过限值时佩戴。*防护服：如防尘、防油污或防特定化学品的服装。四、机器人系统的调试、维护与检修安全4.1调试与编程安全机器人的调试、编程工作应在受控条件下进行，通常在手动模式下逐步完成。*调试区域应设置警示标识，限制无关人员进入。*调试人员必须熟悉机器人的编程系统和安全操作方法。*在进行示教编程时，应采用最低必要的速度。*对于新编制或修改后的程序，应先进行离线仿真（如条件允许），再进行单步或低速试运行，确认无误后方可正常运行。4.2维护与检修安全在对机器人系统进行维护、检修、故障排除或进行零件更换前，必须执行“上锁挂牌”（LOTO）程序，确保机器人系统的能源（电力、气压、液压等）被完全隔离并锁定，防止意外启动。*作业前，应由授权人员切断所有相关能源，并在能源开关处挂上“正在维修，禁止合闸”等警示牌，并使用个人锁具锁定。*确认能源已完全切断，机器人已停止所有运动，蓄能装置（如液压蓄能器、气动储气罐）已彻底卸压。*维护检修人员应使用合格的工具和设备，遵循制造商推荐的维护规程。*对于需要进入机器人工作区域进行的维护作业，必须有两人在场，一人操作，一人监护。*维护检修工作完成后，应移除所有工具和废弃物，确认安全防护装置已恢复原位并功能正常，方可按照规定程序解除LOTO，恢复能源供应，并进行试运行检查。4.3定期检查与测试应建立机器人系统的定期检查和测试制度，包括日常点检、定期（如每周、每月、每年）检查及专项安全功能测试（如急停回路测试、安全联锁装置测试、光幕功能测试等）。检查和测试结果应详细记录存档。对于发现的安全隐患或故障，必须立即停止相关机器人的使用，直至隐患排除或故障修复，并经重新评估确认安全后方可恢复运行。五、安全管理与持续改进5.1安全责任制企业应明确各级人员在工业机器人安全管理方面的职责，从管理层到一线操作人员，形成全员参与的安全管理体系。指定专人负责机器人安全的总体协调和监督工作。5.2事件报告与调查建立机器人相关安全事件（包括未遂事件、轻微伤害、严重伤害事故）的报告、调查和处理机制。对每一起事件，都应查明根本原因，采取纠正和预防措施，防止类似事件再次发生。事件调查结果和处理措施应作为安全培训的案例素材。5.3文档管理应妥善保存与机器人安全相关的文档，包括但不限于：机器人及相关设备的技术资料、安全手册、风险评估报告、安全操作规程、培训记录、检查测试记录、维护保养记录、事件调查报告等。这些文档应易于获取，并根据情况及时更新。5.4安全文化与持续改进企业应致力于培育良好的安全文化，鼓励员工积极参与安全管理，提出安全改进建议。通过定期的安全会议、培训、演练和安全审计，不断提升全员的安全意识和技能，持续改进机器人应用的安全水平。同时，应关注工业机器人安全技术的发展和相关标准的更新，适时对本规范及相关措施进行评审和修订。结论工业机器人应用安全是一项系统性工程，关乎人员生命健康、企业财产安全和生产运营的连续性。企业必