机器人工作站安全规范
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机器人安全规范专业:总装编号:层级一:通用层级二:环境与安全层级三:安全规范1适用范围本标准规定了工业机器人安全标准的实施步骤和细则,为发动机总装生产线机器人或与机器人相关的设备提供环境和安全方面的设计方案以及指导方针。
2引用标准GB 11291.1-2011 工业环境用机器人安全要求第1 部分:机器人GB 5226. 1-2008 机械电气安全机械电气设备第1 部分:通用技术条件。
GB/T 15706. 1-2007 机械安全基本概念与设计通则第1 部分:基本术语和方法GB/T 15706.2-2007 机械安全基本概念与设计通则第2 部分:技术原则。
GB/T 16855. 1-2008 机械安全控制系统有关安全部件第I 部分:设计通则。
GB/T 20867-2007 工业机器人安全实施规范GB/T 12643-1997 工业机器人词汇3术语和定义3.1致动控制 actuating control3.1.1控制装置中的机构3.1.2启动一个锁定(或解锁)程序的装置。
3.2自动方式 automatic mode3.2.1机器人按预定的程序执行其任务程序的状态。
(见GB/T 12643-1997,定义6.3.8.1)3.3自动操作 automatic operation3.3.1机器人按预定的程序执行其任务程序的状态。
(见GB/T 12643-1997,定义6.5)3.4协同操作 collaborative operation3.4.1专门设计的机器人在规定的工作空间内直接与人一同工作的状态。
3.5协同工作空间 collaborative workspace3.5.1在机器人工作单元的安全防护空间内的工作空间中,机器人与人在生产活动中可同时完成任务。
3.6协调运动3.6.1控制机器人各轴同时到达各自终点的平滑运动,或控制各轴的运动使工具中心点(TCP)按指定的(直线、圆或者其他)路径运动。
3.7循环 cycle3.7.1执行一次任务程序。
(见GB/T 12643-1997,定义7.22)3.8驱动源 driver power3.8.1能源或机器人驱动器的动力源。
3.9末端执行器 end effector3.9.1为使机器人完成其任务而专门设计并安装在机械接口处的装置。
(见GB/T 12643-1997,定义4.11)3.10能源 energy source3.10.1任何电、机械、液压、气动、化学、热、势能、动能或者其他形式的动力源。
3.11危险运动 hazardous motion3.11.1任何可能导致人员伤害的运动。
3.12限位装置 limiting device3.12.1通过停止或导致停止机器人的所有运动来限制(机器人)最大工作空间的装置,并且该装置与控制程序及任务无关。
3.13本地控制 local control3.13.1在系统中,仅使用机器自身的控制面板或示教盒对系统或部分系统进行操作的状态。
3.14手动方式 manual mode3.14.1能使位置数据点生成、储存及再现的控制方式。
(见GB/T 12643-1997,定义6.3.8.2)3.15示教盒 pendant, teach pendant3.15.1能用它对机器人进行编程或使机器人运动,并与控制系统相连的手持式单元。
〔见GB/T 12643-1997,定义6.8〕3.16保护性停止 protective stop3.16.1为了安全而允许运动有序终止并保持程序逻辑以便重新启动的一种操作中断形式。
3.17机器人,工业机器人 robot,industrial robot3.17.1某操作机是自动控制的、可重复编程、多用途,并可对三个和三个以上轴进行编程。
它可以是固定式或移动式,在工业自动化中使用。
3.18机器人致动器 robot actuator3.18.1转化电、液或气能以引致运动的动力机构。
3.19机器人系统,工业机器人系统 robot system,industrial robot system3.19.1系统包括:机器人、末端执行器、为使机器人完成任务所需的全部设备装置或传感器。
(见GB/T 12643-1997,定义3.14)3.20联动 simultaneous motion3.20.1在单个控制站的控制下,两台或多台机器人同时运动。
他们可以用共有的数学关系实现协调成同步。
3.21单点控制 single point of control3.21.1使机器人运动只能由一个控制源启动且不能被另一启动源撤销的操作机器人的能力。
3.22空间space3.22.1机器人所有部件通过其轴线运动掠过的三维空间。
3.22.2最大空间maximum space3.22.2.1由制造厂所定义的机器人活动部件所能掠过的空间,加上由末端执行器和工件运动时所能掠过的空间。
(见GB/T 12643-1997 ,定义5.8.1)3.22.3限定空间restricted space3.22.3.1由限位装置限制的最大空间中的一部分。
当机器人系统出现任何可预见的故障时,将不会超出预定的界限。
(见GB/T 12643-1997,定义5.8.2)3.22.4操作空间operating space , operational space3.22.4.1当实施所有由任务程序指令的运动时,实际用到的那部分限定空间。
(见GB/T 12643-1997 ,定义5.8.3)3.22.5安全空间safeguarded space3.22.5.1由周边安全防护装置确定的空间。
3.23示教员teacher3.23.1为机器人编制完成任务所需的特定指令集的人员。
4危险识别及风险评估4.1应该进行危险分析,以便确定可能出现的任何其他危险。
见(GB 11291.1-2011 4危险识别及风险评估)4.2对在危险识射中确定的危险,应该进行风险评估。
这种风险评估应该对下列情况给予特别关注:4.2.1机器人的例行操作,包括示教、维护、设置和清洁;4.2.2意外启动;4.2.3人员进入的所有通道;4.2.4可合理预见的机器人误用;4.2.5控制系统故障的影响;4.2.6与特定机器人应用有关的危险。
4.3应通过设计或替代,然后再用安全防护和其他补救措施,消除或减少风险。
任何遗留的风险应该采用其他措施(如:警告、标记、培训)来减小。
5设计要求及保护措施5.1通则5.1.1应根据GB/T 15706.1-2007中有关危险的原则来设计机器人。
5.2通用要求5.2.1应使用固定或移动的防护装置来预防电机轴、齿轮、传动带或链等部件造成的危险。
移动的防护装置与危险运动应互锁,使危险运动在危害发生前停止。
5.2.2重新启动电源,不应导致任何运动,且动力的损失和变化不会造成危险。
5.2.3机器人部件的设计、制造、保护或装箱应确保因损坏或松动或释放储能造成的危险最小。
5.2.4应制造及安装防护意外操作的致动控制装置。
5.2.5致动控制装置的状态应给与明确的标示和指示。
5.2.6机器人控制系统的设计和制造应使在本机示教盒或其他示教装置控制下的机器人不能被任何别的控制源启动其运动或改变本机控制方式。
5.3机器人停止功能5.3.1每台机器人都应有保护性停止功能和独立的急停功能,(见GB 11291.1-2011 5.5 机器人停止功能)5.4操作方式5.4.1应采用安全的方法选择操作方式,该方法只能使选定的操作方式起作用。
(见GB 11291.1-2011 5.7操作方式)5.5示教控制5.5.1机器人,手臂工装末端,以及其他教导机器人所需的机器移动装置都只能由机器人示教装置启动。
此时,应将操作屏HMI控制关闭。
5.5.2机器人示教装置应有一个屏幕,屏幕上的按钮仅用于启动示教指定的机器人的移动。
5.5.3只有持有机器人示教装置的工作人员才可以进入工位空间。
当出现协调操作的情况时,示教/培训机器人所需的第二位持有“带电手动开关”的工作人员也可进入工位空间。
5.5.4机器人及安全门要求5.5.4.1应从HMI安全门屏幕上发出进出门的要求。
必须打开机器人示教模式,门锁才能打开。
5.5.4.2任何时候,当安全门打开时,所有输出装置的供电应立即断开,所有移动装置应立即停止,同时将排出压力空气。
5.5.4.3机器人以及手臂工装末端应由自动工位面板供电。
5.5.4.4只能开启手臂工装末端以及用于示教所选机器人的其他移动装置的电源。
5.5.4.5在对机器人进行教导时,任何人员不得从非指定用于教导机器人的其他门进入。
门开关应保持锁闭状态,且,当有人使用万能钥匙将安全门打开时,对所有移动输出设备的供电都应立即断开。
5.6速度、位置监控5.6.1机器人和操作员之间应保持距离。
该距离应符合ISO 13855 的要求。
保持该距离失败时,机器人应保护性停止。
5.6.2机器人应在不超过250 mm/s 的降速速度下操作,而其位置应被监控。
5.7设计对动力及作用力的限制(由5.7.1机器人应设计成保证法兰或TCP 处的最大动态功率为80 W 或最大静态力为150 N。
风险评估确定)5.8空间位置保护5.8.1应提供用限位装置在机器人周围建立限定空间的措施。
应提供安装可调机械挡块的措施,以便限制机器人主轴(具有最大位移的轴)的运动。
5.8.2动态限位装置应能在额定负载速度下停止机器人运动。
5.8.3应设置安全空间。
5.8.4在机器人的最大空间应采取必要的措施。
5.9无驱动源运动5.9.1设计机器人时应使各轴能在紧急或异常情况下无需驱动源就能运动。
5.10其他:见GB 11291.1-2011 5设计要求及保护措施。
6设计要求及保护措施6.1本文件中提到的安全功能示例并不完整,也并不代表具体的解决方案,它们仅作为典型应用的示例出现在本文件中。
安全相关人员有责任确保所描述的产品得到正确的使用。
这些安全功能示例并不会免除安全相关人员在安全、专业地使用、安装、操作以及维护机械装置方面的责任。