工业机器人安全规范GB11291-89

　　1主题内容及适用范围

　　本标准规定了设计、制造、安装、维护、使用工业机器人(以下简称机器人)及机器人系统的安全准则。

　　本标准适用于机器人及机器人系统。

　　2引用标准

　　GB 2893安全色

　　GB 2894安全标志

　　GB 4053.3固定式工业防护栏杆

　　GB 4064电气设备安全设计导则

　　GB 4776电气安全名词术语

　　GB 5083生产设备安全卫生设计总则

　　GB 6527.2安全色使用导则

　　3术语

　　3.1限位装置

　　用停止机器人全部运动来限定其工作范围的装置。

　　3.2限定工作范围

　　指由限位装置所限定的机器人工作空间。

　　3.3危险区域

　　人或障碍物进入其中会发生危险的机器人周围区域。其确定方法见附录A(补充件)。

　　3.4报警装置

　　一种发光或发声装置，用于警告潜在人身或其他不安全因素。

　　3.5现场安全传感装置

　　一种用来探测人或物体对现场侵优的安全装置(例如光帘、压敏地板垫、接近式探测器以及视觉安全系统等)。

　　3.6安全防护设备

　　具有安全防护功能的设备或装置(例如安全防护栏杆、紧急停机装置、防止越程装置、报警装置等)。

　　3.7安全防护措施

　　为实现安全防护所采取的手段、方法。

　　3.8用户

　　购买或租用机器人、对使用机器人直接负责的单位或部门。

　　4基本要求

　　4.1机器人的安全防护，应包括其自身的安全防护功能和使用、管理中的安全防护措施两方面。

　　4.2在机器人的工作区，要设置阻止人进入危险区域的安全防护栏杆，且当人误入危险区域时，机器应具有报警、停机功能。

　　因示教、检修、故障处理等不得不进入危险区域时，应采取相应的安全防护措施。

　　4.3与安全防护有关的全部设备及措施，必须通过验证以确保安全可靠。

　　4.4在机器人系统应用过程中，发现新的危险因素时，应及时采取相应的安全措施。

　　5安全设计

　　安全设计应符合GB 5083及GB 4064的有关要求。

　　5.1基本要求

　　5.1.1为防止机器人误动作产生的危险性，应具有异常状态检测、显示、报警、紧急停机等安全防护功能。

　　5.1.2为防止其他人员误入危险区，应具有异常检测、显示、报警、紧急停机等安全防护功能。

　　5.1.3附属设备发生故障时，应具有异常检测、显示、报警、紧急停机等安全防护功能。

　　5.1.4由于机器人系统的故障而停机时，应具有显示、通知外部的功能。

　　5.1.5为确保在危险区进行示教作业的安全性，机器人应具有安全动作速度的功能，机器人慢速运动的最大值不超过0.25m/s。

　　5.1.6在特殊环境中使用的机器人，应具有适应环境的安全防护功能。

　　5.1.7控制装置面板上各操作键应设动作方向标记，与操作机各轴动作方向标记相一致。

　　5.1.8控制装置与操作机上要有醒目的安全标志。

　　5.1.9机器人系统、动力装置等都要分别设置可靠的接地端子。

　　5.2动力源

　　5.2.1动力切断装置(开关、离合器、液压及气压控制阀等)应与其他装置分开，单独设置。

　　5.2.2动力切断装置受振动等影响时，不应产生松动、自动闭合或断开。

　　5.2.3电压、液压、气压等发生异常变化或因周围的电磁干扰出现异常时，为防止危险发生，应具有检测、报警、显示及紧急停机等安全防护装置。

　　5.2.4用液压、气压等驱动的机器人，应设置易于安全释放驱动器内残压的卸荷机构。

　　5.3紧急停机功能

　　5.3.1每台机器人都应具有紧急停机功能。一旦发出紧急停机指令，机器人的运动应立即停止。

　　5.3.2机器人控制装置应设置紧急停机按钮开关。

　　5.3.3紧急停机按钮开关采用红色，其形状应有别于一般开关。除手持式控制板外，紧急停机按钮开关一般应采用蘑菇头形。

　　5.3.4紧急停机装置应设置在易于操作的部位。

　　5.3.5在紧急停机装置的回路内，应采取可靠性措施。

　　5.3.6紧急停机后，不应自动复位；恢复机器人工作，应按规定程序重新启动。

　　5.4控制装置

　　5.4.1基本要求

　　5.4.1.1操作板上按钮、旋钮等的功能或作用的标志要醒目。

　　5.4.1.2紧急停机按钮开关应设置在操作板上易于操作的部位。

　　5.4.1.3在备有两个以上操作板的场合，应在每个操作板上设置紧急停机按钮开关。

　　5.4.1.4通过选择开关来设定机器人的示教方式时，能自动设定机器人的安全动作速度。

　　5.4.1.5启动开关应具有预防无意识启动的结构。

　　5.4.1.6在操作面板上应设置正常工作指示灯和故障指示灯。

　　5.4.2固定式操作板

　　固定式操作板应符合下列要求：

　　a. 在固定式操作板上设置的状态选择开关，除手动外，应不能用其他方式选择或       变更状态；

　　b. 在固定式操作板上设置带保护装置的启动天关，以免无意识启动机器人。

　　5.4.3手持式操作板

　　手持式操作板应符合下列要求：

　　a. 在手持式操作板上进行操作时，除紧急停机开关时，固定式操作板上相应的控       制功能应中断；

　　b. 在手持式操作板上设置的示教按钮开关，应具有松开自动停机的功能；

　　c. 连接手持式操作板的电缆，应具有可靠的绝缘性、耐磨性和强度。

　　5.4.4输入输出端子

　　为实现安全防护功能，在机器人及其附属设备的控制装置上，要设置紧急停机的信号输入及输出端子。输入、输出端子要有符号标记。

　　5.4.5防干扰

　　控制装置的电子线路应采取抗电磁干扰的措施，以防外界及电网的电磁干扰使机器人产生误动作。

　　5.5操作机

　　5.5.1防止越程的功能

　　机器人运动关节的始、终点应设有机械式限位装置，能使在额定负载或最大速度下运动的机器人停机，具有防越程功能。

　　5.5.2吊环和吊钩

　　5.5.2.1为能进行安全搬动，机器人上应装有吊环、吊钩，其安装位置要考虑机器人的构造、重心，以免发生异常倾斜，造成损伤。

　　5.5.2.2为防止运输过程中振动、倾斜等引起的自然运动，应设有牢靠固定活动部分的装置。

　　5.5.3夹持器

　　夹持器应符合下列要求：

　　a. 除去作业必要的部分外，不能有锯齿状或锐利的边缘、突起等危险部分；

　　b. 即使在紧急停机情况下，夹持器也能牢固夹紧被夹持物。

　　5.5.4电动机器人每个轴上均应设有可靠的制动装置。

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　　6使用时的安全防护

　　6.1基本要求

　　6.1.1根据机器人的使用条件明确危险区域，同时设置安全防护栏杆及显示机器人工作状态的装置，防止其他人员进入危险区域。

　　6.1.2固定式操作板不可设置在危险区域内。当危险区域有操作人员时，不允许在自动状态下操作。

　　6.1.3用户应对每一项与机器人系统有关的操作建立安全防护措施，并制订安全操作规程。

　　6.1.4应确定限定工作范围并给出显著标志。

　　6.2安全防护栏杆

　　6.2.1安全防护栏杆应具有足够的强度，且不易移动、撤除和跨越。

　　6.2.2安全防护栏杆表面应光滑，不得有锯齿状或锐利的边缘、突起等危险部分。

　　6.2.3安全防护栏杆如设栅门，在栅门打开时，机器人应紧急停机。

　　6.2.4在安全防护栏杆近旁应定位设置警告牌，以防人误入危险区域。警告牌的设置见GB 2894中2.2条规定。

　　6.3平台

　　为便于操作维修需设平台时，应符合下列要求：

　　a. 平台应具有足够的面积和强度；

　　b. 平台的周围应设栏杆或挡板。

　　6.4照明

　　为保证操作人员的作业和安全，除应对作业现场整体照明外，必要时应进行局部照明。照度见GB 5083中2.8的规定。

　　6.5操作人员的安全防护

　　6.5.1操作人员应经过培训，取得安全操作的资格，并具有判断和处理事故的能力。

　　6.2.2操作人员应配备相应的防护用品。

　　6.6示教人员的安全防护

　　6.6.1示教人员应熟悉示教程序和机器人安全操作规程。

　　6.6.2在示教机器人之前，示教人员应目视检查机器人及操作的工作范围，以肯定不存在引起事故的条件。手持式控制板须经功能试验才能用于操作。

　　6.6.3在示教时，只有示教人员才允许进入限定工作范围。

　　6.6.4在进入限定工作范围之前，示教人员应佩戴防护用品，并肯定所有必要的防护设备都在位且功能正常。

　　6.6.5当选定示教方式后：

　　a. 在限定工作范围内的示教人员，应单独控制机器人系统；

　　b. 机器人不响应任何其他导致运动的信号；

　　c. 在限定工作范围内，其他设备的运动也应置于示教人员的单独控制之下；

　　d. 机器人系统所有的紧急停机装置，应保持良好的功能。

　　6.6.6在启动自动操作方式之前，示教人员应离开限定工作范围。

　　6.7维修人员的安全防护

　　6.7.1机器人及机器人系统的维修人员应经过安全操作的培训。

　　6.7.2应预防机器人偶然的误动作对维修人员的伤害。

　　6.7.2.1在给机器人通电、进入工作范围执行维修任务之前，应完成下列工作；

　　a. 先目检机器人系统是否存在导致误动作的因素；

　　b. 对控制装置应进行功能试验，以保证其正常操作。

　　6.7.2.2当接通电源工作时，在限定工作范围内执行维修任务的人员，应规定专人控制机器人及机器人系统。

　　7安装的安全要求

　　制造厂家在安装使用说明书中应提出下列各项安装的安全要求：

　　7.1机器人安装应有足够的空间，场地要平整，地基要结实、无油污，防止人员滑跌。

　　7.2液压、气压及电压的许可变动范围。

　　7.3安全装置的种类、性能、设置方法以及设置时有关安全的注意事项。

　　7.4搬运的方法以及搬动时有关安全的注意事项。

　　7.5自动运行时(包括启动时及故障发生时)有关安全的注意事项。

　　7.6检查、维修、调整、清扫及加油时的作业方法和有关安全注意事项。

　　7.7常规检查、抽检及定期检查的项目、方法、判断依据及实施时间。

　　7.8机器人系统的安装应尽量减少对建筑物、公用设施、其他机器及设备的干扰，并考虑到特殊环境(如易燃物、腐蚀、潮湿、灰尘、温度、电磁干扰等)下，保护机器人能正常工作。

　　7.9机器人系统应可靠接地，接地电阻应小于1Ω。

　　8试运转

　　8.1当安全防护装置不在规定位置而需要进行试运转时，应采取可靠的临时的防护措施。

　　8.2在试运转期间，如无防护装置及措施，人不能进入限定工作范围。

　　8.3最初启动过程应至少包括的内容。

　　8.3.1通电前应检查下列内容：

　　a. 机械安装及其稳定性；

　　b. 电路连接；

　　c. 通信连接；

　　d. 外围设备和系统；

　　e. 限定工作范围的限位装置。

　　8.3.2通电后要证实下列内容：

　　a. 每个轴都运动，且符合设计要求；

　　b. 紧急停机装置功能正常；

　　c. 电源切断功能正常；

　　d. 程序执行符合要求；

　　e. 互锁功能正常；

　　f. 安全防护功能正常；

　　g. 在慢速下机器人能正常运行，并具有作业能力；

　　h. 在自动状态下，机器人能按工作速度正常运行操作。

　　8.4在控制装置的硬件或系统软件更改、机器人关键部件维修之后，通电前应检查硬件系统和机器人的功能。

　　9培训

　　用户须保证：

　　a. 对编程、示教、操作、维修人员进行培训，培训包括学习本标准及所用机器人       的安全防护规程；

　　b. 安装和使用特殊用途的机器人，要进行专门的培训。

　　附录A

危险区域的确定方法

　　(补充件)

　　A1危险区域由限定工作范围及周围隔离带构成。限定工作范围见本标准3.2条。隔离带的宽度为1--1.5m，见图A1。

　　附加说明：

　　本标准由北京机械工业自动化研究所归口。

　　本标准由北京机械工业自动化研究所和航空航天工业部811厂负责起草。

　　本标准参照采用日本国家标准JIS B 8433--86《工业机器人安全法则》。