由于使用高速、重負(fù)載和鋒利的工具，工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)行通常會(huì)存在風(fēng)險(xiǎn)。確保這些機(jī)器人附近的人類操作員的安全至關(guān)重要。IEC 61496 是規(guī)范電敏防護(hù)設(shè)備 (ESPE) 設(shè)計(jì)和應(yīng)用的國際標(biāo)準(zhǔn)，為使用安全傳感器等器件實(shí)施的安全措施提供框架。

雷達(dá)傳感器非常適合檢測是否進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，提供可調(diào)的保護(hù)區(qū)。雷達(dá)傳感器的放置位置應(yīng)覆蓋機(jī)器人的工作區(qū)域，確保監(jiān)控到所有潛在的入口點(diǎn)?？梢远x不同的區(qū)域，如 圖 3-5 所示。

如果有人進(jìn)入黃色警告區(qū)，系統(tǒng)會(huì)降低機(jī)器人的速度，在發(fā)出警告的同時(shí)使機(jī)器人能夠繼續(xù)運(yùn)行。在指定的安全時(shí)間內(nèi)，如果有人闖入紅色危險(xiǎn)區(qū)，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)機(jī)器人緊急停止，以防止造成傷害。

安全評估是設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的關(guān)鍵步驟，尤其是在人類工人與機(jī)器人近距離接觸的無防護(hù)環(huán)境中。下面是一個(gè)高度簡化的安全評估和計(jì)算示例。對于此特定示例，考慮工業(yè)機(jī)器人的情況，并根據(jù)典型機(jī)械臂、速度、停止時(shí)間與典型人類工人的速度進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，為考慮的安全時(shí)間提供背景信息。

關(guān)鍵定義

• 停止區(qū)：

  機(jī)械臂達(dá)到其運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)距離時(shí)，機(jī)器人可能撞到人類的區(qū)域。

  UR10 機(jī)械臂伸展距離：1.0m

  -> 停止區(qū)：1.0m

• 減速區(qū)：

  機(jī)器人必須減速的區(qū)域，防止以最大速度移動(dòng)的人類在機(jī)器人停止期間進(jìn)入停止區(qū)域。

  最大人類速度：3.6m/s (13km/h)

  最壞情況下的停止時(shí)間：1,250ms（1.25 秒）

  減速區(qū)必須大于 3.6m/s * 1,250ms + 1m = 5.5m

  -> 目標(biāo)減速區(qū)：6.0m（向上取整以留有余量）。

• 安全時(shí)間計(jì)算

  安全時(shí)間是考慮系統(tǒng)反應(yīng)延遲所需的余量。

  安全時(shí)間約等于（目標(biāo)減速區(qū)域 - 最小減速區(qū)域）/最大人類速度

  0.5m/3.6m/s = 138.9ms

  為了提供額外的安全余量，安全時(shí)間向上取整為 100ms，這看起來是一個(gè)切合實(shí)際的值。

  這一簡化的安全評估強(qiáng)調(diào)了在定義關(guān)鍵安全參數(shù)時(shí)了解機(jī)器人能力和人類因素的重要性。在此示例中，主要結(jié)果包括：

• 停止區(qū)：1.0m
• 目標(biāo)減速區(qū)：

  6.0m

• 安全時(shí)間：

  100ms