協(xié)作機(jī)器人保障人員安全的方式

一、本體機(jī)械結(jié)構(gòu)安全（被動(dòng)安全）

1. 輕量化機(jī)身：本體外殼采用圓潤(rùn)圓角，無(wú)尖銳棱角，減少剮蹭割傷；機(jī)械臂零部件減重，降低撞擊動(dòng)能。
2. 柔性關(guān)節(jié)內(nèi)置力矩傳感器：每個(gè)關(guān)節(jié)檢測(cè)力矩、扭矩。一旦機(jī)器人碰到人，檢測(cè)到異常阻力，立刻停止運(yùn)動(dòng)。

傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人沒(méi)有力矩感知，撞上會(huì)持續(xù)大力擠壓。

1. 關(guān)節(jié)柔性緩沖：發(fā)生碰撞時(shí)關(guān)節(jié)具備一定緩沖形變，不會(huì)硬剛性沖擊人體。

二、安全檢測(cè)與傳感（主動(dòng)安全）

1. 力矩 / 力傳感檢測(cè)
   實(shí)時(shí)采集各關(guān)節(jié)扭矩，設(shè)定安全閾值。發(fā)生碰撞，瞬間觸發(fā)停機(jī)，是協(xié)作機(jī)器人最核心安全手段。
2. 外部安全配件補(bǔ)充

• 安全地毯、安全光柵：人員靠近特定區(qū)域，降速或者停機(jī)；
• 觸覺(jué)皮膚（部分機(jī)型）：外殼接觸即觸發(fā)減速；
• 示教器急停、本體多處急停按鈕，一鍵切斷動(dòng)力。

三、控制系統(tǒng)軟件安全功能

1. 功率與力限制（PLd 安全等級(jí)）
   限制最大沖擊力、最大功率，即使發(fā)生碰撞，傳遞到人體的力控制在安全范圍內(nèi)，不會(huì)造成重傷。
2. 速度限制
   人機(jī)共存區(qū)域，強(qiáng)制限制最大運(yùn)行速度；有人靠近自動(dòng)降速；無(wú)人時(shí)可以提高速度。
3. 位置監(jiān)控、邊界限定
   軟件設(shè)置虛擬安全墻，機(jī)器人不能越過(guò)設(shè)定工作邊界，防止闖入人員活動(dòng)區(qū)域。
4. 碰撞檢測(cè)參數(shù)可配置
   可以根據(jù)工況調(diào)整碰撞靈敏度；靈敏度調(diào)高，輕微觸碰就停機(jī)；搬運(yùn)重物可適度調(diào)整閾值。
5. 安全功能雙重校驗(yàn)
   安全回路雙路冗余，單一電路故障不會(huì)導(dǎo)致安全功能失效。

四、四種協(xié)作工作模式（標(biāo)準(zhǔn) ISO 10218?1）

1. 安全監(jiān)控停止：人接觸機(jī)器人，機(jī)器人馬上停止；人離開(kāi)后可恢復(fù)運(yùn)行。
2. 手動(dòng)引導(dǎo)示教：手直接拖拽機(jī)械臂編程，機(jī)器人輸出柔順力，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)抗力。
3. 力 / 功率限制：運(yùn)行全程限制沖擊力，發(fā)生碰撞保護(hù)人員。
4. 速度與分離監(jiān)控：人和機(jī)器人保持距離，距離近則自動(dòng)降速。

注意：不是裝上協(xié)作臂就絕對(duì)安全！負(fù)載越大，風(fēng)險(xiǎn)越高。搬運(yùn)較重工件時(shí)，工件本身有慣性，即便本體停止，工件依舊可能撞擊到人。

五、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用層面安全措施（非常關(guān)鍵）

1. 區(qū)分工作區(qū)域：人機(jī)交互區(qū)域低速運(yùn)行；機(jī)器人獨(dú)立作業(yè)區(qū)域允許高速。
2. 工件、夾具不能帶尖銳邊角，工裝夾具做好防護(hù)，碰撞風(fēng)險(xiǎn)很多來(lái)自?shī)A具和工件，不是機(jī)械臂本身。
3. 人員培訓(xùn)：禁止將手伸入夾具夾緊范圍；不要故意反復(fù)撞擊機(jī)器人測(cè)試碰撞功能。
4. 定期校驗(yàn)安全功能：定期測(cè)試碰撞停機(jī)、急停回路，防止傳感器老化失效。

六、協(xié)作機(jī)器人 vs 傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人安全區(qū)別

• 傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人：依靠物理圍欄把人和機(jī)器完全隔開(kāi)，靠硬件防護(hù)；沒(méi)有力感知，碰撞后不會(huì)自動(dòng)緩?fù)！?
• 協(xié)作機(jī)器人：本體 + 傳感器 + 軟件限制實(shí)現(xiàn)內(nèi)在安全，但高負(fù)載工況依然建議搭配光柵、區(qū)域防護(hù)做二次保護(hù)。

協(xié)作機(jī)器人是降低風(fēng)險(xiǎn)，不等于絕對(duì)無(wú)風(fēng)險(xiǎn)，大件重負(fù)載場(chǎng)景，依舊建議增加外圍安全防護(hù)。