设计安全的机器人系统

安全使用机器人是最重要的,用户在设计机器人系统时,也需要考虑到整个机器人系统的安全性。

本节归纳了使用本公司的机器人,并在设计机器人系统时,必须遵守的最低要求。

请遵守本手册中的要求,设计和制作机器人系统。

环境条件

机器人和机器人系统的安装条件,必须符合系统中使用的所有设备手册中,关于安装条件的要求。

系统布局

在机器人系统的布局设计中,请充分注意机器人和外围装置之间的干扰。尤其是紧急停止时,机器人的停止路径与正常路径不同。设计时需留出足够的空间。同时还需要确保用于日常维护和定期检查的空间。

使用手动高速模式 (T2) 时,请在机器人与周围建筑物、构造物、周边防护或其他设备之间保持500mm的间隙。

如需限制机器人的运动范围,请参考各型号机械手手册中描述的方法,限制运动范围。 限制分为轴软限位或机械挡块的限制。有关轴软限位,请参考以下手册。
“机器人控制器 安全功能手册”
有关机械挡块的限制,请参考以下手册。
“机器人手册”

紧急停止开关必须安装在机器人系统控制装置的附近,以便作业人员在紧急情况下能立即按下开关。

请将控制器远离水源或其他液体可能侵入的环境。请勿用水等液体,清洗控制器。

为确保在维护和维修时的安全应用锁定装置,请尽可能将隔离开关设置在安全防护栅外。

使用上锁/挂牌防止接通电源

当安全防护栅内有作业人员进行维护或维修时,请使用上锁、挂牌的方式锁死控制器电源,以防有第三方因误操作开启机器人电源。 有关上锁信息,请参考以下内容。
各部分名称和功能

设计末端夹具

设计机器人末端夹具的配线和配管时,需确保即使机器人断电时,末端夹具也不会松开物件(工件)。

机器人末端夹具的重量和惯性力矩,不能超过允许值。超过允许值,会给机器人带来过度负载。这不仅会缩短机器人的使用寿命,还可能由于施加到末端夹具和工件的外部作用力导致意外的危险情况。

设计末端夹具时请注意夹具的尺寸,避免机器人主体和机器人夹具末端产生干扰。请注意。

设计外围装置

设计机器人系统中的上下料装置时,请确保作业人员的安全。如果需要在移除及供给材料时不停止机器人,请设置穿梭车、使用SLP或采取其他措施以确保作业人员不需要进入有潜在危险的区域。
有关SLP,请参阅以下章节内容。
安全功能

确保中断外围装置供电(切断电源)不会导致危险情况。不仅需要采取措施防止“设计末端夹具”中提到的工件松开,也需确保除机器人以外的外围装置能安全停止。请确认装置的安全性以确保电源切断时该区域是安全的。

远程控制

采取安全措施,防止在启动和停止外围设备时,由于远程控制对机器人安全造成影响。

使用本产品,可以通过将远程功能分配给控制器I/O来远程操作机器人系统。请参阅以下章节内容。
I/O的远程设置
在远程功能启用状态下,禁止执行来自远程以外的操作命令和I/O输出。

在机械手工作时关闭电源

请勿在机械手工作时关闭控制器电源。
如果在操作时通过关闭控制器电源停止机械手,可能会发生以下问题。

  • 缩短寿命和造成减速器损坏
  • 关节的位置偏移

如果在机械手操作时,机械手因控制器停电等类似的情况下被迫关闭,请务必在恢复电力时检查下列各点。

  • 减速器是否受损
  • 关节是否在正确位置
    如果有偏移,请参阅各型号机械手手册,进行原点调整。

紧急停止

各机器人系统需要设有使作业人员能立即停止系统动作的装置。请利用控制器和所有其他装置的紧急停止输入,安装紧急停止装置。
请参阅以下章节内容。
紧急停止输入连接器
安全I/O连接器

使用紧急停止开关前,需了解以下事项。

  • 只有在紧急情况下才能使用紧急停止开关来停止机械手。
  • 若要在非紧急情况下停止机械手运行程序,需使用分配至标准I/O的Pause(停止)或STOP(程序停止)命令。
    Pause与STOP命令不会关闭电机。因此,制动器也不会工作。

在非紧急(正常)情况下,如需使机械手处于紧急停止状态,请在机械手不工作时按下紧急开关。

但在机械手正常动作时,请避免不必要的按下紧急停止开关。
可能导致以下的寿命缩短。

  • 制动器的使用寿命
    制动器锁定时会磨损制动器摩擦片,导致制动器寿命缩短。

    • 制动器的正常寿命:
      约2年(制动100次/天)
      或约20,000次
  • 减速机的使用寿命
    对减速机施加冲击力时,可能会缩短减速机的寿命。

紧急停止时的停止距离
按下紧急停止开关后,正在运行的机械手不会立即停止。影响停止时间和停止距离的条件如下。

  • 末端夹具重量、WEIGHT设置、ACCEL设置、工件重量、SPEED设置、动作姿态 等

机械手的停止时间和移动量,请参考以下手册。
“机械手手册 - Appendix B:紧急停止时的停止时间和停止距离”

安全防护(SG)

请在机械手周围设置安全防护栅,并在安全防护栅的出入口处安装安全防护装置。
本手册中所述的“安全防护”是指带有进入安全防护栅所需互锁的安全装置。具体为安全门开关、安全护栏、安全光幕、安全闸门、安全地垫等。安全防护输入用于通知机器人控制器可能有作业人员在安全防护栅内。在安全功能管理器中,必须分配一个安全防护 (SG)。请参阅以下章节内容。
安全I/O连接器

打开安全防护时保护停止生效,进入安全防护打开状态(显示:SO)。

  • 安全防护开启
    进入动作禁止状态。要使机器人重新开始运行,可以关闭安全防护释放闩锁并继续执行程序,或者激活使能电路,将机器人运行模式更改为TEACH或TEST。
  • 安全防护关闭
    机器人可以在无限制状态下(高功率运作)自动运行。

警告


  • 当作业人员在安全防护栅内工作时,其他人不小心解除安全防护是非常危险的。为保护在安全防护栅内工作的作业人员,请对闩锁释放开关采取上锁挂牌措施。
  • 为了保护在机器人附近作业的人员,请务必连接安全防护装置并确保其正常工作。

安装安全防护栅
在机械手的最大区域内安装安全防护栅时,请结合SLP等安全功能。请充分考虑末端夹具和要夹紧的工件尺寸,使移动部件和安全防护栅之间没有干扰。

安装安全防护
安全防护的设计需符合以下条件。

  • 使用钥匙开关型的安全设备时,请使用强制打开互锁触点的类型。请勿使用由于互锁自身的弹簧打开触点(变为打开状态)的类型。
  • 对于互锁机制类型,请勿禁用互锁机制。
  • 使用安全光幕时,请在解除闩锁状态之前保持安全防护打开状态。

考虑停止距离
即使安全防护开启时,正在运行的机械手不会立即停止。影响停止时间和停止距离的条件如下。
末端夹具重量、WEIGHT设置、ACCEL设置、工件重量、SPEED设置、动作姿态 等

机械手的停止时间和移动量,请参考以下手册。
“机械手手册 - Appendix C:安全门开启时的停止时间和停止距离”

请参考上述值和ISO13855进行计算。
要接近距离时,请使用SLS或SLP施加所需的限制。

安全防护操作上的注意事项
请尽量避免在电机励磁时打开安全防护装置。频繁的安全防护输入会影响继电器的寿命。

  • 继电器的正常寿命:约20,000次

存在感应装置

上述安全防护装置的互锁可以被认为是一种可以检测出安全防护栅内是否可能有人的感应装置。如使用其他的检测装置,请充分进行风险评估,并最大程度考虑其可靠性。

以下为注意事项。

  • 设计系统时,需确保存在感应装置未激活或危险情况仍然存在时,无人能进入安全防护栅内或将手放入其内。
  • 设计存在感应装置时,需在任何情况下都能确保系统安全运行。
  • 存在感应装置被激活时如果机器人停止动作,必须确保在检测到的对象被移除前机器人不会再次启动。确保机器人不会自动重启。

重置安全防护

请确保机器人系统只能从安全防护栅外通过小心操作重新启动。仅重置安全防护无法使机器人重新启动。请将此理念应用到整个系统的互锁门和存在感应装置。

机器人操作面板

机器人操作员面板不得位于机器人可执行动作的区域/工作单元内。请确保机器人系统可从安全防护栅外进行操作。