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工业机器人安全检测概述及常见问题(上)

来源:中国软件评测中心  作者:黄欣  投稿时间:2018-10-31

我国工业机器人市场正处于高速增长阶段,销量屡创新高,自2013年起,中国工业机器人连续五年成为全球第一大应用市场,占全球工业机器人市场份额超过四分之一。但在工业机器人提升工作效率和产品品质的同时,其大范围应用暴露出更多的安全风险,安全事故时有发生。仅在美国一国,据美国劳工局统计,自1984年以来,共有4585名工作人员死于机器人相关事故中。而在今年9月,我国的某工厂也发生一起操作工给搬运机器人更换刀具时突然被机器人夹住,导致伤重不治的时间。

当前,我国已颁布了专门针对工业机器人强制性国家标准,见表1。生产制造企业的设计研发制造阶段都应该严格按照国家标准的要求执行,但赛迪机器人通过检测认证发现,工业机器人在机械电气安全、功能安全和电气关键零部件等方面存在诸多隐患。

表1 工业机器人检测标准

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因此,2016年底,为解决机器人安全、可靠性等受到社会公众普遍关注的质量问题,原国家质检总局、发改委、工信部、认监委等四部委联合发布了中国机器人认证(CR)标志,赛迪机器人作为首批国家授牌的第三方机器人检验检测服务机构,也是国家授权的开展中国机器人CR认证服务的权威机构,并在机器人,尤其是工业应用方向的机器人的检测认证活动中积累了丰富的经验,针对工业机器人安全方面常见问题做出了如下总结。

(一)、机械电气安全方面(GB 5226.1-2008)

问题1、电源分断开关缺失或不符合要求

工业机器人的每一个电源入线端都必须提供电源分断装置,可以使用隔离开关、隔离器、断路器或插头插座的组合。

电源分断开关常见的问题有:

1)制造商未安装主电源分断开关;

2)安装的主电源开关不符合相关标准(如不符合标准GB 14048.2或GB 14048.3要求)或形式(如不是AC-23B或DC-23B形式);

3)开关的安装位置过高或过低(应位于0.6-1.9米之间),不符合人机工效学设计;

4)最大短路分断能力不足;

5)开关本身不符合要求(例如关闭位置没有锁定装置或颜色误用)。

问题2、电柜外壳防护等级(IP等级)低于相应要求

表2 GB 4208中IP等级含义

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对于工业机器人,其电控部分(电柜)应有足够的能力防止外界固体物和液体的侵入,避免造成短路、虚接、电气间隙和爬电距离减小等危险;而用于工业场合的机器人,还应额外考虑非垂直方向的液体侵入(如冷却液)和小于1mm的其他固定物(如粉尘、切屑等微小粒子)的影响。这意味着控制设备外壳不能仅满足IP22的基础防护等级,而要进一步达到IP54的要求,故实际应用中应首先选择经过认证的电柜,并且电源进线,风扇或散热器开口的安装都不应降低电柜整体的防护等级。

问题3、电击防护不符合要求

 标准要求如果机器人电柜位于所有人都有可能接触的地方,则机器人电柜的防护等级需满足IP4X的要求。

带电部分直接接触的最低防护等级应满足IP2X的要求,如果上部表面容易接近,那么顶部需要达到IP4X的要求。

在电柜内部需要维修维护或者整定电气部件,外壳只有在下列情况之一下才容许开启(如:门、罩或盖板等):

a)应使用钥匙或工具开启外壳;

b)开启外壳之前先切断其内部的带电部件;

c)只有当所有带电部件直接接触的防护等级至少为IP2X时,才允许不用钥匙或工具盒不切断带电部件去开启外壳。

此外,对于那些在调试或维修时容易触及的带电部件,其防护等级应至少为IP2X;其他不可触及的带电部分要求至少为IP1X。

设备应满足以上要求,但在实际情况中,赛迪机器人发现有如下常见问题:

1)外壳开孔超过标准只存要求,能触及带电部件;

2)基本绝缘外露;

3)电柜内部需要维修维护或者整定电气部件未按照IP2X进行电气防护或安装连锁开关,可直接触及带电部件。

工业机器人的安全性不仅涉及这几点,本体、示教器和功能安全等方面的问题请关注(下)的解读。赛迪机器人检测认证中心作为中国机器人CR认证服务的权威机构,将持续推进工业机器人相关标准的制定工作,关注产品质量和安全问题,促进产业的标准化和规模化,为机器人产业的安全保驾护航。(通讯员:雷蕾)

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