工业机器人安全课件模板

工业机器人安全培训课件模板第一章工业机器人基础认知什么是工业机器人？标准定义主要类型分类ANSI自动控制、可重新编程、多用途的机械手臂装置，能够在三维空间内•关节型机器人最常见的六轴工业机器人执行各种复杂的操作任务•直角坐标型线性运动为主的机器人•SCARA型水平关节型装配机器人机器人的组成部分控制器系统机械臂结构末端执行器作为机器人的大脑，控制器负责协调各轴运动，由多个关节和连杆组成的机械结构，通过精密的处理传感器输入信号，执行用户程序指令现代伺服电机驱动每个关节都配备位置传感器，确控制器集成了安全功能，能够监控机器人状态并保运动精度和安全监控机械臂的设计决定了机在异常情况下立即停止运行器人的工作范围和承载能力机器人工作空间（工作包络）最大空间限制空间机器人及其末端执行器在理论上能够到达的所有空间区域这个范围通过软件或硬件限制装置设定的安全运行范围这种限制可以防止机由机械臂的长度、关节角度限制以及末端执行器的尺寸共同决定器人与周围设备发生碰撞，是重要的安全保护措施操作空间防护空间程序实际运行时机器人移动的三维区域通常小于最大空间，是经过通过安全围栏、光幕或其他防护装置保护的区域人员不应在机器人安全评估后确定的实际工作范围运行时进入此空间，这是确保人机安全的关键措施机器人工作空间安全区域划分上图展示了机器人机械臂在工作空间内的作业示意，清晰标注了最大工作空间与防护空间的边界理解这些空间概念对于制定有效的安全防护措施至关重要防护空间应当完全包含机器人的最大工作空间，并留有适当的安全裕度机器人应用行业快速增长发展历程回顾1980年代，工业机器人主要应用于汽车制造行业，承担焊接、喷涂等重复性工作随着技术进步和成本下降，机器人应用领域不断扩展进入2020年代，机器人已广泛应用于食品加工、医疗器械、塑料制品、电子装配等多个领域协作机器人的出现更是打破了传统的应用边界增长驱动因素•机器人硬件成本持续下降•编程和部署变得更加简单•人力成本上升推动自动化需求统计数据根据国际机器人联合会（IFR）报告，•产品质量要求不断提高全球工业机器人年安装量从2010年的12万台增长到2022年的53万台，增长超过4倍第二章工业机器人安全风险与事故案例深入了解机器人作业中的潜在危险源和典型事故案例，是制定有效安全防护措施的基础本章将通过具体案例分析，帮助学员识别和预防机器人相关的安全风险机器人危险源解析机械伤害风险动力源危险零部件脱落机器人高速运动时产生的撞击、夹击、挤压机器人系统涉及高压电气、液压或气压动力长期使用后，机器人零部件可能因磨损、疲是最常见的危险即使是中小型机器人，其源电击、液压油泄漏、气压管路爆裂等都劳或维护不当而发生松动或脱落末端执行运动速度和载荷也足以造成严重伤害关节可能造成人员伤害维护作业时如未正确切器、工件或工具的掉落可能击伤周围人员，和末端执行器的运动轨迹难以预测，增加了断动力源，风险尤其严重造成严重安全事故危险性典型事故案例夹击事故案例1某汽车厂操作员在机器人运行期间进入工作空间调整工件位置，被机械臂夹在工作台与机器人之间，造成胸部重伤事故原因2误启动事故安全门互锁失效，操作员安全意识不足维修人员在检修机器人时未执行锁定挂牌程序，其他人员误操作教学模式事故3启动机器人，导致维修人员被机械臂击中头部事故原因未遵循LOTO程序，沟通不畅技术员在手动教学模式下操作机器人时，程序错误导致机械臂突然加速运动，击伤操作员手臂事故原因程序验证不充分，教4焊接机器人失控学操作缺乏防护焊接机器人系统故障导致机械臂异常摆动，将正在观察作业的工程师推倒事故原因控制系统故障，缺乏有效的故障检测机制事故现场警示上图模拟了操作员被机器人臂夹击的危险场景这类事故通常发生在人员违规进入机器人工作空间，或安全防护装置失效的情况下即使是经验丰富的操作人员，也可能因为一时疏忽而遭遇危险一秒钟的疏忽，可能造成终生的遗憾机器人安全无小事，每一个细节都关乎生命安全事故背后的共性问题维护调试时安全措施不到位风险评估与安全培训缺失安全防护装置缺失或失效许多事故发生在非正常生产状态下，如企业对机器人作业的风险认识不足，未为追求生产效率，企业可能忽视安全防设备维护、程序调试、故障排除期间进行系统的危险源识别和风险评估员护装置的安装和维护已安装的防护设此时安全防护装置可能被绕过或停用，工缺乏必要的安全培训，对机器人的危备可能存在设计缺陷、维护不当或人为操作人员直接暴露在危险环境中缺乏险性和防护要求了解不够，安全意识淡破坏等问题，无法发挥应有的保护作用标准化的安全操作程序是主要原因薄机器人安全防护措施物理隔离防护电子防护系统紧急停止装置安全围栏和护栏是最基本的防护措施，能够有效光幕、压力感应垫等电子防护装置能够在人员接紧急停止按钮（E-Stop）应分布在操作区域的各阻止人员意外进入危险区域围栏高度应不低于近危险区域时立即停止机器人运行这些系统反个关键位置，确保操作人员能够在紧急情况下迅

1.8米，材料要求坚固耐用，网格尺寸应防止人应速度快，适合需要频繁人机交互的应用场景速停止机器人运行按钮应醒目易识别，动作可体部位伸入靠协作机器人安全特点协作机器人的设计理念协作机器人（Cobot）采用限制力与速度的设计理念，允许人与机器人在同一工作空间内安全协作当检测到与人员接触时，机器人会立即停止或减缓动作主要安全功能手动引导功能操作人员可直接用手引导机器人运动，便于教学和精确定位力反馈控制实时监测接触力，超过设定阈值时自动停止速度监控根据人员距离自动调整运行速度轻量化设计减少碰撞时的冲击力重要提醒协作机器人虽然相对安全，但仍需要进行风险评估在某些应用中，仍需要安装额外的防护装置第三章风险评估与安全标准系统的风险评估是确保机器人安全运行的基础，而遵循相关安全标准则是实现标准化安全管理的关键本章将介绍风险评估的方法和主要的安全标准要求机器人安全风险评估流程010203识别任务与潜在危险评估风险等级制定风险降低措施全面分析机器人作业任务，识别所有可能的危险根据危险发生的可能性和后果严重性，采用风险按照风险控制层级原则，优先采用本质安全设计，源包括机械危险、电气危险、环境危险等，考矩阵方法评估每个危险源的风险等级通常分为然后考虑防护装置、警告标识和个人防护装备，虑正常操作、维护、故障等各种状态极高、高、中、低四个等级制定综合性风险控制方案0405验证防护效果记录与持续改进实施风险控制措施后，验证其有效性通过测试、检查、审核等方式确认建立完整的风险评估记录档案，定期评审和更新当工艺、设备或环境发风险已降低至可接受水平生变化时，重新进行风险评估机器人安全标准简介ANSI/RIA R

15.06-2012制造商责任集成商责任用户责任机器人制造商应提供符合安全标准的产品，系统集成商负责整个机器人系统的安全设计，最终用户应建立安全管理制度，确保操作人包括安全相关的控制功能、防护装置接口、包括防护装置配置、安全电路设计、风险评员接受充分培训，定期维护安全装置，并在详细的安全说明书和风险评估指导估实施和安全培训提供设备变更时重新评估安全性该标准还规定了机器人系统的设计要求、应用规范以及安全防护与功能安全的具体要求标准强调了全生命周期安全管理的重要性，从设计、安装、调试到运行维护的每个环节都有相应的安全要求国际机器人安全标准发展趋势1系列标准ISO10218国际标准化组织制定的机器人安全标准，分为第1部分（机器人设计要求）和第2部分（机器人系统与集成要求），为全球机器人安全提供统一规范2协作机器人技术规范ISO/TS15066技术规范专门针对协作机器人，规定了人机协作的安全要求、接触力限值和风险评估方法，推动了协作机器人的安全应用3各国法规实践美国OSHA、欧盟机械指令、日本劳动安全卫生法等结合本国实际，制定了具体的执行规范和最佳实践指南，形成了完整的监管体系机器人安全管理职责企业安全管理者设备维护人员操作人员制定机器人安全管理政策和程序，组织开执行锁定挂牌（LOTO）程序，确保维严格遵守机器人操作规程和安全制度，正展安全培训和演练，建立事故应急预案护作业安全定期检查和维护安全防护确佩戴和使用个人防护装备发现安全隐负责安全资源配置和安全文化建设，确保装置，及时消除安全隐患具备相应的患及时报告，不得擅自进入危险区域或绕安全管理体系有效运行安全资质和技能过安全装置安全责任不仅是制度要求，更是每个人的道德义务只有各级人员认真履行职责，才能真正实现机器人作业的本质安全机械安全防护装置分类机械运动危险类型旋转运动危险往复运动危险横向运动危险旋转部件如电机、减速器等可能造成卷入风险气缸、液压缸等往复运动部件存在夹击风险机器人基座移动或工作台横移存在撞击风险人员的衣物、头发或肢体被卷入后果严重需当人员处于运动轨迹上时，可能被挤压在运动运动速度快、质量大的部件撞击力巨大，必须要在旋转部件周围设置防护罩部件与固定结构之间设置有效的防护措施除上述基本运动类型外，弯曲、剪切、冲压等复合动作的危险性更高这些动作往往涉及多个运动轴的协调，运动轨迹复杂，危险预测困难设计时应充分考虑各种可能的运动组合及其潜在风险机械运动危险点识别上图展示了典型的旋转与往复运动危险点分布红色区域标示了主要的危险点位置，包括齿轮传动处的卷入点、气缸运动行程内的夹击区域、以及旋转轴与支撑结构间的剪切危险点正确识别这些危险点是制定防护措施的前提每个危险点都需要根据其特点选择合适的防护方法，如防护罩、光幕、压力垫等机械锁定挂牌（）程序LOTO程序的重要性LOTO锁定挂牌程序是维护作业安全的核心制度，旨在防止设备在维护期间意外启动据统计，工业事故中约有10%与未执行LOTO程序有关标准执行步骤0102准备阶段关闭设备确认维护计划，准备必要的锁具、标签和工具通知相关人员按照正常程序关闭机器人系统，确保所有运动停止维护作业即将开始关键原则只有安装锁具的人员才能移除锁具一人一锁，绝不代替0304隔离能源锁定挂牌切断所有能源供应，包括电气、气压、液压等在能源隔离点安装锁具和警示标签，标明维护人员信息05验证隔离尝试启动设备，确认隔离有效释放储存的能量个人防护装备（）在机器人作业中的作用PPE眼部防护手部防护足部防护听力防护安全眼镜或护目镜根据作业内容选择防护鞋应具备防砸、机器人作业环境噪保护眼部免受飞溅合适的防护手套，防刺穿、防滑等功音较大时，应佩戴物、强光或化学品如防切割、防化学能在有电气危险耳塞或耳罩长期伤害在焊接机器品、防高温等注的区域，应使用绝暴露在高噪音环境人作业区域，应使意手套不应过于宽缘安全鞋中会造成不可逆的用专用的焊接防护松，避免被机械部听力损失面罩件卷入个人防护装备的选择应基于具体的风险评估结果定期检查PPE的完好性，及时更换损坏的装备同时要加强员工培训，确保正确使用和维护防护装备安全培训与文化建设定期培训体系案例警示教育建立系统的机器人安全培训体系，包括新员工通过真实事故案例分析，让员工深刻认识违章入职培训、定期安全教育、专项技能培训等操作的严重后果定期组织安全事故警示教育培训内容应涵盖理论知识和实操技能活动，强化安全意识安全文化建设责任制与激励营造安全第一的企业文化氛围，鼓励员工提建立明确的安全责任制，将安全绩效纳入员工出安全建议，形成人人关注安全、人人参与安考核体系设立安全奖励制度，鼓励员工主动全的良好局面参与安全管理活动机器人安全技术创新视觉传感与环境感知智能安全监控系统先进的机器视觉系统能够实时识别工基于人工智能的安全监控系统可以学作区域内的人员和障碍物，提供360习正常操作模式，自动识别异常行为度的安全监控3D激光扫描仪和深度和潜在危险系统能够预测可能的碰相机等技术大大提升了环境感知能力，撞路径，提前采取保护措施，实现从使机器人能够更智能地规避风险被动防护向主动预防的转变人机协作安全算法新一代协作机器人采用更精确的力控算法和运动规划技术，能够在保证安全的前提下实现更加自然的人机交互动态安全区域划分和自适应速度控制技术使得协作更加高效和安全现代协作机器人安全技术上图展示了配备先进安全传感器的现代协作机器人系统可以看到机器人身上集成了多种传感器，包括接触感应器、视觉传感器和距离传感器等这些技术的应用使得人机协作更加安全可靠安全传感器网络能够实时监测人员位置和意图，动态调整机器人的运动参数当检测到潜在危险时，系统会自动采取相应的防护措施，如减速、停止或改变运动轨迹工业机器人安全未来展望标准国际化完善各国安全标准将进一步融合统一，形成更加完善的国际标准体系，促进全球机器人产业健康发展智能安全系统普及人工智能、物联网等技术与安全系统深度融合，实现更加智能、主动的安全防护安全效率并重在确保安全的前提下，通过技术创新实现安全与效率的完美平衡，创造更大的经济和社会价值未来的工业机器人安全将朝着更加智能化、人性化、标准化的方向发展新技术的应用将使得人机协作更加安全高效，为实现真正的智能制造奠定坚实基础课程总结机器人安全是系统工程涵盖设计、制造、集成、安装、操作、维护等全生命周期各个环节每个环节都需要严格遵循安全要求，任何一个环节的疏忽都可能导致安全事故风险评估与防护是核心系统的风险识别和评估是制定有效防护措施的基础只有准确识别危险源，合理评估风险等级，才能采取针对性的防护措施，实现本质安全培训与创新是保障关键持续的安全培训提升员工安全意识和技能水平，技术创新为安全防护提供更强有力的手段两者相互促进，共同推动机器人安全水平不断提升谢谢聆听！安全生产，人人有责欢迎提问与交流通过本次培训，我们系统学习了工业机器人的安全知识和防护要求安全不是一劳永逸的事情，需要我们在日常工作中时刻保持警惕，严格遵守操作规程让我们共同努力，营造安全、高效、和谐的工作环境，为企业的可持续发展和员工的生命安全保驾护航记住安全是回家的路，每一次安全操作都是对家人最好的承诺。