Page 147 - 工业机器人控制技术研究

第五章 工业机器人的安全防护

第五章 工业机器人的安全防护

机器人自 20 世纪 60 年代开始应用于生产线，极大地提高了生产效率，解放
了劳动力，但同时也带来了职业健康和安全问题。在生产过程中，人与机器人之
间的操作、互动等生产环节存在七类危险源：控制错误、人为错误、机械故障、

环境因素、擅自进入、电源系统和安装错误。其中，控制错误是机器人系统内在
错误，通常不可控也不可预测；人为错误可能是一行不正确的代码，也可能是机
械臂上一颗松动的螺栓或其他事物，许多危险源都属于人为错误；机械故障的发
生具有随机性，并且故障单元通常也是不可预测的；环境因素包括电磁或无线电

干扰等；不熟悉机器人工作区域的人员擅自进入该区域的行为是具有危险性的；
气动、液压或电动的动力源可能会发生故障并引起火灾、泄漏或电击；不正确的
安装对于人身安全是极危险的。
若上述危险源没有被及时发现或清除，可能会引发碰撞或撞击、拍击或挤压、

机械零件事故或其他种类的安全事故。美国职业安全与健康管理局（OSHA）报
告显示，1984—2017 年发生了 38 起与机器人相关的事故，其中 27 起事故导致
工人死亡。此外，2018 年芜湖某自动化企业搬运机器人伤人事故以及 2019 年广
东某汽车部件制造企业机器人伤人事故，都造成了人员死亡的严重后果，有关机

器人的安全问题已成为专业研究的热点和社会关注的焦点。

第一节 工业机器人安全标准研究

一、工业机器人安全问题

（一）工业机器人攻击面
驱动子系统直接或通过机器人末端执行器和工具等设备控制物理过程，并连

接到提供电力驱动的控制器。控制器配备有操作员界面或 HMI（如在工业机器
人的情况下为示教器），并且可选地通过专有连接来管理连接到致动子系统的设
备。控制器与 HMI 一起管理控制程序的执行，并提供 LED 状态和安全功能，如

139