工业自动化机器人安全防护组件

如何选择适配工况的机器人安全产品？

先思考一个简单问题：需要保护什么对象？

需要监控机器人周边的开放区域吗？工作站是否设有固定出入口？防护门状态是否需要监测？或是移动部件在触碰到人员时需要立即响应？

答案将帮助缩小产品选型范围。

本品类产品在机器人安全系统中各司其职。扫描仪、安全开关、安全地毯或安全光栅，不能直接和安全控制器、完整成套方案做对比。

安全激光扫描仪 vs 安全光栅

两种产品都可实现无接触人体检测，但监控空间类型不同。 安全激光扫描仪用于区域监控，常用于开放式机器人工作站、码垛工位、上料区，以及人员可从多个方向靠近的场景。 安全光栅会在发射端与接收端之间形成直线检测光幕，多用于设备入口、机台开口、上料点位和人工操作工位。

如果作业区域开放，人员可从多个侧面靠近，选用安全激光扫描仪。 如果人员仅通过固定开口进出，则选用安全光栅。

安全地毯适用场景

安全地毯可检测人员踏入指定地面区域。 适用场景：

• 机器人工作站前方

• 人工上料工位

• 机床前方

• 受限作业区内

• 物料转移点位周边

产品列表中的 SENTIR 安全地毯即属于此类产品。 选型前需要确认：

• 地面区域尺寸与外形

• 是否存在人员绕行避开地毯的可能

• 地面工况

• 预期机械载荷

• 作业环境是否存在粉尘或潮湿

• 所需线缆与评估单元

当防护区域边界清晰，人员进入该区域必须踩踏地毯时，安全地毯是理想选择。

接触式安全缓冲条适用场景

安全缓冲条安装在移动部件或潜在挤压碰撞点位。缓冲条受压后，会向配套安全控制系统发送信号。

接触式安全缓冲条适用于：

• 可移动机器人设备

• 移动式或可调系统

• 潜在挤压点位

• 设备运动部件

• 无法完全避免物理接触的区域

RBTX 内的 SENTIR bumper 4 robotics 专为这类应用设计。 采购前，确认缓冲条安装位置、可用安装空间，以及信号接入系统的方案。

机器人工作站何时需要安全开关？

安全开关用于检测防护门、防护罩或检修面板是否闭合。 当防护门打开，开关向安全控制器发送信号，控制器随即执行预设安全响应。

西克 STR1 这类非接触式安全开关适合以下场景：

• 防护门需要频繁开启

• 需要紧凑型开关

• 希望降低机械磨损

• 需要同时监控多扇防护门

• 允许较小安装公差

采购前，确认系统仅需检测门是否打开，还是要求设备运行期间防护门保持锁闭。 基础款安全开关仅检测门位置，本身不带锁闭功能。

安全 DI/O 与安全控制器的作用

扫描仪、安全光栅、安全开关、安全地毯或缓冲条仅负责检测事件，一般无法独立完成整套安全响应控制。 检测信号通常发送至安全继电器、安全 DI/O 模块或安全控制器。

安全功能简化工作流程：

1. 传感器检测到人员、开门动作或物理触碰

2. 安全控制组件对信号进行逻辑评估

3. 机器人或机床执行预设安全动作

多设备协同工作时，安全控制组件尤为重要。例如：

• 激光扫描仪 + 急停按钮

• 多扇防护门监控

• 机器人与输送线联动

• 安全光栅与机床联动

• 多个监控区域

• 多种运行模式切换

RBTX 提供图尔克安全以太网 DI/O 以及 SSP Safety Simplifier 用于该部分系统搭建。

安全成套方案什么时候适合选用？

安全成套方案将多个相关组件打包。 品类中的 IDEC 小型、中型、大型安全成套方案适合需要多类安全组件的应用场景。

满足以下条件可考虑成套方案：

• 搭建紧凑型机器人工作站

• 暂无可用安全控制器

• 需要多款配套安全组件

• 倾向一体化打包采购，无需单独挑选每一个零部件

• 套件配件与预期工况匹配

采购成套方案前，请核查：

• 套件包含哪些部件？

• 该套件可实现哪些安全功能？

• 可接入设备数量上限？

• 是否兼容目标机器人与控制系统？

• 是否包含线缆与接头？

• 是否还需要额外硬件？

• 系统后续是否需要扩容？

并非套件规格越大越好，选择刚好满足需求、不含多余组件的方案即可。

工业机器人安全与协作机器人安全

传统工业机器人安全常采用物理隔离方案，例如围栏搭配带监测功能的防护门。根据布局，上料口与开放侧边也可搭配安全光栅或激光扫描仪。

协作机器人虽内置安全功能，但不代表所有协作机器人场景都无需额外防护。 风险仍可能来自：

• 尖锐或带尖端的夹爪

• 重型工件

• 较高运动速度

• 挤压点位

• 高温工件

• 切割或焊接工艺

• 工件坠落

• 周边机床或输送线

协作机器人安全方案需要依据作业内容选型，不能只看机械臂本身。

协作机器人安全评估需要综合考量夹爪、工件、运动状态、作业空间以及周边设备。

采购前需要核查哪些要点？

首先识别人员可靠近设备的位置，包含：

• 机器人正面

• 工作站开放侧边

• 上料工位

• 防护门

• 人员可进入区域

• 输送线开口

• 维护检修通道

需要检测什么事件？

产品是否适配控制系统？

并非所有安全组件都能直接连接任意机器人控制器或 PLC。 需要核查：

• 可用安全输入输出点位

• 所需线缆与接头

• 是否额外配置评估单元

• 支持的通讯接口

• 机器人可用安全功能

• 配置软件要求

• 是否需要额外扩展模块

合适的传感器，有时仍需搭配安全继电器、安全 DI/O 模块或安全控制器。

是否需要额外配件？

列表展示的产品不一定是完整解决方案。 配套件可能包括：

• 线缆

• 接头

• 安装支架

• 安全 DI/O 模块

• 安全继电器

• 控制柜配件

• 防护外壳

• 配置软件

比价时，务必将上述配件成本纳入考量。

机器人功能安全描述传感器、控制组件与机器人安全功能之间的协同工作逻辑。

举例：

1. 安全光栅检测到人员进入开口区域

2. 安全控制器接收信号

3. 机器人执行预设安全动作

传感器只是整套系统其中一环，信号链路、控制硬件、机器人控制器以及外接设备，都需要协同工作。 该原则同样适用于更广泛的机床安全，尤其当机器人对接输送线、机床、防护门和人工工位时。

机器人安全组件选型步骤

遵循以下简易流程：

1. 识别人员可靠近机器人的位置

2. 确定需要检测的事件

3. 选择匹配产品类型

4. 确认是否已有安全控制硬件

5. 确认产品可接入机器人或 PLC

6. 梳理所需线缆、支架与附加模块

7. 对比单独组件与安全成套方案

8. 整套方案交由具备资质的安全专家评审

这套流程可以帮助缩小产品范围，而不必一开始就陷入繁杂技术细节。

机器人安全系统成本构成？

总成本不只是传感器单价。

低价传感器可能需要额外配套硬件，拉高项目总成本。 如果需要多类组件，安全成套方案可能更经济；若工作站已有适配安全控制硬件，单独选购传感器会更合适。

请对比整套方案成本，而不只是页面单品价格。

常见问题

机器人工作站需要哪些安全设备？

取决于工作站布局、机器人运动范围、工装夹具和进出通道。常用产品包含激光扫描仪、安全光栅、安全开关、安全地毯、缓冲条、安全 DI/O 和安全控制器。

激光扫描仪和安全光栅有什么区别？

激光扫描仪监控一片区域；安全光栅监控固定开口或通道。

安全地毯适合什么场景？

适合边界清晰的地面防护区域，用于检测人员踏入该区域。

接触式安全缓冲条用途是什么？

检测移动表面的物理触碰，用于无法完全避免接触的场景。

协作机器人是否一定需要额外安全设备？

不一定。选型安全方案前，需要综合评估夹爪、工件、运动状态、工艺和周边设备。

什么是安全成套方案？

安全成套方案打包多款关联安全组件，方便边界清晰的紧凑型项目快速选型。

所有安全组件都可以连接任意机器人吗？

不可以。接口、控制架构、软件和可用安全功能，需要匹配对应机器人控制器。

单台安全传感器就足够吗？

不一定。传感器通常需要配套安全评估硬件、合适布线，以及机器人或机床预设安全响应逻辑。

选择安全产品前要确认哪些信息？

明确人员靠近机器人的位置、组件需要检测的事件、现有控制硬件；同时确认线缆、支架、安全 DI/O 或额外评估单元是否为必需项。