控制、安全与交付边界
客户买的是一条能稳定运行的产线 production line,不只是会动的裸机。销售要分清四件事:控制器、编程方式、产线通信、安全措施。还要讲明本公司交付的是本体调试还是交钥匙。
- 能说出 4 种编程方式
- 能说出 4 种协作方式
- 知道主要安全标准名称
- 会填 RACI
控制器与示教器
控制器 controller 是机器人的运算与运动控制中枢,通常是单独的电柜(协作臂多为小控制箱)。示教器 teach pendant 是手持编程终端,用来示教点位 points、编辑轨迹 path,并通过 I/O(Input/Output)与周边设备联锁。
四种编程方式
示教编程
用示教器逐点记录,最常见。
拖拽示教
hand-guiding,手拉机器人记录轨迹,协作臂常用。
离线编程
OLP,在电脑仿真软件中编程后下载,减少停线时间。
图形化 / 无代码
拖拽功能块编程,降低工厂操作员的使用门槛。
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产线通信
机器人与产线通信依赖工业协议 protocols,常见的有 PROFINET、EtherNet/IP、EtherCAT、Modbus TCP,以及面向 MES 的 OPC UA。销售不需要配置网络,但必须确认:本公司控制器是否支持客户现有 PLC 使用的协议,是否需要另购通信板卡或软件选项。默认“能随便接入”属于高风险假设。
标准怎样落到一台真实设备上
标准名称各自回答不同问题:ISO 12100 提供识别危险、估计风险和降低风险的方法;ISO 10218-1 关注机器人本体,ISO 10218-2 关注机器人应用与单元集成。机器人本体的证书只能证明其声明范围,不能自动替整条产线作合规背书。
例如,协作臂本身具备安全功能,集成商仍要评估夹爪、工件形状、夹点、工具速度、周边设备和操作员路径。换成尖锐工具或增加高速输送线后,原风险评估结论可能不再适用。销售应先确认产品边界、集成边界和最终使用地,再请工程团队确认适用文件。
安全:协作方式与标准
安全措施包括急停 E-stop、安全门 safety gate、安全光栅 light curtain、安全激光扫描仪 safety laser scanner、减速区域等。工业臂常用安全围栏 safety fence;协作应用也必须经过风险评估 risk assessment。把“协作无需围栏”说成“绝对安全、无需评估”,属于严重误导。
人机协作的四种方式
① 安全监控停止
人进入协作区时机器人停止并保持监控,人离开后恢复运行。
② 手动引导
操作员用手直接引导机器人运动,如拖拽示教或助力搬运。
③ 速度与间距监控
用扫描仪测量人机距离,人越近机器人越慢,过近则停止。工业臂也可以用这种方式。
④ 功率与力限制
即便发生接触,力和压力也控制在允许范围内。这是多数协作臂的卖点。
注:ISO 10218 已于 2025 年修订,新版更强调“协作应用 collaborative application”而不是“协作机器人”,并吸收了 ISO/TS 15066 的主要内容。上述四种方式仍是行业沟通中的通用说法,具体条款以客户所在地现行标准为准。
| 标准 / 法规 | 管什么 | 销售需要知道的程度 |
|---|---|---|
| ISO 10218-1 / -2 | 工业机器人本体(-1)与机器人应用/单元集成(-2)的安全要求 | 知道名称;本体符合不等于整个工作站合规 |
| ISO/TS 15066 | 协作应用,含人体各部位允许接触力/压力参考值 | 协作项目会被问到 |
| ISO 13849-1(PL) IEC 62061(SIL) | 安全相关控制系统的可靠性等级,如 PL d | 客户会写 “PL d, Cat. 3”,记下来交工程 |
| 欧盟 CE | 机械指令 2006/42/EC;新《机械法规》(EU) 2023/1230 将于 2027-01-20 起适用 | 出口欧盟必问:谁出具 CE 声明、谁是“制造商” |
| 北美 | ANSI/A3 R15.06(采用 ISO 10218),电气常涉及 NFPA 79、UL 认证 | 出口美国要提前问清现场认证要求 |
| 中国 | GB 11291 系列(对应 ISO 10218)等 | 国内项目参考 |
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风险评估是怎么做的
“这台机器人安全吗?”这个问题本身问错了。安全不是某台设备的属性,而是某个应用在某个环境里的结果。同一台协作机器人,拿着海绵做抛光可能很安全,拿着刀片做切割就很危险。国际上做机械安全的通用方法来自 ISO 12100,大致分五步:
- 确定机器的限制用途是什么、谁会接近、在什么环境里用、可以合理预见的误用有哪些。
- 识别危险碰撞、挤压、剪切、飞出物、电气、高温等,逐个工作阶段(正常运行、示教、维护、清洁)列出来。
- 估计风险综合考虑伤害的严重程度、暴露频率、发生概率和避免的可能性。
- 评价风险判断风险是否已降到可接受的水平。
- 降低风险按优先级采取措施:先本质安全设计(如降低速度、去掉尖角),再加安全防护(围栏、光栅、扫描仪),最后才是使用信息(警示标识、培训)。然后回到第 2 步重新评估。
机器人应用还要叠加 ISO 10218-2 的具体要求,协作应用再参考 ISO/TS 15066 中人体各部位的允许接触力和压力。这些工作由集成商或客户的安全工程师完成,销售要做的是:在报价里写清楚风险评估由谁来做、费用由谁承担。
案例:同一台协作臂,两种不同结论
一家电子厂想在操作员旁边用协作臂取放塑料外壳。演示时空载运行顺利,销售便说“不用围栏”。工程评估发现,量产夹具形成夹点,操作员也需要伸手进入机器人与治具之间。团队调整夹具圆角和布局,并验证人员进入时的安全监控停止;速度、停止距离和恢复步骤都写进验证方案。
结论不是协作臂一定要或一定不用围栏,而是机器人、工具、工件、布局和使用方式共同决定风险。销售应记录现场条件、邀请安全工程师评估,在评估前不承诺安全结论。
交付边界与 RACI
本体加到货调试 commissioning,与“工装 + 视觉 + 产线联调 line integration”不是同一个交付包。合同须写清接口 interface(机械、电气、协议与 I/O 清单)。建议用责任矩阵 RACI:R 负责执行 Responsible、A 最终拍板 Accountable、C 提供咨询 Consulted、I 被告知 Informed。把“本公司 / 客户 / SI”三方填实之后再报价。
合同里没写明归属的格子,销售不要口头代为承诺。
| 工作包 | 本公司(本体商) | 客户 | 集成商 SI |
|---|---|---|---|
| 机器人本体 | R/A 供货与调试 | I 验收 | C 可选配套 |
| 末端 / 夹具tooling | 视产品而定 | C 提供样件与工艺 | R 常负责设计 |
| 视觉vision | 视产品而定 | C 光照与样件 | R 常负责集成 |
| PLC 联锁 / 协议 | C 提供接口文档 | A 现有 PLC | R 常负责编程联调 |
| 安全围栏 / 风险评估 | C 提供安全手册 | A 现场规范 | R 常负责评估与实施 |
| 培训training | R 操作培训 | R 安排学员 | R 工艺培训 |
| 验收acceptance | C 配合 | A 签字标准 | R 试运行证明 |
须确认:现有 PLC 品牌与协议;谁写联锁逻辑 interlock;谁负责安全回路 safety circuit;样件与治具由谁提供。避免把 SI 的职责当作本公司的标配承诺。
本节要点
- 示教、通信、安全是三项独立承诺,不能混为一谈。
- 口头答应交钥匙、合同却只写本体,是典型的纠纷结构。
- 先用 RACI 填实责任格,再报价。
练习
- 按上表为一个在谈项目制作一页 RACI,标出本公司交付、客户自备和 SI 负责的部分。
- 不确定的格子标黄,交给售前确认。