协作机器人风险评估清单:免围栏上线前的 ISO/TS 15066

协作机器人风险评估:臂≠本质安全;整站=臂+EOAT+工件+布局;ISO/TS 15066 四类协作方式与力限思路;换型须重评。Cobot 协作机械臂免围栏上线前清单,对接安全与 I/O 采购范围。

Roooll r-Core 协作机器人(标准型)- 精密主力,5kg 额定负载(最大 7kg)、922mm 工作半径、±0.02mm 重复定位精度,工业级品质,面向工业现场,适配医疗与电子装配。

简要结论

协作臂不是「买来就安全」:安全对象是整站——臂、末端、工件、速度、布局与人行路径

上线前交付物:危险源识别、风险评估、消减措施、残余风险说明、验证记录;免围栏尤其不能口头过关

ISO/TS 15066:提供协作应用的力/压与间距等指导框架;人旁协作时常与 ISO 10218 / ISO/TS 15066 一并对照——Roooll 不替代完整标准文本,也不出具「合规证书」

换型 = 可能重评:换爪、换件重、改路径或改人区,都可能让旧评估失效

采购范围对齐安全与 I/O

免围栏宣传很好记,现场事故却很少写在宣传册上。风险评估要回答的是:谁会碰到什么、以多大能量、以什么频率,以及挡不住时怎么停。把这四问写进立项会纪要,比争论「是不是协作」更有用。

协作不等于本质安全

「协作」描述的是一种允许人机共享空间的设计意图与功能组合,不是对整站的免责声明。尖角工件、夹紧力、掉件、旋转工具、热件与线缆卷入,都可能比臂本体更危险。评估边界必须画到:最重件 + 工具 + 转接后的 TCP、最大合理速度、人可能站立的位置。

常见误读有三种:把样本册的「力限」当成整站证书;把示教慢速当成自动模式已安全;把「人可以站旁边」当成「人可以任何时候伸进工作区」。三种都会在量产第一周被现实打回。

上线前建议怎么走(检查思维,不是证书流程)

冻结任务与模式:自动 / 手动 / 缩减各跑什么路径、谁可以进入

危险源走查:臂 + EOAT + 件 + 布局 + 临时维修姿势一起走

评分与分级:按你们公司的矩阵打可能性 × 严重度(方法 internally 统一即可)

选协作方法组合:监控停止、手导、速度间距、PFL——常常是混合,不是单选

验证:力/压或间距抽测、急停与联锁,留下仪器与工况

文档与变更控制:换型触发表进工艺纪律

缺第 5、6 步的「评估」,通常只是会议纪要。

整站范围清单(先勾范围)

是否纳入本次评估项目备注
臂与控制器、示教器含固件安全功能版本
EOAT(夹爪/真空/焊枪/砂光)夹紧力、锋利边、旋转件
工件与托盘掉落半径、锋利、高温
基座、台面、滑动地轨锚定与倾覆
输送/门/机床接口联锁逻辑
人行与操作位含临时维修姿势
速度与模式手动、自动、缩减模式

范围漏勾最常见的是「临时维修姿势」和「满载掉件半径」。评估若只拍正常操作站位,换刀、清屑时人会站到从未评估过的位置。

四类协作方式(高阶,便于分工)

标准讨论里常见四类协作方法(名称以标准文本为准,这里只作现场分工提醒):安全级监控停止、手导、速度与间距监控、功率与力限制(PFL)。多数「免围栏卖点」盯着 PFL,但真实单元常常混合:接近时限速、接触时限力、门区仍可能要联锁。选型会上先问清「你们声称的是哪一种组合」,再问「验证怎么做」。

组合常见说法现场要追问的
「全程 PFL」最高速、最重件、最锋利边是否仍在验证工况内
「靠近才限速」区域传感器失效时的降级策略
「手导示教」自动模式是否另有评估,不能混为一谈
「门区联锁 + 内侧协作」门开时运动禁止范围是否写清

危险源识别(现场清单)

挤压与剪切:臂与台面、爪与治具、门与臂

撞击:高速点到人肘/头可能站立区

夹紧与刺伤:指尖力、真空吸破失败后的甩动

掉件:满载时的落地半径与二次弹跳

工艺危害:焊接烟尘/弧光、打磨粉尘、热塑件

电气与气动:急停回路、气阀失电状态

误操作:示教模式未限速、旁路联锁

走查时用「最坏合理工况」:最重件、最快合理速度、最差夹持、新人站位。只评估空载慢速,等于没评估。

功率与力限制:思路,不编造身体区域表

PFL 的核心思路是:在可合理预见的接触里,把力与压强限制在可承受的指导值内,并用速度、形状、衬垫与停机策略一起消减。身体不同区域的指导值在标准中有表——不要把网上摘抄的数字写成「Roooll 实测」或「本厂已验证」;验证应由具备方法的集成商/安全工程师按你们的接触场景做,并留下仪器与工况记录。尖角工具会让「力限臂」立刻失效:力限的是接触能量路径,不是魔法护盾。

验证记录至少应能回答:测的是哪一种接触(准静态/瞬态)、工具与件的哪一姿态、速度多少、重复几次、失败时如何处理。写不出这五项的「已力测」,采购端应打回。

消减措施层级(按优先级想)

消除:去掉不必要的锋利工装或危险路径

替代:改治具呈现,减少人进入

工程:限速、限力、光幕/区域扫描、联锁门

管理:锁机程序、许可、培训

PPE:只作残余风险补充,不作唯一措施

现场最常见的颠倒是:先发手套和警告牌,再谈限速。层级反了,残余风险说明会很难写圆。

文档交付物(上线前门禁)

交付物用途缺了会怎样
危险源与风险矩阵证明识别做过争议时无据
措施与残余风险证明不是「只有宣传」免围栏口头过关
验证记录(力/压或间距抽测)证明功能按设计工作量产第一周才发现参数虚设
布局图与人区换班可交接临时站位失控
变更控制表换型触发重评换爪后仍用旧评估
操作与异常清机步骤减少旁路诱惑夜班旁路联锁

换型与重评触发

以下任一发生,默认打开重评,而不是「差不多就行」:更换 EOAT 或显著改夹紧力;工件质量/质心明显变化;TCP 速度或路径进入新人区;增加砂光/焊接等工艺危害;移动基座或改地轨行程。高混产线要把「配方变更 → 安全变更」写进工艺纪律。

例:码垛从 8 kg 纸箱换成 15 kg,或打磨头从平面砂盘换成带尖角的型材轮——哪怕臂没换,评估对象已经变了。

和采购文的分工

本文是上线前检查思维;哪些 I/O、安全装置、评估人天应写进第一封报价,见 安全与 I/O。布局人区见 工位布局。末端几何进评估见 末端指南。机型粗选用 横向对比 / 选型顾问——但负载短名单过了,不等于安全评估过了。

FAQ

买了协作臂是不是可以免围栏?
不一定。取决于整站风险与验证结果;有的单元仍需要局部围栏或区域限制。
ISO/TS 15066 是不是证书?
不是。它是技术规范/指导框架;合规论证由项目方与有资质方完成,Roooll 页面不替代标准全文。
力限是不是对人绝对安全?
不是。工件锋利边、夹紧、掉件和高速冲击仍可致伤。
谁签字才能量产?
按你们公司的安全职责与当地法规;至少要有评估人、验证记录与生产负责人的放行节点——具体职称因企业而异。
软件升级要不要重测?
若涉及安全功能、限速限力参数或联锁逻辑,应纳入变更控制并评估是否重测。
评估可以只做纸面吗?
纸面识别必须有;没有验证记录的纸面,通常不够支撑免围栏量产放行。

下一步

采购范围对齐:安全与 I/O

布局人区:工位布局

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你的下一套协作单元,新的可能

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