机械设备服务介绍

随着工业自动化普及，自动焊接机器人在汽车、工程机械等行业的应用愈发广泛。其高效焊接能力提升生产效率的同时，高速运动、电弧辐射、电气隐患等风险也随之凸显。为规范机器人安全设计与测试，我国出台了多维度国家标准，覆盖机械、电气、焊接工艺等核心环节，为企业开展安全性能验证提供了明确的技术依据。

GB 11291.1-2011：基础安全与风险评估的底层逻辑

GB 11291.1-2011《工业环境用机器人 安全要求 第1部分：机器人》是自动焊接机器人安全的“总则”。标准要求制造商必须全面识别机器人全生命周期的危险——从机械伤害（如臂端碰撞、焊枪脱落）到热伤害（电弧、飞溅物），再到电气伤害（漏电、电磁干扰）和有害气体（焊接烟尘中的一氧化碳），确保无遗漏。

风险评估需遵循“分析-评价-降低”三步法：先通过模拟运行、现场调研列出所有潜在危险；再结合伤害程度（轻微划伤到死亡）和发生概率（频繁到罕见）评定风险等级；最后按“本质安全优先”原则降低风险——比如机器人臂的高速运动风险，优先通过限制空载速度不超过2m/s实现本质安全，而非仅依赖外围防护栏。这种底层逻辑确保安全设计从源头抓起，而非事后补救。

GB 11291.2-2013：机械安全的刚性约束

GB 11291.2-2013《工业环境用机器人 安全要求 第2部分：机器人系统与集成》聚焦机械安全的具体细节。运动部件防护是重点：机器人工作区域必须设物理防护栏，高度不低于1.2米，栏柱间距≤120mm（防止人员钻越）；防护栏入口需装联锁装置，打开时机器人立即断电停止，避免人员误入。

末端执行器（焊枪）的固定要求更严格：连接部位需用双螺母或销钉防松，需通过1.5倍额定载荷的拉力测试——比如额定载荷5kg的焊枪，需承受7.5kg拉力不松动，防止焊接中掉落伤人。急停装置是“最后一道防线”：系统需设至少2个独立急停按钮（本体和控制柜各一个），按钮为红色蘑菇头，直径≥40mm，按下后所有轴立即断电，且需手动旋转才能复位，避免误触重启。

GB 5226.1-2019：电气安全的细节规范

自动焊接机器人的电气安全需符合GB 5226.1-2019《机械电气安全 机械电气设备 第1部分：通用技术条件》。绝缘电阻是基础指标：动力电路（电机供电）绝缘电阻≥1MΩ，控制电路（传感器、PLC）≥2MΩ，测试用500V兆欧表；保护接地要求更细——接地端子与金属外壳的电阻≤0.1Ω，接地导线截面积≥1.5mm²（铜芯），确保漏电时电流快速导入大地，避免人员触电。

电磁兼容性（EMC）是防止误动作的关键。标准要求机器人通过静电放电（±8kV接触放电、±15kV空气放电）和射频辐射（10V/m）测试——比如焊接现场的电焊机产生电磁干扰，机器人控制电路需用屏蔽电缆、控制柜接地，确保干扰下不会突然启动或轨迹偏移。这些细节直接关系到机器人运行的稳定性，避免因电气问题引发安全事故。

GB/T 12642-2013：焊接工艺的特殊安全要求

GB/T 12642-2013《工业机器人 性能规范及其试验方法》针对焊接工艺的安全痛点提出要求。电弧辐射防护方面，焊接工位必须装遮光罩，遮光号≥12号（符合GB/T 3609.1），覆盖焊接区域全部视角，且与机器人运动联动——机器人移动时遮光罩同步跟随，确保电弧始终被遮挡，防止紫外线灼伤眼睛。

有毒气体排放要求更具体：焊接烟尘浓度需符合GBZ 2.1（如一氧化碳≤30mg/m³），因此工作站必须装局部通风装置，通风口正对焊接点，风速≥0.5m/s（热球风速仪测量）；过滤装置需定期更换，确保对0.3μm颗粒物过滤效率≥90%。飞溅物防护也不放松：机器人臂杆、关节需涂防飞溅涂层（如聚四氟乙烯）或装可拆卸防护板，防止飞溅物粘附导致部件磨损或短路。

GB/T 39405-2020：协作机器人的“人机共存”安全

对于需与人员协同工作的焊接机器人（协作机器人），GB/T 39405-2020《协作机器人 安全要求及测试方法》给出特殊规则。碰撞安全是核心：机器人与人体碰撞时，峰值力≤150N，持续力≤50N（用测力传感器模拟碰撞），碰撞后立即停止并声光报警，避免造成挤压伤。

安全监控区域需分三级：用激光雷达或视觉传感器划“安全区-警告区-危险区”。人员进入警告区（距机器人1米），机器人降速至原速度50%以下；进入危险区（0.5米内），立即停止。手动引导功能也有约束：必须设“引导按钮”（需双手按压或持续按住），按下后才会跟随手动调整姿态，防止误触导致机器人突然运动。这些要求让“人机协作”从概念落地为可操作的安全准则。

GB/T 14283-2008：安全性能的测试验证方法

GB/T 14283-2008《工业机器人 性能规范及其试验方法》规定了安全性能的测试流程。重复定位精度测试用激光跟踪仪，测量末端10次重复运动的位置误差，弧焊机器人要求≤±0.05mm——精度不达标会导致焊接轨迹偏移，引发碰撞或焊接缺陷。

安全功能测试更注重实操：急停测试需测停止时间（按钮触发到轴停≤0.5秒）；联锁装置测试需打开防护栏，检查机器人是否立即停止且无法启动；碰撞检测用软质探头（直径100mm泡沫球）撞击臂杆，看是否停止报警。耐久性测试要求连续运行1000小时（模拟两班制），运行后检查减速机、轴承磨损量≤设计值10%，确保长期运行的安全性。这些测试方法让安全要求从“纸上条款”变成可验证的指标。