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协作机器人（Cobot）的设计初衷是与人类在同一空间内近距离工作，因此其安全性至关重要。与传统工业机器人不同，协作机器人必须具备感知碰撞、限制力量及快速停止的能力。为了确保人机协作的安全，必须依据相关标准进行严格的安全测试。本文将详解协作机器人安全测试的核心项目与评估标准。
一、安全测试依据标准
协作机器人的安全测试主要遵循国际与国家标准。
主要参考标准：
- ISO 10218：机器人系统与集成安全要求。
- ISO/TS 15066：机器人系统与集成 – 协作机器人专项标准。
- GB 11291：中国机器人安全国家标准。
这些标准规定了力、速度、功率及间距的具体限值。
二、核心安全测试项目
安全测试覆盖机械、电气及控制多个层面。
| 测试项目 | 测试内容 | 合格判据 |
|---|---|---|
| 力与压力限制 | 测量碰撞时施加在人身体各部位的力 | 不超过 ISO/TS 15066 规定阈值 |
| 速度与分离监控 | 检测人员靠近时机器人是否减速或停止 | 保持安全距离，无接触风险 |
| 手动引导 | 验证人工拖动机器人时的阻力与响应 | 引导顺畅，松开即停 |
| 急停功能 | 触发急停按钮后的停止时间与距离 | 符合性能等级 PLd 或 PLe |
三、生物力学测试方法
为了评估碰撞伤害，需使用专用测试设备。
- 测力传感器：模拟人体不同部位（头、胸、手）的受力情况。
- 假人模型：具有人体生物力学特性的测试假人，用于碰撞实验。
- 压力分布膜：记录接触面上的压力分布，评估局部压强风险。
这些数据用于判断碰撞是否会造成疼痛或组织损伤。
四、风险评估与验证
测试不仅仅是测量，还包括风险评估。
- 危险源识别：列出所有可能的机械、电气及热力危险。
- 风险估计：评估伤害发生的概率与严重程度。
- 保护措施验证：确认安全功能（如皮肤感应）是否有效降低风险。
- 剩余风险评估：确认采取保护措施后风险是否可接受。
总结
协作机器人安全测试是确保人机和谐共处的关键防线。通过严格的力限制、速度监控及生物力学测试，可以量化机器人的安全性能。合规的安全测试不仅能满足法律法规要求，更能增强用户信心，推动协作机器人在更多敏感场景中的落地应用。
汇策晟安检测提供专业的协作机器人安全测试服务。我们依据 ISO/TS 15066 等国际标准，配备生物力学测试假人及高精度测力设备，可开展力与压力限制测试、速度监控验证及风险评估。我们的服务涵盖协作机器人安全合规检测、功能安全评估、风险分析及整改建议，旨在帮助客户确保产品符合全球安全标准，降低法律与使用风险。
