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机器人执行器选型要兼顾哪些安全标准?

机器人执行器选型要兼顾哪些安全标准? CK共享实验室
2026-04-15
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导读:在为机器人执行器(包括末端执行器和关节执行器)进行选型时,安全标准的考量已不再仅仅是“不伤人”那么简单,而是需

在为机器人执行器(包括末端执行器和关节执行器)进行选型时,安全标准的考量已不再仅仅是“不伤人”那么简单,而是需要兼顾物理安全功能安全电气安全以及特定场景的合规性

结合2025-2026年的最新标准动态,以下是执行器选型时必须兼顾的四大类安全标准:

1. 物理与机械安全标准(防伤害底线)

这是执行器选型最基础的“红线”,主要防止夹伤、碰撞和挤压。

  • ISO 10218 / ISO 13849 系列
    :这是工业机器人的核心安全标准。特别是 ISO 10218-1/-2(2025年已发布重大修订版),它对机器人本体和系统的机械结构提出了要求,包括锐边去除、防护等级(IP)以及紧急停止时的机械响应。
  • ISO/TS 15066
    :如果你的执行器用于协作机器人(Cobot),这是必须参考的标准。它量化了人机接触的物理极限,例如:
    • 力限制
      :规定了不同身体部位(如手指、手臂、头部)可承受的最大瞬态和准静态接触力。
    • 速度限制
      :在人员进入共享空间时,执行器的运动速度必须降至安全阈值以下(如0.1m/s)。
  • GB/T 20867.1-2024
    :针对工业机器人的安全实施规范,规定了执行器在安装和使用过程中的具体防护措施。

2. 功能安全标准(PL/SIL等级)

这是选型时最容易被忽视,但对系统集成至关重要的部分,主要关注执行器在故障情况下的行为。

  • ISO 13849-1
    :这是机械安全的通用标准,选型时需关注执行器(含驱动器)能否达到所需的 性能等级(PL)
    • PLd 级要求
      :目前主流的协作机器人执行器通常要求达到 PLd 级别,这意味着其每小时危险失效概率需低于 $10^{-7}$。
    • SIL 等级
      :对于涉及安全仪表系统的执行器,可能需要符合 IEC 61508 或 IEC 62061 的 SIL 等级。
  • 双通道/冗余设计
    :为了满足高PL等级,选型时应优先选择具备双编码器、双回路电流采样或冗余通信接口的执行器,以防止单点故障导致的安全失效。

3. 电气与网络安全标准(硬性合规)

随着执行器智能化程度的提高,电气和网络信息安全也成为选型的关键指标。

  • 电气安全
    • GB/T 5226.1
      :机械电气安全标准,选型时需确保执行器的绝缘电阻(通常要求 $\ge 1M\Omega$)、耐压测试和漏电流(通常 $\le 0.5mA$)符合该标准。
  • 网络安全
    (新趋势):
    • ISO/SAE 21434
       或 IEC 62443:新版标准(如ISO 10218:2025)已开始强调网络安全。选型时需确认执行器是否具备防篡改、数据加密或安全启动(Secure Boot)功能,防止黑客通过控制总线(如EtherCAT)发送恶意指令导致执行器失控。

4. 场景化专项标准(精准匹配)

不同应用场景对执行器有特殊的选型要求,不能“一把抓”。

应用场景
核心选型标准
关键选型指标
工业协作 GB 11291.2-2020
力控分辨率($\le 0.1N$)、碰撞检测响应时间($\le 100ms$)
家庭/服务 ISO 13482
噪音($\le 55dB(A)$)、表面温度($\le 45℃$)、IP防护等级
医疗康复 IEC 60601-1
电气隔离、生物兼容性、微力控精度($\le 0.1N$)
移动/复合机器人 ISO 3691-4
振动耐受性、急停时的保持力(断电不掉落)

💡 选型避坑指南

  1. 看“身份证”
    :采购时务必索要执行器的CE认证(含MD机械指令和EMC电磁兼容指令)或UL认证报告,确认其符合上述标准。
  2. 关注2025新版变化
    :新版 ISO 10218:2025 对“Class I”(低负载)和“Class II”(高负载)机器人进行了区分,选型时需根据机器人的负载类别确认对应的安全等级要求(Class I可能只需PL b,而Class II通常需PL d)。
  3. 验证测试
    :不要只看参数表。要求供应商提供第三方检测报告,或自行进行“边缘测试”(用手指轻触执行器运动边缘,验证其是否能灵敏停止或回退)。

【声明】内容源于网络
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