由于使用高速、重负载和锋利的工具，工业机器人的运行通常会存在风险。确保这些机器人附近的人类操作员的安全至关重要。IEC 61496 是规范电敏防护设备 (ESPE) 设计和应用的国际标准，为使用安全传感器等器件实施的安全措施提供框架。

雷达传感器非常适合检测是否进入危险区域，提供可调的保护区。雷达传感器的放置位置应覆盖机器人的工作区域，确保监控到所有潜在的入口点。可以定义不同的区域，如 图 3-5 所示。

如果有人进入黄色警告区，系统会降低机器人的速度，在发出警告的同时使机器人能够继续运行。在指定的安全时间内，如果有人闯入红色危险区，系统会启动机器人紧急停止，以防止造成伤害。

安全评估是设计工业机器人应用的关键步骤，尤其是在人类工人与机器人近距离接触的无防护环境中。下面是一个高度简化的安全评估和计算示例。对于此特定示例，考虑工业机器人的情况，并根据典型机械臂、速度、停止时间与典型人类工人的速度进行风险评估，为考虑的安全时间提供背景信息。

关键定义

• 停止区：

  机械臂达到其运动的最远距离时，机器人可能撞到人类的区域。

  UR10 机械臂伸展距离：1.0m

  -> 停止区：1.0m

• 减速区：

  机器人必须减速的区域，防止以最大速度移动的人类在机器人停止期间进入停止区域。

  最大人类速度：3.6m/s (13km/h)

  最坏情况下的停止时间：1,250ms（1.25 秒）

  减速区必须大于 3.6m/s * 1,250ms + 1m = 5.5m

  -> 目标减速区：6.0m（向上取整以留有余量）。

• 安全时间计算

  安全时间是考虑系统反应延迟所需的余量。

  安全时间约等于（目标减速区域 - 最小减速区域）/最大人类速度

  0.5m/3.6m/s = 138.9ms

  为了提供额外的安全余量，安全时间向上取整为 100ms，这看起来是一个切合实际的值。

  这一简化的安全评估强调了在定义关键安全参数时了解机器人能力和人类因素的重要性。在此示例中，主要结果包括：

• 停止区：1.0m
• 目标减速区：

  6.0m

• 安全时间：

  100ms