GB∕T 36008-2018
基本信息
标准号： GB∕T 36008-2018
中文名称：机器人与机器人装备 协作机器人
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
GB∕T 36008-2018 机器人与机器人装备 协作机器人
GB∕T36008-2018
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标准内容
ICS25.040.30
中华人民共和国国家标准
GB/T36008—2018/ISO/TS15066:2016机器人与机器人装备
协作机器人，
Robots and robotic devicesCollaborative robots（ISO/TS15066:2016.IDT)
2018-03-15发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2018-10-01实施
GB/T36008—2018/IS0/TS15066:2016前言
规范性引用文件
术语和定义
协作工业机器人系统设计
协作应用设计
危险识别与风险评估
5协作机器人系统应用要求
与安全相关的控制系统性能
协同工作空间设计
协作机器人操作设计
协同操作
验证与确认
使用信息…
协作机器人操作的具体信息
7.3协作机器人系统的描述
7.4工作区应用描述·
7.5作业任务描述·
7.6功率与力限制应用的具体信息目
附录A（资料性附录）准静态与暂态接触的限制：-
参考文献
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。GB/T36008—2018/ISO/TS15066:2016本标准使用翻译法等同采用ISO/TS15066：2016《机器人与机器人装备协作机器人》。与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：GB/T157062012
GB/T167542008
-GB/T19876—2012
设计通则风险评估与风险减小（ISO12100：2010，IDT）机械安全
机械安全
设计原则（ISO13850：2006IDT）急停
机械安全
(ISO13855:2010,IDT)
GB5226.1—2008bZxz.net
1:2005.IDT)
机械电气安全
本标准由中国机械工业联合会提出。与人体部位接近速度相关的安全防护装置的定位机械电气设备
第1部分：通用技术条件（IEC60204-本标准由全国自动化系统与集成标准化技术委员会（SAC/TC159)归口。本标准起草单位：北京机械工业自动化研究所、邀博（北京）智能科技有限公司、北京航空航天大学、北京联合大学，立宏安全设备工程（上海）有限公司，首都师范大学本标准主要起草人：杨书评、邹莹、魏洪兴、李煜、王海丹、李立言、杨秋影、邵振洲、刘颖、施智平。1
GB/T36008—2018/ISO/TS15066:2016引言
协作机器人的目的是为了整合机器人的重复工作特性与人的技能。人类有很好解决不确定动作的能力；而机器人的作业呈现出精确性、强度以及承受力。为达到安全性，在机器人传统应用中，机器人运行时要排斥操作员进入其操作区域。这样各种需要人工干预的作业经常不能使用机器人系统来自动完成本标准提供了一种人机共用同一工作区域的协作机器人的操作指导。在这类操作中，安全相关的控制系统集成具有重要意义，特别是在控制速度，力等这类过程参数的时候。提供易于理解的风险评估，评估的内容不仅包括机器人系统本身，还包括它们所处环境，例如工作空间。在实现人与机器人系统协作的应用时，也可能涉及人体工学，例如改善工人的工作姿势。本标准增补并支撑了工业机器人安全标准ISO10218-1:2011和GB11291.2—2013，并提供了协作机器人已识别操作功能的附加指导。本标准中所描述的协作机器人，其使用符合ISO10218-1：2011中的要求，而其集成符合GB11291.2—2013。
注：协作机器人是一个发展中的领域。本标准所列的功率和力的限制值期望未来版本来改进。1
iiiKAoNikAca
1范围
GB/T36008—2018/IS0/TS15066:2016机器人与机器人装备协作机器人本标准规定了协作工业机器人及其工作环境的安全要求.并为ISO10218-1：2011和GB11291.2-2013中所述协作工业机器人操作增补了要求和指导。本标准适用于IS0O10218-1：2011和GB11291.2一2013所述工业机器人，而不适用于非工业机器人，尽管其所提的安全性原则也能被用于其他类型机器人。注：本标准不适用于在其发布之前所设计的协作应用。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB11291.2一2013机器人与机器人装备工业机器人的安全要求第2部分：机器人系统与集成（ISO10218-2：2011，IDT)
ISO10218-1：2011机器人与机器人装备工业机器人的安全要求第1部分：机器人（Robotsand robotic devicesSafety requirements for industrial robotsPart l:Robots)ISO121o0机械安全设计通则风险评估与风险减小（Safetyofmachinery一Generalprinciples for designRisk assessment and risk reduction,ISO13850机械安全急停功能设计原则（SafetyofmachineryEmergencystopfunctionPrinciples for design)
ISO13855机械安全与人体部位接近速度相关的安全防护装置的定位（SafetyofmachineryPositioning of safeguards with respect to the approach speeds of parts of the human body)IEC60204-1机械安全机械电气设备第1部分：通用要求（Safetyofmachinery—Electricalequipment of machines-Part l: General requirements)3术语和定义
ISO10218-1:2011、GB11291.2一2013、ISO12100界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
collaborative operation
协同操作
规定了一种专门设计的机器人系统与一名操作员工作于协同工作空间中的行为。注：改写ISO10218-1：2011，定义3.4。3.2
功率power
机械功率mechanicalpower
工作的机械效率，或单位时间内的耗能。注：所述功率并不等同于电子设备的额定功率，如电机。1
iiiKANiKAca
GB/T36008—2018/IS0/TS15066:20163.3
协同工作空间collaborativeworkspace在操作空间内，机器人系统（包括工件）与人在生产活动中能同时执行任务的工作空间注：见图1。
注：改写ISO10218-1:2011，定义3.5。3.4
准静态接触
quasi-staticcontact
操作员与机器人系统部件之间的接触，这种接触操作员身体部位可能被夹在机器人系统运动部件以及另一个机器人单元固定或运动部件之间。3.5
transient contact
暂态接触
操作员与机器人系统部件之间的接触，这种接触操作员的身体部位没被夹住，在并能从机器人系统移动部件上反弹或撤回。
保护性间距
protectiveseparationdistance机器人系统的任何危险移动部件与协同工作空间内的人之间的最短允许距离。注：该值可能是固定的或者变化的。3.7
人体模型
bodymodel
按照生物力学特征所组成的单个身体部位的人体表示。4协作工业机器人系统设计
4.1通则
GB11291.2一2013描述了工业机器人及其机器人系统（包括协作机器人在内）集成安全性要求，协作机器人的操作特性与传统机器人系统及其他机器和设备截然不同。在协作机器人操作中，操作员可以近距离地工作在加载了动力的机器人旁边，且在协同工作空间中二者之间有发生物理接触。见图1。说明：
操作空间：
协同工作空间。
图1协同工作空间示例
HiiKAoNiKAca
GB/T36008—2018/ISO/TS15066:2016任何协作机器人系统设计都需要保护性措施。以时刻保证在机器人进行协同作业时操作员的安全。风险评估是必要的，需要在协作机器人系统应用时进行相应的识别危险和评估风险，以采取措施减小风险。4.2协作应用设计
协作机器人系统与相关单元布局设计的关键环节是消除危险和减小风险，并能包括或影响工作环境的设计。在布局设计过程中应考虑以下因素：a）建立协同工作空间的物理限制（三维）。b）协同工作空间、通道和间隙：1）描述限定空间和协同工作空间；2）对协同工作空间的影响（例如：物料存放、工序要求、障碍物等）；障碍物周边间隙的要求，例如夹具，设备及支撑物等；3
操作员的可达区域；
操作员与机器人系统部件之间预期的及可合理预见的接触；5）
通行路线（例如：操作员路线、物料搬运到协同工作空间）；6）
滑倒、倒和摔倒的危险因素（例如：电缆槽、电缆、不平的表面、手推车）。7）
设备的人体工学和人机界面：
控制的明确性；
协同操作中可能出现的压力、疲劳或注意力不集中；2）
操作员的错误或误用（有意或无意）；3）
操作员对机器人系统和相关设备操作可能产生的反射性行为；4）
操作员所需的训练水平与技能；5）
在预期的操作以及可合理预见的误用过程中，可被接受的生物力学限制；6）
单次或反复接触的潜在后果。
使用限制：
任务描述，包括操作员所需的训练和技能；1）
接近协作机器人系统的人或小组的标识：潜在预期的及未预期的接触情况；3）
进人限制：仅授权操作员进人。4）
转换（时间限制）：
1）协同操作的启动和结束；
2）协同操作与其他类型操作之间的转换。4.3
危险识别与风险评估
4.3.1通则
集成商应按GB11291.2一2013中4.3对协同操作进行风险评估，特别要考虑到操作员和机器人系统之间所涉及的潜在预期接触或者可合理预见的未预期接触，另外，操作员在协同工作空间中交互预期的可达性也要考虑。
用户宜参与风险评估和工作空间设计，集成商负责协调该参与过程并选择满足应用要求的机器人系统组件。
4.3.2危险识别
机器人与机器人系统的主要危险列表包含在GB11291.2一2013的附录A中，它是按IS012100进行危险识别和风险评估的结果。特定的协作应用（例如焊接、装配和研磨加工)可造成额外的危险（如烟雾、气体、化学物质和热物质）。这些危险应在特定协作应用中通过风险评估单个处理。3
iiiKAoNikAca
GB/T36008—2018/IS0/TS15066:2016危险识别的流程应至少包含以下内容：a）机器人的相关危险，包括：
1）机器人特性（如载重、速度、力、动量、力矩、功率、几何形状、表面形状与材料等）；2）机器人中的准静态接触条件；3）临近机器人的操作员位置（如工作于机器人下方）。b）
机器人系统的相关危险，包括：1）未端执行器与工件的危险，包括缺少人体工学设计、锋利边缘，工件缺失、凸出、使用换刀装置等；
2）与零件摆放、结构朝向有关的操作员运动与位置（夹具、支撑物、墙等），以及夹具上的危险位置；夹具设计，夹具位置与操作，以及其他相关危险3
判定接触是暂态的还是准静态，以及操作员哪些身体部位可能会受影响；4
任何手控机器人的引导设备的设计与摆放（例如可达性、人体工学、潜在误用、来自控制与状态指示中可能的混淆等）：
6）影响与周边效果（如邻近机器的保护罩被移开、激光切削的逼近等）。c）应用的相关危险，包括：
1）过程中的特定危险（如温度、部件进出、焊接飞溅等）；2）个人防护装置使用所导致的限制；3）人体工学设计的不足（如导致缺失注意力，不合理操作等）。4.3.3任务识别
集成商应与用户讨论，识别与机器人单元有关的任务并将其文档记录。所有在合理范围内可预见的任务与危险都应一同进行识别。协作任务的特性如下：a）操作员和运动的机器人系统处在协同工作空间下的频率与持续时间（例如，与外部夹具的协作组装）；b）操作员与具有驱动源或应用相关能量活动源的，机器人系统接触的频率与持续时间（例如，手动引导、与工具或工件的物理交互等；c）非协同操作与协同操作之间的转换；协同操作完成之后，进行自动或手动重启机器人系统的动作；d)
涉及多个操作员的任务；
协同工作空间中的任何额外任务。4.3.4危险消除与风险减小
识别危险后，在采取风险减小措施前，应评估与协作机器人系统相关的风险。这些措施基于以下基本原则，并按优先顺序列出（见GB11291.2一2013的4.1.2）：a）通过设计消除危险或通过替代降低其风险；b）
通过安全防护措施防止操作员接触危险，或在操作员接触危险之前确保危险降至安全状态（例如停车、限制力、限制速度）；c）提供诸如使用资料，培训、标记、人员保护设备等补充性保护措施对于传统机器人系统来说，风险减小通常通过防护装置分隔操作员和机器人系统实现。而对协同操作来说，风险减小主要通过机器人系统及其协同工作空间在设计与应用时解决。针对协同操作风险减小的具体措施见第5章。
5协作机器人系统应用要求
5.1通则
具有协作应用的机器人系统应符合ISO10218-1:2011和GB11291.2一2013的要求。本章相关补4
iiiKAoNikAca
GB/T36008—2018/ISO/TS15066:2016充信息见ISO10218-1：2011的5.10和GB11291.2—2013的5.11。5.2与安全相关的控制系统性能
与安全相关的控制系统功能应符合ISO10218-1:2011的5.4或GB11291.2—2013的5.2。5.3协同工作空间设计
协同工作空间设计应让操作员执行所有预期任务。机器或设备引人的任何风险都应得到充分削减，其相应措施应标注在风险评估中。设备与机器的位置摆放不宜增加额外的危险。轴及空间的安全软限位宜参照IS010218-1：2011中5.12.3所述，并根据实际情况采用，以减少受限制空间的尺寸与整个身体被机器人系统卡住或轧伤有关的风险，以及如建筑部件、结构、设施或其他机器设备等造成的风险，应当被削减或安全管控。宜按GB11291.2一2013中5.11.3提供安全间隙。注：符合5.5.4和5.5.5设计的系统安全问隙可能不同。如果协同工作空间中的其他机器表现出某种危险，其保护性措施应符合GB11291.2一2013中5.1.2。任何安全相关功能应符合5.2的要求。5.4协作机器人操作设计
5.4.1通则
协作机器人操作的设计要求由ISO10218-2：2011的5.11提供。5.5中的操作方法在设计协作应用时，可单独应用或合并应用。在控制系统安全相关部分检测到的任何失效，都应根据GB11291.2一2013中5.3.8.3引发保护性停止。这种停止发生时，操作不应被恢复，直至被协同工作空间外的谨慎重启动作重置。5.4.2保护措施
协同工作空间内所有人均应被保护措施所保护。协同工作空间内使用的安全防护应满足GB11291.2—2013中5.10的要求
协同工作空间的激活安全参数设置与配置信息应按唯一标识符（例如校验和)来阅读和存档，由此配置的改变能够易于识别（见IS010218-1：2011中5.12.3）。设定与调整协作安全参数应进行密码保护或类似措施，以免受到未授权操作或意外操作影响。5.4.3停止功能
在协作操作期间，操作员应在任意时刻利用单一动作实现机器人停止，或者可无阻碍地离开协同工作空间。
停止机器人运动的方法包括但不限于：a）使能设备；
b）急停设备；
c）手动停止机器人，如果机器人包含该功能。急停设备的数量与位置摆放应依据风险评估来指定，并应满足ISO13850的要求。5.4.4非协同操作与协同操作之间的转换协同操作与非协同操作之间的转换是协作应用中特别关键的部分。应进行这些设计以免在转换过程中机器人系统对操作员产生不可接受的风险。注：协同与非协同操作之间的转换可以使用可视化指示来识别。5
GB/T36008—2018/IS0/TS15066:20165.5协同操作
5.5.1通则
协同操作可以包含以下的其中一种或多种方法：安全适用的受监控停止；
手动引导：
速度与分离监控；
功率与力的限制。
安全适用的受监控停止
5.5.2.1描述
在该方法中，安全适用的受监控停正特性使机器人停止运动，以允许操作员在协同工作空间中和机器人直接交互并完成任务（例如，给末端执行器加装零件）。如果协同工作空间里没有操作员，机器人就进行非协同操作。如果该安全适用的受监控功能激活，机器人应停止运动，此时操作员才可以进人协同工作空间。只有在操作员离开协同工作空间以后，机器人系统才可以无干预的自行恢复5.5.2.2
机器人要求
进行安全适用受监控停止功能的协同操作时，采用以下机器人系统应用要求：机器人运动被限制时，其限制应符合ISO10218-1:2011的5.12；a
机器人应依据ISO10218-1：2011的5.5.3配置保护性停止功能b）
5.5.2.3机器人系统要求
安全适用受监控停止功能的操作见图2。机器人系统只有在操作员不处在协同工作空间中的时候才被允许进人协同工作空间。若操作者不在协同工作空间中，机器人系统则也可以进行非协同方式操作。操作者逼近协作工作空间
机器人运动或停止功能
内部以及
运动中
机器人通近协
作工作空间
内部，处于
安全适的
受监控停止
图2安全适用的受监控停止操作的真值表内部
保护性停出
协同工作空间应按照ISO13855的要求确认距离。机器人系统应配置能够检测操作者是否处在协同工作空间内的安全适用设备。根据风险评估的要求，进人协同工作空间之外的受限制空间应被阻止。6
GB/T36008—2018/ISO/TS15066:2016在使用安全适用的受监控停止功能时，操作者仅在以下条件下可以允许进人协同工作空间：a）当机器人系统或其他危险不在协同工作空间内时；b）当机器人系统在协同工作空间内，并且处在安全适用的受监控停止状态（停止类型2)时，根据ISO10218-1：2011的5.4，当操作者在协同工作空间内时，安全适用的受监控停止应一直处于激活的状态；
当机器人系统在协同工作空间内处于保护性停止（可依照ISO10218：2011的5.4和5.5.3）状c
态时。
在预期使用该功能时，机器人有可能会减低速度，根据IEC60204-1，引发安全适用的受监控停止（停止类型2）。
当操作员离开协同工作空间时，安全适用的受监控停止功能可以取消激活，此时机器人可以自动恢复。
根据IEC60204-1，任何违反上述操作要求的情况均可引发保护性停止（停止类型0）。5.5.3手动引导
5.5.3.1描述
在该操作方法中，操作员使用手动设备向机器人系统发送运动指令。在操作员被允许进人协同工作空间控制手动引导任务之前，机器人应处在安全适用的受监控停止状态（见5.5.2）。手动激活靠近机器人末端执行器的引导设备以完成任务用来进行手动引导的机器人系统可以配置额外的功能，例如力放大器、虚拟安全区或跟踪技术。在手动引导任务中，如果满足了5.5.5的要求，5.5.3的要求可以不采用。5.5.3.2要求
5.5.3.2.1通则
机器人应使用安全适用的受监控速度功能（ISO10218-1：2011的5.6.4），及安全适用的受监控停止功能（见5.5.2）。在风险评估中应确定安全适用的受监控速度限制。如果操作员的安全取决于限制机器人的运动范围，那么机器人应使用轴及空间的安全软限位（ISO10218-1：2011的5.12.3）。手动引导的操作顺序如下：
a）当机器人系统进人协同工作空间并触发安全适用的受监控停止（见5.5.2)时，机器人系统准备手动引导，然后操作员可以在进入协同工作空间；b）当操作员已经使用手动引导设备控制机器人系统时，安全适用的受监控停止被清掉，操作员可进行手动引导任务；
c）当操作员释放了引导设备，应触发安全适用的受监控停止（见5.5.2)；d）当操作员退出了协同工作空间，机器人可以恢复非协同操作，如果机器人系统还没准备好手动引导之前，操作员进人协同工作空间时，应产生保护性停正（IS010218-1：2011的5.5.3）
根据风险评估要求，进入协同工作空间之外的受限制区域应被阻止。5.5.3.2.2引导设备
机器人系统应配置包含急停（ISO10218-1：2011的5.5.2和5.8.4）和使能设备（ISO10218-1：2011的5.8.3)的引导设备，除非满足5.4.5中不使用使能设备的要求。引导设备的位置应考虑以下要求：a）操作员向机器人的逼近程度，以便操作员能够直接观察机器人运动且任何可能源自该运动危GB/T36008—2018/IS0/TS15066:2016险（例如，加载到末端执行器的控制）；操作员的位姿不应导致额外的危险（例如，操作员不在重载荷或者操作臂之下）；b）
C）操作员应处于无障碍地观察到整个协同工作空间的有利位置（例如，其他人进人到协同工作空间）。
手动引导设备的运动轴线与机器人运动轴线之间的映射应表示清楚并易于读懂。在使用手动引导设备时，机器人与末端执行器的运动方向应直观且可控。5.5.3.2.3手动引导与其他形式操作之间的转换手动引导操作与非协同操作以及其他形式的协作之间的转换不应引人额外的风险。操作员控制此类操作时应慎重操作（如激活使能设备）与行动（如离开协同工作空间）。在这些情况下应考虑的具体方面有：a）从手动引导到安全适用的受监控停止之间的转换（见5.1)中，机器人运动刹停与安全适用的受监控停止启动均不应引人额外的危险：从安全适用的受监控停止到手动引导之间转换时，不得引发不可预料的动作；b）
从手动引导到非协同操作之间的转换中，机器人系统在继续非协同操作之前，所有操作员应退c）
出协同工作空间；
从非协同操作到手动引导的转换时不应引人额外的危险。d)
5.5.3.2.4风险评估
风险减小可通过操作员直接控制机器人的运动结合适当的安全适用限速限位来实现，如风险评估所确定。风险评估应特别注意：a）允许操作员控制机器人与有关危险情况的安全适用受监控速度；b）
从机器人关闭使能或保护性停止开启到机器人实际停正之间的时间与距离，例如，涉及操作员和障碍物的工作空间布局；
c）由工件、末端执行器、外设或应用设备引起的危险。5.5.4速度与分离监控
5.5.4.1描述
在该操作方法中，机器人系统与操作员可能在协同工作空间中同时移动。操作员与机器人之间应随时维持一个保护性间距，以实现风险减小。机器人在运动期间，距离操作员的距离不应近于该保护性间距。当间距小于保护性间距时，机器人系统停止。当操作员远离机器人时，根据本章要求，维持保护性间距的机器人系统可以自行恢复。当机器人系统减速时，保护性间距也相应减小。5.5.4.2要求
5.5.4.2.1通则
机器人应配置安全适用的受监控速度功能（1S010218-1：2011的5.6.4）及安全适用的受监控停止功能（见5.5.2）。若操作员的安全取决于限制机器人的运动范围，机器人应配置轴及空间的安全软限位（1S010218-1：2011的5.12.3）。速度与分离监控系统应满足5.2要求。速度与分离监控应作用于协同工作空间内所有人。如果保护性措施的性能受限于被协同工作空间内的人数，那么最大人数应在使用信息中列出。如果超出了该最大数目，应产生保护性停止。如果机器人系统的危险部件与操作员之间的间距小于保护性间距，机器人系统应：a）启动保护性停止；
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中华人民共和国国家标准
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2018-03-15发布
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2018-10-01实施
GB/T36008—2018/IS0/TS15066:2016前言
规范性引用文件
术语和定义
协作工业机器人系统设计
协作应用设计
危险识别与风险评估
5协作机器人系统应用要求
与安全相关的控制系统性能
协同工作空间设计
协作机器人操作设计
协同操作
验证与确认
使用信息…
协作机器人操作的具体信息
7.3协作机器人系统的描述
7.4工作区应用描述·
7.5作业任务描述·
7.6功率与力限制应用的具体信息目
附录A（资料性附录）准静态与暂态接触的限制：-
参考文献
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。GB/T36008—2018/ISO/TS15066:2016本标准使用翻译法等同采用ISO/TS15066：2016《机器人与机器人装备协作机器人》。与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：GB/T157062012
GB/T167542008
-GB/T19876—2012
设计通则风险评估与风险减小（ISO12100：2010，IDT）机械安全
机械安全
设计原则（ISO13850：2006IDT）急停
机械安全
(ISO13855:2010,IDT)
GB5226.1—2008bZxz.net
1:2005.IDT)
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本标准由中国机械工业联合会提出。与人体部位接近速度相关的安全防护装置的定位机械电气设备
第1部分：通用技术条件（IEC60204-本标准由全国自动化系统与集成标准化技术委员会（SAC/TC159)归口。本标准起草单位：北京机械工业自动化研究所、邀博（北京）智能科技有限公司、北京航空航天大学、北京联合大学，立宏安全设备工程（上海）有限公司，首都师范大学本标准主要起草人：杨书评、邹莹、魏洪兴、李煜、王海丹、李立言、杨秋影、邵振洲、刘颖、施智平。1
GB/T36008—2018/ISO/TS15066:2016引言
协作机器人的目的是为了整合机器人的重复工作特性与人的技能。人类有很好解决不确定动作的能力；而机器人的作业呈现出精确性、强度以及承受力。为达到安全性，在机器人传统应用中，机器人运行时要排斥操作员进入其操作区域。这样各种需要人工干预的作业经常不能使用机器人系统来自动完成本标准提供了一种人机共用同一工作区域的协作机器人的操作指导。在这类操作中，安全相关的控制系统集成具有重要意义，特别是在控制速度，力等这类过程参数的时候。提供易于理解的风险评估，评估的内容不仅包括机器人系统本身，还包括它们所处环境，例如工作空间。在实现人与机器人系统协作的应用时，也可能涉及人体工学，例如改善工人的工作姿势。本标准增补并支撑了工业机器人安全标准ISO10218-1:2011和GB11291.2—2013，并提供了协作机器人已识别操作功能的附加指导。本标准中所描述的协作机器人，其使用符合ISO10218-1：2011中的要求，而其集成符合GB11291.2—2013。
注：协作机器人是一个发展中的领域。本标准所列的功率和力的限制值期望未来版本来改进。1
iiiKAoNikAca
1范围
GB/T36008—2018/IS0/TS15066:2016机器人与机器人装备协作机器人本标准规定了协作工业机器人及其工作环境的安全要求.并为ISO10218-1：2011和GB11291.2-2013中所述协作工业机器人操作增补了要求和指导。本标准适用于IS0O10218-1：2011和GB11291.2一2013所述工业机器人，而不适用于非工业机器人，尽管其所提的安全性原则也能被用于其他类型机器人。注：本标准不适用于在其发布之前所设计的协作应用。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB11291.2一2013机器人与机器人装备工业机器人的安全要求第2部分：机器人系统与集成（ISO10218-2：2011，IDT)
ISO10218-1：2011机器人与机器人装备工业机器人的安全要求第1部分：机器人（Robotsand robotic devicesSafety requirements for industrial robotsPart l:Robots)ISO121o0机械安全设计通则风险评估与风险减小（Safetyofmachinery一Generalprinciples for designRisk assessment and risk reduction,ISO13850机械安全急停功能设计原则（SafetyofmachineryEmergencystopfunctionPrinciples for design)
ISO13855机械安全与人体部位接近速度相关的安全防护装置的定位（SafetyofmachineryPositioning of safeguards with respect to the approach speeds of parts of the human body)IEC60204-1机械安全机械电气设备第1部分：通用要求（Safetyofmachinery—Electricalequipment of machines-Part l: General requirements)3术语和定义
ISO10218-1:2011、GB11291.2一2013、ISO12100界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
collaborative operation
协同操作
规定了一种专门设计的机器人系统与一名操作员工作于协同工作空间中的行为。注：改写ISO10218-1：2011，定义3.4。3.2
功率power
机械功率mechanicalpower
工作的机械效率，或单位时间内的耗能。注：所述功率并不等同于电子设备的额定功率，如电机。1
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GB/T36008—2018/IS0/TS15066:20163.3
协同工作空间collaborativeworkspace在操作空间内，机器人系统（包括工件）与人在生产活动中能同时执行任务的工作空间注：见图1。
注：改写ISO10218-1:2011，定义3.5。3.4
准静态接触
quasi-staticcontact
操作员与机器人系统部件之间的接触，这种接触操作员身体部位可能被夹在机器人系统运动部件以及另一个机器人单元固定或运动部件之间。3.5
transient contact
暂态接触
操作员与机器人系统部件之间的接触，这种接触操作员的身体部位没被夹住，在并能从机器人系统移动部件上反弹或撤回。
保护性间距
protectiveseparationdistance机器人系统的任何危险移动部件与协同工作空间内的人之间的最短允许距离。注：该值可能是固定的或者变化的。3.7
人体模型
bodymodel
按照生物力学特征所组成的单个身体部位的人体表示。4协作工业机器人系统设计
4.1通则
GB11291.2一2013描述了工业机器人及其机器人系统（包括协作机器人在内）集成安全性要求，协作机器人的操作特性与传统机器人系统及其他机器和设备截然不同。在协作机器人操作中，操作员可以近距离地工作在加载了动力的机器人旁边，且在协同工作空间中二者之间有发生物理接触。见图1。说明：
操作空间：
协同工作空间。
图1协同工作空间示例
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GB/T36008—2018/ISO/TS15066:2016任何协作机器人系统设计都需要保护性措施。以时刻保证在机器人进行协同作业时操作员的安全。风险评估是必要的，需要在协作机器人系统应用时进行相应的识别危险和评估风险，以采取措施减小风险。4.2协作应用设计
协作机器人系统与相关单元布局设计的关键环节是消除危险和减小风险，并能包括或影响工作环境的设计。在布局设计过程中应考虑以下因素：a）建立协同工作空间的物理限制（三维）。b）协同工作空间、通道和间隙：1）描述限定空间和协同工作空间；2）对协同工作空间的影响（例如：物料存放、工序要求、障碍物等）；障碍物周边间隙的要求，例如夹具，设备及支撑物等；3
操作员的可达区域；
操作员与机器人系统部件之间预期的及可合理预见的接触；5）
通行路线（例如：操作员路线、物料搬运到协同工作空间）；6）
滑倒、倒和摔倒的危险因素（例如：电缆槽、电缆、不平的表面、手推车）。7）
设备的人体工学和人机界面：
控制的明确性；
协同操作中可能出现的压力、疲劳或注意力不集中；2）
操作员的错误或误用（有意或无意）；3）
操作员对机器人系统和相关设备操作可能产生的反射性行为；4）
操作员所需的训练水平与技能；5）
在预期的操作以及可合理预见的误用过程中，可被接受的生物力学限制；6）
单次或反复接触的潜在后果。
使用限制：
任务描述，包括操作员所需的训练和技能；1）
接近协作机器人系统的人或小组的标识：潜在预期的及未预期的接触情况；3）
进人限制：仅授权操作员进人。4）
转换（时间限制）：
1）协同操作的启动和结束；
2）协同操作与其他类型操作之间的转换。4.3
危险识别与风险评估
4.3.1通则
集成商应按GB11291.2一2013中4.3对协同操作进行风险评估，特别要考虑到操作员和机器人系统之间所涉及的潜在预期接触或者可合理预见的未预期接触，另外，操作员在协同工作空间中交互预期的可达性也要考虑。
用户宜参与风险评估和工作空间设计，集成商负责协调该参与过程并选择满足应用要求的机器人系统组件。
4.3.2危险识别
机器人与机器人系统的主要危险列表包含在GB11291.2一2013的附录A中，它是按IS012100进行危险识别和风险评估的结果。特定的协作应用（例如焊接、装配和研磨加工)可造成额外的危险（如烟雾、气体、化学物质和热物质）。这些危险应在特定协作应用中通过风险评估单个处理。3
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GB/T36008—2018/IS0/TS15066:2016危险识别的流程应至少包含以下内容：a）机器人的相关危险，包括：
1）机器人特性（如载重、速度、力、动量、力矩、功率、几何形状、表面形状与材料等）；2）机器人中的准静态接触条件；3）临近机器人的操作员位置（如工作于机器人下方）。b）
机器人系统的相关危险，包括：1）未端执行器与工件的危险，包括缺少人体工学设计、锋利边缘，工件缺失、凸出、使用换刀装置等；
2）与零件摆放、结构朝向有关的操作员运动与位置（夹具、支撑物、墙等），以及夹具上的危险位置；夹具设计，夹具位置与操作，以及其他相关危险3
判定接触是暂态的还是准静态，以及操作员哪些身体部位可能会受影响；4
任何手控机器人的引导设备的设计与摆放（例如可达性、人体工学、潜在误用、来自控制与状态指示中可能的混淆等）：
6）影响与周边效果（如邻近机器的保护罩被移开、激光切削的逼近等）。c）应用的相关危险，包括：
1）过程中的特定危险（如温度、部件进出、焊接飞溅等）；2）个人防护装置使用所导致的限制；3）人体工学设计的不足（如导致缺失注意力，不合理操作等）。4.3.3任务识别
集成商应与用户讨论，识别与机器人单元有关的任务并将其文档记录。所有在合理范围内可预见的任务与危险都应一同进行识别。协作任务的特性如下：a）操作员和运动的机器人系统处在协同工作空间下的频率与持续时间（例如，与外部夹具的协作组装）；b）操作员与具有驱动源或应用相关能量活动源的，机器人系统接触的频率与持续时间（例如，手动引导、与工具或工件的物理交互等；c）非协同操作与协同操作之间的转换；协同操作完成之后，进行自动或手动重启机器人系统的动作；d)
涉及多个操作员的任务；
协同工作空间中的任何额外任务。4.3.4危险消除与风险减小
识别危险后，在采取风险减小措施前，应评估与协作机器人系统相关的风险。这些措施基于以下基本原则，并按优先顺序列出（见GB11291.2一2013的4.1.2）：a）通过设计消除危险或通过替代降低其风险；b）
通过安全防护措施防止操作员接触危险，或在操作员接触危险之前确保危险降至安全状态（例如停车、限制力、限制速度）；c）提供诸如使用资料，培训、标记、人员保护设备等补充性保护措施对于传统机器人系统来说，风险减小通常通过防护装置分隔操作员和机器人系统实现。而对协同操作来说，风险减小主要通过机器人系统及其协同工作空间在设计与应用时解决。针对协同操作风险减小的具体措施见第5章。
5协作机器人系统应用要求
5.1通则
具有协作应用的机器人系统应符合ISO10218-1:2011和GB11291.2一2013的要求。本章相关补4
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GB/T36008—2018/ISO/TS15066:2016充信息见ISO10218-1：2011的5.10和GB11291.2—2013的5.11。5.2与安全相关的控制系统性能
与安全相关的控制系统功能应符合ISO10218-1:2011的5.4或GB11291.2—2013的5.2。5.3协同工作空间设计
协同工作空间设计应让操作员执行所有预期任务。机器或设备引人的任何风险都应得到充分削减，其相应措施应标注在风险评估中。设备与机器的位置摆放不宜增加额外的危险。轴及空间的安全软限位宜参照IS010218-1：2011中5.12.3所述，并根据实际情况采用，以减少受限制空间的尺寸与整个身体被机器人系统卡住或轧伤有关的风险，以及如建筑部件、结构、设施或其他机器设备等造成的风险，应当被削减或安全管控。宜按GB11291.2一2013中5.11.3提供安全间隙。注：符合5.5.4和5.5.5设计的系统安全问隙可能不同。如果协同工作空间中的其他机器表现出某种危险，其保护性措施应符合GB11291.2一2013中5.1.2。任何安全相关功能应符合5.2的要求。5.4协作机器人操作设计
5.4.1通则
协作机器人操作的设计要求由ISO10218-2：2011的5.11提供。5.5中的操作方法在设计协作应用时，可单独应用或合并应用。在控制系统安全相关部分检测到的任何失效，都应根据GB11291.2一2013中5.3.8.3引发保护性停止。这种停止发生时，操作不应被恢复，直至被协同工作空间外的谨慎重启动作重置。5.4.2保护措施
协同工作空间内所有人均应被保护措施所保护。协同工作空间内使用的安全防护应满足GB11291.2—2013中5.10的要求
协同工作空间的激活安全参数设置与配置信息应按唯一标识符（例如校验和)来阅读和存档，由此配置的改变能够易于识别（见IS010218-1：2011中5.12.3）。设定与调整协作安全参数应进行密码保护或类似措施，以免受到未授权操作或意外操作影响。5.4.3停止功能
在协作操作期间，操作员应在任意时刻利用单一动作实现机器人停止，或者可无阻碍地离开协同工作空间。
停止机器人运动的方法包括但不限于：a）使能设备；
b）急停设备；
c）手动停止机器人，如果机器人包含该功能。急停设备的数量与位置摆放应依据风险评估来指定，并应满足ISO13850的要求。5.4.4非协同操作与协同操作之间的转换协同操作与非协同操作之间的转换是协作应用中特别关键的部分。应进行这些设计以免在转换过程中机器人系统对操作员产生不可接受的风险。注：协同与非协同操作之间的转换可以使用可视化指示来识别。5
GB/T36008—2018/IS0/TS15066:20165.5协同操作
5.5.1通则
协同操作可以包含以下的其中一种或多种方法：安全适用的受监控停止；
手动引导：
速度与分离监控；
功率与力的限制。
安全适用的受监控停止
5.5.2.1描述
在该方法中，安全适用的受监控停正特性使机器人停止运动，以允许操作员在协同工作空间中和机器人直接交互并完成任务（例如，给末端执行器加装零件）。如果协同工作空间里没有操作员，机器人就进行非协同操作。如果该安全适用的受监控功能激活，机器人应停止运动，此时操作员才可以进人协同工作空间。只有在操作员离开协同工作空间以后，机器人系统才可以无干预的自行恢复5.5.2.2
机器人要求
进行安全适用受监控停止功能的协同操作时，采用以下机器人系统应用要求：机器人运动被限制时，其限制应符合ISO10218-1:2011的5.12；a
机器人应依据ISO10218-1：2011的5.5.3配置保护性停止功能b）
5.5.2.3机器人系统要求
安全适用受监控停止功能的操作见图2。机器人系统只有在操作员不处在协同工作空间中的时候才被允许进人协同工作空间。若操作者不在协同工作空间中，机器人系统则也可以进行非协同方式操作。操作者逼近协作工作空间
机器人运动或停止功能
内部以及
运动中
机器人通近协
作工作空间
内部，处于
安全适的
受监控停止
图2安全适用的受监控停止操作的真值表内部
保护性停出
协同工作空间应按照ISO13855的要求确认距离。机器人系统应配置能够检测操作者是否处在协同工作空间内的安全适用设备。根据风险评估的要求，进人协同工作空间之外的受限制空间应被阻止。6
GB/T36008—2018/ISO/TS15066:2016在使用安全适用的受监控停止功能时，操作者仅在以下条件下可以允许进人协同工作空间：a）当机器人系统或其他危险不在协同工作空间内时；b）当机器人系统在协同工作空间内，并且处在安全适用的受监控停止状态（停止类型2)时，根据ISO10218-1：2011的5.4，当操作者在协同工作空间内时，安全适用的受监控停止应一直处于激活的状态；
当机器人系统在协同工作空间内处于保护性停止（可依照ISO10218：2011的5.4和5.5.3）状c
态时。
在预期使用该功能时，机器人有可能会减低速度，根据IEC60204-1，引发安全适用的受监控停止（停止类型2）。
当操作员离开协同工作空间时，安全适用的受监控停止功能可以取消激活，此时机器人可以自动恢复。
根据IEC60204-1，任何违反上述操作要求的情况均可引发保护性停止（停止类型0）。5.5.3手动引导
5.5.3.1描述
在该操作方法中，操作员使用手动设备向机器人系统发送运动指令。在操作员被允许进人协同工作空间控制手动引导任务之前，机器人应处在安全适用的受监控停止状态（见5.5.2）。手动激活靠近机器人末端执行器的引导设备以完成任务用来进行手动引导的机器人系统可以配置额外的功能，例如力放大器、虚拟安全区或跟踪技术。在手动引导任务中，如果满足了5.5.5的要求，5.5.3的要求可以不采用。5.5.3.2要求
5.5.3.2.1通则
机器人应使用安全适用的受监控速度功能（ISO10218-1：2011的5.6.4），及安全适用的受监控停止功能（见5.5.2）。在风险评估中应确定安全适用的受监控速度限制。如果操作员的安全取决于限制机器人的运动范围，那么机器人应使用轴及空间的安全软限位（ISO10218-1：2011的5.12.3）。手动引导的操作顺序如下：
a）当机器人系统进人协同工作空间并触发安全适用的受监控停止（见5.5.2)时，机器人系统准备手动引导，然后操作员可以在进入协同工作空间；b）当操作员已经使用手动引导设备控制机器人系统时，安全适用的受监控停止被清掉，操作员可进行手动引导任务；
c）当操作员释放了引导设备，应触发安全适用的受监控停止（见5.5.2)；d）当操作员退出了协同工作空间，机器人可以恢复非协同操作，如果机器人系统还没准备好手动引导之前，操作员进人协同工作空间时，应产生保护性停正（IS010218-1：2011的5.5.3）
根据风险评估要求，进入协同工作空间之外的受限制区域应被阻止。5.5.3.2.2引导设备
机器人系统应配置包含急停（ISO10218-1：2011的5.5.2和5.8.4）和使能设备（ISO10218-1：2011的5.8.3)的引导设备，除非满足5.4.5中不使用使能设备的要求。引导设备的位置应考虑以下要求：a）操作员向机器人的逼近程度，以便操作员能够直接观察机器人运动且任何可能源自该运动危GB/T36008—2018/IS0/TS15066:2016险（例如，加载到末端执行器的控制）；操作员的位姿不应导致额外的危险（例如，操作员不在重载荷或者操作臂之下）；b）
C）操作员应处于无障碍地观察到整个协同工作空间的有利位置（例如，其他人进人到协同工作空间）。
手动引导设备的运动轴线与机器人运动轴线之间的映射应表示清楚并易于读懂。在使用手动引导设备时，机器人与末端执行器的运动方向应直观且可控。5.5.3.2.3手动引导与其他形式操作之间的转换手动引导操作与非协同操作以及其他形式的协作之间的转换不应引人额外的风险。操作员控制此类操作时应慎重操作（如激活使能设备）与行动（如离开协同工作空间）。在这些情况下应考虑的具体方面有：a）从手动引导到安全适用的受监控停止之间的转换（见5.1)中，机器人运动刹停与安全适用的受监控停止启动均不应引人额外的危险：从安全适用的受监控停止到手动引导之间转换时，不得引发不可预料的动作；b）
从手动引导到非协同操作之间的转换中，机器人系统在继续非协同操作之前，所有操作员应退c）
出协同工作空间；
从非协同操作到手动引导的转换时不应引人额外的危险。d)
5.5.3.2.4风险评估
风险减小可通过操作员直接控制机器人的运动结合适当的安全适用限速限位来实现，如风险评估所确定。风险评估应特别注意：a）允许操作员控制机器人与有关危险情况的安全适用受监控速度；b）
从机器人关闭使能或保护性停止开启到机器人实际停正之间的时间与距离，例如，涉及操作员和障碍物的工作空间布局；
c）由工件、末端执行器、外设或应用设备引起的危险。5.5.4速度与分离监控
5.5.4.1描述
在该操作方法中，机器人系统与操作员可能在协同工作空间中同时移动。操作员与机器人之间应随时维持一个保护性间距，以实现风险减小。机器人在运动期间，距离操作员的距离不应近于该保护性间距。当间距小于保护性间距时，机器人系统停止。当操作员远离机器人时，根据本章要求，维持保护性间距的机器人系统可以自行恢复。当机器人系统减速时，保护性间距也相应减小。5.5.4.2要求
5.5.4.2.1通则
机器人应配置安全适用的受监控速度功能（1S010218-1：2011的5.6.4）及安全适用的受监控停止功能（见5.5.2）。若操作员的安全取决于限制机器人的运动范围，机器人应配置轴及空间的安全软限位（1S010218-1：2011的5.12.3）。速度与分离监控系统应满足5.2要求。速度与分离监控应作用于协同工作空间内所有人。如果保护性措施的性能受限于被协同工作空间内的人数，那么最大人数应在使用信息中列出。如果超出了该最大数目，应产生保护性停止。如果机器人系统的危险部件与操作员之间的间距小于保护性间距，机器人系统应：a）启动保护性停止；
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