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3.3. 可 配 置 安 全 功 能 下 表 列 出 的 U n iv ers al Robots 机 器 人 安 全 功 能 位 于 机 器 人 中 ， 但 其 目 的 是 控 制 机 器 人 系 统 ， 即 机 器 人 及 其 连 接 的 工 具 / 末 端 执 行 器 。 机 器 人 安 全 功 能 用 于 减 少 由 风 险 评 估 确 定 的 机 器 人 系 统 风 险 。 位 置 和 速 度 与 机 器 人 的 底 座 有 …
3.安全相关的功能和接口
3.1. 前言
Universal Robots e-Series 机器人搭载多种内置安全功能与安全 I/O 以及进出电气接口的数字和
模拟控制信号，用于连接其他机器和保护装置。每项安全功能和 I/O 都根据 ISO13849-1:2008
进行设计( 请参阅一章了解认证) ，采用 3 类架构，性能等级为 d (Pld)。
请参阅第 II 部分PolyScope 手册 在本页87中的22.安全配置 在本页107一章了解用户界面中的
安全功能、输入和输出的配置。有关如何将安全设备连接到 I/O 的说明，请参阅一章。
提示
1. 安全功能和接口的使用和配置必须遵循每个机器人应用程序的风险评估
程序。( 请参阅2.安全 在本页7一章中的2.7. 风险评估 在本页11小节)
2. 如果机器人发现安全系统中存在故障或违例( 例如紧急停止电路中的一
条线被切断或发生安全极限违例) ，将启动 0 类停机。
3. 停止时间应考虑作为应用风险评估的一部分
警告
1. 使用的安全配置参数与风险评估所确定的不同可导致无法合理消除的危
险或无法充分减少的风险。
2. 确保工具和夹持器连接正确，以免在电源中断的情况下发生危险
3. 使用 12V 电源时要特别小心，因为编程员出错可能会导致电压变为 24V，
从而可能损坏设备和引发火灾
4. 末端执行器不受 UR 安全系统保护。末端执行器和/或连接电缆的功能不
受监控
3.2. 停机类别
根据具体情况，机器人可以启动三种根据 IEC 60204-1 定义的停机类别。这些类别在下表中定
义。
停机类
别
描述
0 通过立即切断电源停止机器人。
1 以有序、受控的方式停止机器人。一旦机器人停止，切断电源。
2
*在保持轨迹的同时通过驱动器可用的电源停止机器人。机器人停止后，驱动电源
保持。
*根据 IEC 61800-5-2，Universal Robots 机器人的 2 类停机被进一步描述为 SS1 或 SS2 型停机。
用 户 手 册 15 UR5e
3.安 全相 关的 功能 和接 口
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3.3. 可配置安全功能
下表列出的 Universal Robots 机器人安全功能位于机器人中，但其目的是控制机器人系统，即
机器人及其连接的工具/末端执行器。机器人安全功能用于减少由风险评估确定的机器人系统
风险。位置和速度与机器人的底座有关。
安全功
能
描述
关节位
置限值
设置允许的关节位置的上下限。
关节速
度限值
设置关节速度的上限。
安全平
面
定义限制机器人位置的空间平面。安全平面可以只限制工具/末端执行器，或同时限
制工具/末端执行器和肘部。
工具方
向
为工具定义允许的方向限制。
速度限
值
限制机器人最大速度。肘部、工具/末端执行器法兰以及用户定义的工具/末端执行
器位置中心的速度受到限制。
力限值
限制机器人工具/末端执行器和肘部在夹紧情况中施加的最大力。工具/末端执行
器、肘部法兰以及用户定义的工具/末端执行器位置中心的力受到限制。
动量限
值
限制机器人的最大动量。
功率限
值
限制机器人做的机械功。
停止时
间限值
限制机器人在启动保护性停止后用于停止的最长时间。
停止距
离限值
限制机器人在启动保护性停止后移动的最大距离。
执行应用风险评估时，有必要考虑启动停止后机器人的运动。为了简化该过程，可以使用
停止
时间限制
和
停止距离限制
这两个安全功能。
这些安全功能可动态降低机器人运动的速度，使其始终能够在极限范围内停止。关节位置限
制、安全平面以及工具/末端执行器方向限制考虑了预期的停止距离移动，即即机器人的运动
速度会在达到限制之前减慢。
功能安全可以概括为：
安全功能 公差 性能等级 类别
紧急停止 – d 3
防护停止 – d 3
关节位置限值 5° d 3
关节速度限值 1.15°/s d 3
UR5e 16 用 户 手 册
3.安 全相 关的 功能 和接 口
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安全功能 公差 性能等级 类别
安全平面 40mm d 3
工具方向 3° d 3
速度限值 50mm/s d 3
力限值 25N d 3
动量限值 3kg m/s d 3
功率限值 10W d 3
停止时间限值 50ms d 3
停止距离限值 40mm d 3
Safe Home 1.7° d 3
警告
在设计应用时，关于力的限制功能有两种例外情况很重要( 图 4.1) 。在机器人
向外伸展时，膝-关节效应可能导致以低速径向( 远离底座) 产生较高的力。同
样，短杠杆臂在工具/末端执行器靠近底座和在底座周围移动时，可能以低速产
生较高的力。通过清除这些区域的障碍物、将机器人放在其他位置，或结合利
用安全平面与关节限制等措施，防止机器人进入工作区的此区域，可规避夹伤
风险。
警告
如果机器人用于用手引导的手动应用( 线性移动) ，则工具/末端执行器和肘部
的速度限值必须设为最大 250 mm/s，除非风险评估显示可接受更高的速度。这
可以防止机器人肘部在奇点附近快速运动。
4.1：
由于机器人手臂的物理特性，某些工作区需要注意夹伤危险。其中一个区域( 左) 是定
义的径向运动区域，即手腕 1 关节与机器人机座至少相距 750mm 的区域。另一个区域( 右)
是在机器人机座 200 mm 范围内的区域( 机器人按正切方向移动时) 。
用 户 手 册 17 UR5e
3.安 全相 关的 功能 和接 口
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