دليل السلامة في اللحام الآلي: ISO 10218 و IEC 62046 (2026)

آخر تحديث: قد شنومكس، شنومكس

تستند إجراءات السلامة في اللحام الروبوتي لعام 2026 إلى أربعة عناصر أساسية: المعايير الدولية (ISO 10218-1/2:2025، ISO/TS 15066، IEC 62046:2018)، واللوائح الإقليمية (لائحة الآلات الأوروبية CE 2023/1230 في الاتحاد الأوروبي، ومعايير OSHA وANSI RIA R15.06 في الولايات المتحدة، ومعيار GB 11291.1 في الصين)، وضوابط تصميم خلايا اللحام (الحواجز الثابتة، والستائر الضوئية، والماسحات الضوئية للمناطق، وأجهزة التحكم ثنائية اليد)، وضوابط العمليات (وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة PLC ذات تصنيف السلامة، وبنية الإيقاف الطارئ، ومراقبة السرعة الآمنة). ووفقًا لتقرير الاتحاد الدولي للروبوتات (IFR) بعنوان "الروبوتات العالمية 2025"، يُمثل اللحام حوالي 35% من إجمالي تركيبات الروبوتات الصناعية على مستوى العالم. ومع شحن أكثر من 500,000 وحدة روبوت جديدة سنويًا، فإن تكلفة خلية غير متوافقة (الإصابات، وتوقف العمل، وفقدان فرص الوصول إلى السوق) ليست مجرد احتمال نظري. يشرح هذا الدليل كل طبقة بالمعايير الحاكمة والمكونات المطلوبة وخطوات الامتثال.

للحصول على عرض أسعار مخصص لأنظمة EVST بناءً على التكوينات المذكورة أدناه، يرجى مراسلتنا عبر البريد الإلكتروني.
sales@evsrobot.com or
واتساب/وي شات +86 193 8162 6253.

ما هي سلامة اللحام الآلي؟

السلامة في اللحام الآلي هي مجموعة منظمة من الضوابط الهندسية، وإجراءات مطابقة المعايير، والإجراءات التشغيلية التي تمنع الإصابات، وتلف الممتلكات، وعدم الامتثال للوائح في خلايا اللحام الآلي. وهي تغطي أربع فئات متميزة من المخاطر الخاصة ببيئة اللحام: المخاطر الميكانيكية الناتجة عن حركة الروبوت (نقاط الانحشار، والسحق، والصدمات)، ومخاطر القوس الكهربائي (الأشعة فوق البنفسجية، والأشعة تحت الحمراء، ووميض القوس الكهربائي)، والمخاطر الكيميائية (أبخرة اللحام، وإزاحة غاز الحماية، والأوزون)، والمخاطر الحرارية ومخاطر الحريق (التناثر، وقطع العمل الساخنة، والأسطح القابلة للاشتعال).

يستند هذا التخصص إلى مجموعتين متوازيتين من اللوائح: معايير السلامة الخاصة بالروبوتات (سلسلة ISO 10218، وANSI RIA R15.06، وIEC 62046) ومعايير بيئة اللحام (NFPA 51B للوقاية من الحرائق، وAWS Z49.1 لسلامة اللحام، وحدود التعرض للأبخرة وفقًا لمعايير NIOSH). وتراعي خلية اللحام الروبوتية المتوافقة مع هذه المعايير كلا المجموعتين في آنٍ واحد، لأن معيار الروبوت وحده لا يغطي مخاطر وميض القوس الكهربائي أو الأبخرة، كما أن معيار بيئة اللحام وحده لا ينظم التحكم في حركة الروبوت أو حمايته.

عمليًا، لا يتحقق الامتثال في لحظة واحدة. فقد تفقد خليةٌ تستوفي جميع المعايير المطبقة عند التشغيل امتثالها إذا عُدِّل برنامج الروبوت لزيادة السرعة، أو نُقل ماسح السلامة، أو إذا غيّرت أدوات جديدة نطاق وصول الروبوت. ويُعدّ الرصد المستمر وإجراءات إدارة التغيير المحددة جزءًا من مفهوم "سلامة اللحام الروبوتي" على الصعيد التشغيلي، وليس فقط عند التركيب.

للحصول على مقدمة أوسع حول تصميم خلايا اللحام الروبوتية، انظر كيفية إنشاء قائمة مرجعية لتصميم خلية لحام روبوتية (2026) و مبادئ السلوك الدليل الكامل للحام الآلي (2026).

مجموعة الأمان ذات الأربع طبقات للحام الروبوتي

بدلاً من التعامل مع سلامة اللحام الآلي كقائمة تحقق واحدة، يقوم المكاملون ذوو الخبرة بتنظيم الامتثال على شكل أربع طبقات مترابطة. تحدد كل طبقة الشروط الحدية للطبقة التي تليها.

• المستوى 1، المعايير الدولية: ISO 10218-1:2025، ISO 10218-2:2025، ISO/TS 15066، IEC 62046:2018. تحدد هذه المعايير متطلبات السلامة الأساسية للروبوتات والأنظمة والعمليات التعاونية وأجهزة استشعار الوجود.
• الطبقة الثانية، اللوائح الإقليمية: تحدد لائحة الآلات الأوروبية رقم 2023/1230 (الاتحاد الأوروبي)، وقانون السلامة والصحة المهنية 29 CFR الجزء الفرعي O + معيار ANSI RIA R15.06 (الولايات المتحدة)، ومعيار GB 11291.1-2011 (الصين) شروط الوصول إلى السوق وآليات الإنفاذ.
• الطبقة 3، ضوابط السلامة لتصميم الخلية: أجهزة مادية وحساسة كهربائياً تعمل على إنشاء مناطق حماية حول الروبوت (حراسة ثابتة، ستائر ضوئية، ماسحات ضوئية للمنطقة، أدوات تحكم ثنائية اليد، حصائر أمان، وأقفال أبواب).
• الطبقة الرابعة، ضوابط سلامة العمليات: تم تنفيذ وظائف السلامة البرمجية والإلكترونية في نظام التحكم (وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة المصنفة للسلامة، وفئات دوائر الإيقاف الطارئ، ومراقبة السرعة الآمنة، ووظائف المنطقة الآمنة، وأنماط التوجيه اليدوي).

تُؤدي الإخفاقات في المستويين الأول والثاني إلى مسؤولية قانونية وتجارية. أما الإخفاقات في المستويين الثالث والرابع فتُؤدي إلى خطر الإصابة المباشر. يجب أن يُغطي برنامج السلامة الفعال جميع المستويات الأربعة؛ إذ أن معالجتها بشكل منفصل يُؤدي إلى ثغرات. تتناول الأقسام التالية كل مستوى بالتفصيل.

الطبقة 1: المعايير الدولية لسلامة اللحام الآلي

ISO 10218-1:2025، وظائف السلامة الذاتية للروبوت

تُشرف المواصفة القياسية ISO 10218-1 على مصنعي الروبوتات. ويحدد إصدارها لعام 2025 (ISO 10218-1:2025، الصادرة عن المنظمة الدولية للتوحيد القياسي) متطلبات التصميم الميكانيكي لذراع الروبوت، وبنية نظام التحكم، ووظائف الإيقاف (الفئات 0 و1 و2)، ومراقبة السرعة والقوة، والوثائق المرفقة مع الروبوت. بالنسبة لتطبيقات اللحام، تشمل أهم المتطلبات ما يلي: قدرة الروبوت على تنفيذ إيقاف من الفئة 0 (إيقاف التشغيل) ضمن مسافة إيقاف محددة، وتوفر مخرج سرعة مراقب لإجراء مصافحة آمنة مع وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)، وتوفير واجهة إدخال/إخراج آمنة لأجهزة الحماية الخارجية.

يتعين على مصنعي الروبوتات (بما في ذلك شركات FANUC وKUKA وYaskawa وESTUN من بين الموردين الراسخين، والشركات الجديدة المعتمدة مثل EVST، الحاصلة على شهادات CE وSGS وTUV من جهات خارجية لخطوط روبوتات اللحام الخاصة بها) اعتماد منتجاتهم وفقًا لمعيار ISO 10218-1 قبل طرحها في السوق في معظم المناطق الخاضعة للتنظيم. وقد أدخل تحديث عام 2025 متطلبات أكثر صرامة على الوظائف التعاونية، وهو متوافق بشكل كبير مع معيار ISO/TS 15066:2025.

ISO.org: سلسلة معايير ISO 10218

ISO 10218-2:2025، سلامة أنظمة الروبوتات وتكاملها

تُشرف المواصفة القياسية ISO 10218-2 على مُكاملِي الأنظمة والمستخدمين النهائيين. وتُحدد كيفية تصميم نظام الروبوت (الروبوت بالإضافة إلى الأدوات، والحماية، وجهاز تحديد المواقع، وبرمجيات التحكم) وتركيبه وتشغيله كوحدة متكاملة. وقد استوعبت نسخة 2025 معظم متطلبات التشغيل التعاوني الواردة في المواصفة القياسية ISO/TS 15066، مما يجعل ISO 10218-2:2025 المرجع الأساسي لأي خلية لحام تستخدم أنظمة مراقبة السرعة والمسافة، أو تحديد الطاقة والقوة، أو التوجيه اليدوي. وتشمل المتطلبات: تقييمًا موثقًا للمخاطر وفقًا للمواصفة القياسية ISO 12100، وتصميم الأجزاء المتعلقة بالسلامة في نظام التحكم بما لا يقل عن مستوى الأداء d (ISO 13849-1) أو مستوى السلامة المتكامل SIL 2 (IEC 62061)، واختبارًا وظيفيًا لكل وظيفة من وظائف السلامة قبل اعتماد التشغيل.

ISO/TS 15066:2025، تشغيل الروبوتات التعاونية

تُعدّ المواصفة الفنية ISO/TS 15066 المعيار الذي يُنظّم تشغيل الروبوتات في بيئات العمل التعاونية حيث يتشارك البشر والروبوتات المساحة في آنٍ واحد. بالنسبة للحام، ينطبق هذا المعيار بشكل أساسي على خلايا اللحام التعاونية بدون حواجز، حيث يقوم المشغل بتحميل القطع بينما يُجري الروبوت عمليات لحام قصيرة في مكان قريب. تُحدّد المواصفة أربعة أنواع من التشغيل التعاوني: التوقف المُراقب المُصنّف حسب السلامة، والتوجيه اليدوي، ومراقبة السرعة والمسافة (SSM)، وتحديد الطاقة والقوة (PFL). بالنسبة لخلايا اللحام، تُعدّ مراقبة السرعة والمسافة (SSM) الوضع الأكثر شيوعًا: حيث يُبطئ الروبوت أو يتوقف عندما تقل المسافة التي يقيسها المشغل عن عتبة مُحدّدة، تُحسب بناءً على سرعة الروبوت ووقت توقفه وهامش رد فعل بشري. انظر أيضًا المقالة المُخصّصة لـ روبوتات تعاونية مقاومة للانفجار لبيئات اللحام الخطرة بالنسبة للتطبيقات التي تفرض فيها بيئة اللحام نفسها متطلبات تصنيف إضافية.

IEC 62046:2018، معدات السلامة التي تستشعر الوجود

تحدد المواصفة القياسية IEC 62046:2018، الصادرة عن اللجنة الكهروتقنية الدولية، متطلبات الأداء لمعدات الحماية الكهروكيميائية (ESPE) المستخدمة كأجهزة حماية في الآلات، بما في ذلك خلايا اللحام الروبوتية. يجب أن تستوفي الستائر الضوئية، والماسحات الضوئية المسوّرة، والماسحات الضوئية الليزرية المستخدمة في محيط خلايا اللحام الروبوتية، متطلبات المواصفة IEC 62046:2018 لتُصنّف كأجهزة أمان. تحدد المواصفة زمن الاستجابة، وقدرة الكشف (الحد الأدنى لحساسية الجسم)، ومقاومة الظروف البيئية، ومتطلبات المراقبة الذاتية. يُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية في خلايا اللحام، لأن رذاذ اللحام والدخان والأبخرة قد تُتلف أجهزة الاستشعار البصرية؛ لذا يجب أن تحافظ الأجهزة المتوافقة مع المواصفة IEC 62046 على وظيفة الكشف الخاصة بها في وجود مستويات التلوث المعتادة في بيئة اللحام.

المرجع القياسي IEC 62046:2018: الكتالوج الرسمي للجنة الكهروتقنية الدولية.

الطبقة الثانية: اللوائح الإقليمية التي تحكم سلامة اللحام الآلي

علامة CE ولائحة الاتحاد الأوروبي بشأن الآلات 2023/1230

في الاتحاد الأوروبي، تُصنّف خلايا اللحام الروبوتية ضمن نطاق لائحة الآلات 2023/1230/EU، التي تحل محل توجيه الآلات 2006/42/EC، وتصبح إلزامية لدخول الأسواق الجديدة اعتبارًا من 20 يناير 2027. وبصفتها لائحة (وليست توجيهًا)، تُطبّق هذه اللائحة بشكل موحد في جميع الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي دون الحاجة إلى نقلها إلى قوانين وطنية. تشمل متطلبات الحصول على علامة CE لخلية اللحام الروبوتية ما يلي: تقييم المخاطر وفقًا لمعيار ISO 12100، والامتثال للمعيارين المنسقين EN ISO 10218-1/2 وEN IEC 62046، وملف تقني كامل، وإعلان مطابقة موقّع من الاتحاد الأوروبي. تُضيف لائحة 2023 متطلبات الأمن السيبراني للآلات المتصلة، ومتطلبات موسّعة لأنظمة التحكم الآلي القائمة على الذكاء الاصطناعي. وكلا الأمرين ذو صلة بخلايا اللحام الحديثة المزودة بتقنية تتبع اللحام بالرؤية أو مراقبة الجودة بمساعدة الذكاء الاصطناعي.

معايير إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) ومعايير المعهد الوطني الأمريكي للمعايير/معهد أبحاث صناعة الطيران (ANSI/RIA R15.06) في الولايات المتحدة

في الولايات المتحدة، تخضع سلامة اللحام الروبوتي للوائح إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) 29 CFR الجزء 1910، القسم الفرعي O (الآلات وحماية الآلات)، وللمتطلبات الخاصة بالروبوتات، يُطبق معيار ANSI/RIA R15.06-2012، وهو المعيار الوطني الأمريكي للروبوتات الصناعية وأنظمة الروبوتات - متطلبات السلامة. يُعدّ معيار ANSI/RIA R15.06 معيارًا توافقيًا وضعته جمعية صناعات الروبوتات (RIA)، ويُعتمد على نطاق واسع كمرجع هندسي لتصميم خلايا الروبوت في التصنيع الأمريكي. على الرغم من أن معايير ANSI اختيارية من الناحية الفنية، إلا أن إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) تُشير بشكل روتيني إلى عدم الامتثال لمعيار ANSI R15.06 كدليل على وجود خطر مُعترف به بموجب بند الواجب العام (القسم 5(أ)(1)). بالنسبة لخلايا اللحام، يُطبق معيار AWS Z49.1 (السلامة في اللحام والقطع والعمليات ذات الصلة) جنبًا إلى جنب مع معيار R15.06 للمخاطر الخاصة بالقوس الكهربائي.

OSHA.gov: معايير السلامة للروبوتات والآلات | المرجع الرسمي لمعيار ANSI/RIA R15.06.

GB 11291.1-2011 في الصين

في الصين، تخضع سلامة الروبوتات الصناعية للمعيارين GB 11291.1-2011 (الروبوتات والأجهزة الروبوتية، متطلبات السلامة للروبوتات الصناعية، الجزء 1: الروبوتات) وGB 11291.2-2013 (الجزء 2: أنظمة الروبوتات وتكاملها)، وهما نسختان صينيتان مباشرتان من المعيارين ISO 10218-1 وISO 10218-2. ويجب على مصنعي الروبوتات المحليين ومُكاملِي الأنظمة الذين يُورِّدون أنظمة اللحام في الصين الامتثال لهذين المعيارين. كما يسعى الموردون المُوجَّهون للتصدير إلى الحصول على شهادتي CE وTUV لتلبية احتياجات السوق الأوروبية والعالمية.

الطبقة الثالثة: ضوابط السلامة لتصميم الخلايا لروبوتات اللحام

تُعدّ عناصر التحكم في تصميم الخلية عناصر مادية وكهروضوئية تُشكّل حدود الأمان بين حركة الروبوت ووصول الإنسان. ولكل نوع من أنواع الأجهزة فئة أداء محددة (وفقًا للمعيار ISO 13849-1) ومجال تطبيق خاص به داخل خلية اللحام.

الحراسة الثابتة (الفئة 4 من الحماية)

توفر الحواجز المادية الثابتة (ألواح شبكية فولاذية، أو إطارات ملحومة، أو علب معدنية صلبة) أعلى مستوى من الحماية الميكانيكية، ولا تتطلب أي وظائف إلكترونية للحفاظ على سلامتها. بالنسبة لخلايا اللحام الصناعية التقليدية التي تعمل بروبوتات ثقيلة عالية السرعة (بحمولة تتراوح بين 6 و200 كجم)، تُعد الحواجز المحيطية الثابتة هي المعيار الأساسي. يجب تصميم هذه الحواجز بحيث لا تسمح أي فتحة بدخول اليد أو الأصابع إلى منطقة الخطر وفقًا لجداول مسافة الأمان في معيار EN ISO 13857:2019. تتطلب الحواجز الثابتة أدوات لإزالتها، ولا يمكن فتحها إلا بإيقاف تشغيل الخلية. في خلايا اللحام، تعمل هذه الحواجز أيضًا كدروع واقية من تناثر اللحام وشاشات للأشعة فوق البنفسجية.

الستارة الضوئية (IEC 61496-1 / IEC 62046)

تُعدّ الستائر الضوئية (أجهزة السلامة الكهروضوئية) جهاز التحكم القياسي في الوصول عند المدخل الرئيسي للخلية. تُولّد هذه الستائر مصفوفة من الأشعة تحت الحمراء، وأي انقطاع فيها يُفعّل نظام إيقاف آمن. يُنظّم معيار IEC 61496-1 جهاز الستارة الضوئية نفسه، بينما يُنظّم معيار IEC 62046:2018 استخدامه كإجراء وقائي في خلية الروبوت. تُصنّف الستائر الضوئية حسب النوع: النوع 2 (اختبار ذاتي، مناسب للتطبيقات منخفضة المخاطر) والنوع 4 (أعلى فئة أداء، مطلوب لأداء وظيفة السلامة المباشرة في خلية الروبوت الصناعية). في خلية اللحام، تُعدّ الستائر الضوئية من النوع 4 قياسية عند بوابة دخول المشغل. تشمل متطلبات التركيب الرئيسية ما يلي: مسافة أمان صحيحة تُحسب من زمن توقف الروبوت وزمن استجابة الستارة، وارتفاع تركيب كافٍ لمنع الدخول من أسفلها، والحماية من التشغيل غير المقصود الناتج عن تناثر اللحام (يُعالج هذا عادةً بوضع الستارة خلف لوحة عاكسة للتناثر أو باستخدام وظيفة حجب على الحزم السفلية).

للحصول على مقارنة مفصلة بين تطبيقات الستائر الضوئية والماسحات الضوئية، انظر دليل معايير السلامة للروبوتات الصناعية.

ماسح ضوئي للمنطقة (ماسح ليزري للسلامة)

تقوم الماسحات الضوئية الليزرية الآمنة بإسقاط مستوى ليزر أفقي أو رأسي ورسم خريطة مجال الحماية في الوقت الفعلي. وهي تُعدّ وسيلة الحماية المُفضّلة لخلايا اللحام الروبوتية التعاونية غير المُسيّجة والخلايا الهجينة حيث لا يقتصر مسار اقتراب المُشغّل على بوابة واحدة. يُمكن للماسح الضوئي تحديد مناطق مُتحدة المركز مُتعددة: منطقة تحذير (تُبطئ الروبوت إلى سرعة آمنة) ومنطقة توقف (تُوقف حركة الروبوت). يدعم هذا الاستجابة المُتدرجة مُراقبة السرعة والمسافة وفقًا لمعيار ISO/TS 15066. يجب أن يكون الماسح الضوئي مُصنّفًا وفقًا لمعيار IEC 62046:2018، ويجب أن يُساهم مُعدّل احتمالية حدوث عطل خطير في الأجهزة في الساعة (PFHD) في حساب مستوى سلامة الخلية أو مستوى أدائها. بالنسبة لتطبيقات اللحام، يُعدّ تصنيف حماية الغلاف (الحد الأدنى IP65) ومقاومة تداخل أبخرة اللحام من معايير الاختيار إلى جانب الامتثال لمعايير السلامة.

نظام تحكم ثنائي اليد، وحصيرة أمان، ونظام قفل الباب

تُستخدم أجهزة التحكم ثنائية اليد (المتوافقة مع معيار ISO 13851) في عمليات اللحام اليدوي والخلايا الهجينة حيث يبدأ الإنسان سلسلة حركات الروبوت. تتطلب هذه الأجهزة تشغيلًا متزامنًا لكلتا اليدين، مما يمنع التشغيل بيد واحدة داخل الخلية. تكشف الحصائر الآمنة (مفاتيح أرضية حساسة للضغط) عن وجود المشغل من خلال ملامستها للأرضية، وتُستخدم في الخلايا التي يكون فيها المسح العلوي أو المحيطي غير عملي. تضمن أقفال الأبواب (مفاتيح أمان مغناطيسية مشفرة أو أقفال لولبية وفقًا لمعيار ISO 14119) عدم إمكانية فتح أبواب الوصول إلى الخلية أثناء حركة الروبوت. بالنسبة لخلية اللحام، يجب أن تكون مفاتيح القفل مصنفة ضمن الفئة 3 أو الفئة 4 وفقًا لمعيار ISO 13849-1 لتتوافق مع فئة دائرة إيقاف الطوارئ الخاصة بالروبوت.

الطبقة الرابعة: ضوابط سلامة العمليات (وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة، ووظيفة الإيقاف الطارئ، ووظائف السرعة الآمنة)

تُطبَّق ضوابط سلامة العمليات في نظام التحكم، وهي تُحدِّد كيفية تصرف الروبوت عند وقوع حدثٍ متعلق بالسلامة. وعلى عكس الحواجز المادية، فإن هذه الضوابط عبارة عن برمجيات وإلكترونيات؛ ويجب التحقق من تصميمها رسميًا لإثبات مستوى أداء السلامة المطلوب.

وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة مصنفة حسب مستوى السلامة (SIL 2-3 / مستوى الأداء de)

يتولى متحكم منطقي قابل للبرمجة (PLC) ذو تصنيف أمان عالٍ تنفيذ وظائف السلامة في خلية الروبوت، حيث يراقب المدخلات من أجهزة السلامة (الستائر الضوئية، الماسحات الضوئية، أجهزة التعشيق)، ويرسل أوامر إيقاف إلى الروبوت ومصدر طاقة اللحام، ويحافظ على حالة الأمان حتى إعادة تشغيل المشغل. يحدد معيار ISO 13849-1:2023 مستويات الأداء (PL a إلى e) لوظائف السلامة؛ ويجب أن تحقق معظم وظائف السلامة في خلايا الروبوت الصناعية مستوى الأداء d (الموافق لمستوى سلامة التكامل SIL 2 وفقًا لمعيار IEC 62061) أو مستوى الأداء e (SIL 3). عمليًا، تُدمج كبرى شركات تصنيع الروبوتات الأصلية متحكم أمان معتمدًا في هيكل الروبوت؛ ويضيف مُكامل الخلية وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) منفصلة أو وحدة ترحيل أمان لإدارة أجهزة التعشيق الأوسع نطاقًا في الخلية. تتضمن خطوط روبوتات اللحام الصناعية من EVST مخارج وظائف أمان مدمجة في المصنع ومتوافقة مع وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) الخاصة بالسلامة من جهات خارجية، مما يدعم سير عمل التكامل المعتمد من TÜV والذي يستخدمه مُكاملو الأنظمة الأوروبيون.

فئات دوائر الإيقاف الطارئ (الفئة 0، 1، و2)

يتم تصنيف دوائر التوقف الطارئ (e-stop) في خلايا اللحام الروبوتية بموجب معيار IEC 60204-1 حسب سلوك التوقف الخاص بها:

• الفئة 0 (توقف غير مُتحكم به): يتم فصل الطاقة عن المحرك فورًا. يتباطأ الروبوت بفعل الجاذبية/القصور الذاتي. يُستخدم هذا النظام عندما يكون على الروبوت التوقف بغض النظر عن موقعه.
• الفئة 1 (التوقف المُتحكم به): يتباطأ الروبوت حتى يتوقف تمامًا تحت تحكم محرك سيرفو، ثم يتم فصل الطاقة عنه. يُستخدم هذا النظام في الحالات التي قد يتسبب فيها التوقف المفاجئ في مخاطر ثانوية (مثل سقوط قطعة ثقيلة).
• الفئة 2 (إيقاف مُتحكم به، مع الاحتفاظ بالطاقة): يتباطأ الروبوت حتى يتوقف ويثبت في مكانه مع استمرار تشغيل قوة الدفع. يُستخدم هذا النظام في الخلايا التعاونية حيث يجب أن يبقى الروبوت في موقعه لتوجيهه يدويًا عند إعادة الدخول.

في معظم خلايا اللحام الروبوتية، يقوم نظام الحماية المحيطية بتفعيل إيقاف من الفئة 1 (تباطؤ مُتحكم به قبل إيقاف التشغيل) لمنع حركة الشعلة غير المنضبطة التي قد تتسبب في رش المعدن المنصهر. أما زر الإيقاف الطارئ اليدوي، فيُفعّل عادةً الفئة 0 لتحقيق أقصى سرعة استجابة.

مراقبة السرعة الآمنة، والمنطقة الآمنة، والتوجيه اليدوي

توفر وحدات التحكم الحديثة للروبوتات، المصنفة وفقًا لمعايير السلامة، وظائف أمان برمجية معتمدة بالإضافة إلى أنظمة التعشيق المادية. يحد نظام مراقبة السرعة الآمنة من سرعة مركز أداة الروبوت (TCP) إلى حد أقصى محدد عند وجود شخص داخل المنطقة المراقبة، مما يتيح عمليات التحميل التعاونية دون إيقاف التشغيل الكامل. تحدد وظائف المنطقة الآمنة حدودًا ثلاثية الأبعاد افتراضية في مساحة عمل الروبوت؛ فإذا حاول مركز أداة الروبوت تجاوز أحد هذه الحدود، تُصدر وحدة التحكم إشارة توقف أمان قبل وصول الروبوت إلى حافة المنطقة. يسمح وضع التوجيه اليدوي للمشغل بتحريك ذراع الروبوت يدويًا عبر مقبض تعليمي بينما تراقب وحدة التحكم الآمنة القوة والسرعة، مما يتيح البرمجة والإعداد دون إيقاف التشغيل الكامل. يجب أن تحمل وظائف الأمان البرمجية هذه شهادة مستقلة (عادةً من TÜV أو Bureau Veritas) ويجب التحقق من صحتها أثناء التشغيل من خلال اختبار الأعطال القسرية وفقًا لمتطلبات الملحق ISO 10218-2:2025.

أنواع هياكل السلامة في خلايا اللحام

لا يوجد تصميم واحد يناسب جميع حالات السلامة في خلايا اللحام الروبوتية. فلكل من التكوينات الأربعة الشائعة مجموعة معايير مختلفة، ومساحة مختلفة، ومستوى مختلف من قرب المشغل.

لا تزال خلايا اللحام التقليدية المحاطة بسياج هي السائدة في تطبيقات صناعة السيارات والهياكل الفولاذية ذات الإنتاج الضخم، حيث لا تسمح دقة زمن الدورة وتفاوتات جودة اللحام بأي تردد من جانب المشغل. وتُعد خلايا اللحام التعاوني غير المحاطة بسياج القطاع الأسرع نموًا، مدفوعةً بإقبال الشركات الصغيرة والمتوسطة عليها ونقص اللحامين الذي وثّقته الجمعية الأمريكية للحام (AWS). ووفقًا لتوقعات الجمعية الأمريكية للحام بشأن نقص اللحامين، تواجه الولايات المتحدة عجزًا متوقعًا يزيد عن 330,000 لحام مؤهل بحلول عام 2028، ويُسهم اللحام التعاوني باستخدام بنى السلامة التعاونية بشكل مباشر في معالجة هذه الفجوة. لمزيد من المعلومات حول بنية خلايا السلامة في اللحام التعاوني، يُرجى الاطلاع على... دليل اللحام الروبوتي MIG مقابل TIG مقابل الليزر.

المخاطر الخاصة باللحام في خلايا اللحام الروبوتية

تُغطّي المواصفة القياسية ISO 10218 مخاطر حركة الروبوت. أما مخاطر عملية اللحام فتتطلب معالجة منفصلة ومتوازية. عمليًا، فإن تقييم المخاطر لخلية لحام روبوتية، الذي يقتصر على المواصفة القياسية ISO 10218 ويتجاهل مخاطر القوس الكهربائي والمخاطر الكيميائية، لا يفي بمتطلبات المواصفة القياسية ISO 12100 لتحديد جميع المخاطر الهامة المرتبطة بالآلات.

الحماية من وميض القوس الكهربائي والأشعة فوق البنفسجية (تصنيف الحماية من دخول الماء والغبار للكابلات الكهربائية)

يُصدر القوس الكهربائي الناتج عن لحام MIG أو TIG إشعاعًا فوق بنفسجيًا وتحت أحمر شديدًا. ويمكن أن يؤدي التعرض المباشر للأشعة فوق البنفسجية على مسافة قوس اللحام إلى الإصابة بـ"عين القوس" (التهاب القرنية الضوئي) في غضون ثوانٍ. بالنسبة للخلايا الروبوتية، يجب أن تكون وحدة تحكم الروبوت، ومحركات المؤازرة، وكابلات وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) الخاصة بالسلامة مُصممة لتحمل بيئة القوس الكهربائي: الكابلات داخل أنابيب، والموصلات ذات تصنيفات IP مناسبة (عادةً IP65 كحد أدنى للمكونات داخل منطقة القوس)، وألواح معتمة للأشعة فوق البنفسجية تحجب جميع خطوط رؤية المشغل للقوس. وتؤدي الحواجز الثابتة وظيفة مزدوجة كحاجز للأشعة فوق البنفسجية؛ أما خلايا الروبوت التعاوني غير المُسيّجة فتتطلب ستائر أو شاشات مانعة للأشعة فوق البنفسجية على جميع الجوانب المفتوحة المواجهة لمناطق المشغل. AWS Z49.1 و AWS توفر إرشادات السلامة متطلبات محددة لأرقام التظليل لشاشات اللحام.

مخاطر الأبخرة والغازات (حدود التعرض وفقًا للمعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية)

تُنتج عمليات اللحام الروبوتية أبخرة بمعدلات تتراوح بين 0.1 و0.8 غرام في الدقيقة، وذلك تبعًا للعملية ونوع السلك وشدة التيار. يُصنّف الاتحاد الدولي لأبحاث السرطان (IARC) أبخرة الكروم سداسي التكافؤ (Cr(VI)) الناتجة عن لحام الفولاذ المقاوم للصدأ بتقنية MIG ضمن المجموعة 1 من المواد المسرطنة. يحدد المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) حدًا موصى به للتعرض (REL) لأبخرة اللحام عند 1 ملغم/م³ (متوسط ​​مرجح زمنيًا لمدة 8 ساعات)، وحدًا موصى به منفصلًا للكروم سداسي التكافؤ عند 0.2 ميكروغرام/م³. يجب أن تتضمن خلايا اللحام الروبوتية نظامًا لسحب الأبخرة من المصدر: فوهة سحب مثبتة على الشعلة، أو غطاء علوي، أو روبوت مخصص لسحب الأبخرة، مصمم للحفاظ على تركيزات أقل من حد التعرض المهني (OEL) المطبق من قِبل المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية أو الحد المحلي. يبلغ حد التعرض المهني المسموح به (PEL) الصادر عن إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) لأبخرة اللحام الكلية 5 ملغم/م³ (متوسط ​​مرجح زمنيًا لمدة 8 ساعات)؛ وتُطبّق العديد من الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي حد التعرض الموصى به الأدنى الصادر عن المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية.

التناثر، والمخاطر الحرارية، والحريق (NFPA 51B)

يُشكّل تناثر اللحام خطرين رئيسيين في الخلية الروبوتية: اشتعال المواد القابلة للاحتراق مرة أخرى، وتلف المكونات الحيوية للسلامة، بما في ذلك الكابلات والماسحات الضوئية والستائر الضوئية. يشترط معيار NFPA 51B (معيار الوقاية من الحرائق أثناء اللحام والقطع والأعمال الساخنة الأخرى) وجود مسافة لا تقل عن 10 أمتار بين المواد القابلة للاحتراق ونقطة اللحام، أو استخدام حواجز مقاومة للحريق. في الخلية الروبوتية، تحمي دروع التناثر (حواجز معدنية موضوعة بين نقطة اللحام ومحيط الخلية) أجهزة السلامة من التناثر، وتقلل من خطر الاشتعال الثانوي. قد يؤدي سقوط التناثر على عدسات الماسح الضوئي للسلامة إلى توقف الجهاز عن العمل، أو في أسوأ الأحوال، بالنسبة للأجهزة القديمة غير ذاتية المراقبة، إلى تعطلها بشكل خطير (تجاوز عطل التلوث). تتطلب الماسحات الضوئية المتوافقة مع معيار IEC 62046:2018 مراقبة ذاتية للتلوث الذي قد يؤثر على قدرة الكشف؛ كما يجب أن يتضمن تصميم الخلية بروتوكول تنظيف لعدسات الماسح الضوئي كجزء من جدول الصيانة الوقائية.

منهجية تقييم المخاطر لخلايا اللحام الروبوتية

المعيار الدولي ISO 12100:2010 (سلامة الآلات، المبادئ العامة للتصميم، تقييم المخاطر والحد منها) هو المعيار المنهجي الشامل الذي يعلو جميع المعايير الخاصة بالروبوتات واللحام. وهو يحدد عملية تكرارية من ثلاث خطوات: تقييم المخاطر (تحديد المخاطر، تقدير المخاطر، تقييم المخاطر)، والحد من المخاطر (التصميم الآمن بطبيعته، إجراءات الحماية، معلومات الاستخدام)، وتوثيق المخاطر المتبقية.

مخطط المخاطر وHARA

بالنسبة لخلايا الروبوت، يستخدم تقييم المخاطر عادةً إما مخططًا بيانيًا للمخاطر (نوعيًا، وفقًا للملحق أ من معيار ISO 13849-1) أو مصفوفة تحليل المخاطر وتقييمها (HARA) لتحديد مستوى الأداء المطلوب لكل وظيفة سلامة. وتشمل متغيرات المخطط البياني للمخاطر: شدة الإصابة (S1/S2)، وتكرار التعرض ومدته (F1/F2)، وإمكانية تجنب الخطر (P1/P2). معظم مخاطر حركة الروبوت في خلية اللحام (السحق، التشابك) تُصنف ضمن S2/F2/P1، مما ينتج عنه مستوى أداء مطلوب (PL d) لوظيفة السلامة التي تحمي من هذا الخطر.

الأجزاء المتعلقة بالسلامة في أنظمة التحكم (SRP/CS)

بمجرد تحديد مستوى الأداء المطلوب لكل وظيفة أمان، يجب على مُكامل الأنظمة تصميم الأجزاء المتعلقة بالسلامة في نظام التحكم (SRP/CS) لتحقيق مستوى الأداء المطلوب. يوفر معيار ISO 13849-1:2023 بنية النظام ومنهجية حساب موثوقية المكونات. تتطلب وظيفة الأمان ذات مستوى الأداء d عادةً بنية ثنائية القنوات (الفئة 3 أو الفئة 4 وفقًا لمعيار ISO 13849-1) مع مراقبة متبادلة بين القنوات. يجب أن يكون احتمال الفشل الخطير في الساعة (PFHd) المحسوب أقل من الحد الأدنى لمستوى الأداء المُحدد. بالنسبة لخلية لحام كاملة، يشمل هذا الحساب وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) الخاصة بالسلامة، والستارة الضوئية أو الماسح الضوئي، ووظيفة إيقاف الروبوت المصنفة للسلامة، ومفاتيح التعشيق على جميع أبواب الوصول.

استنادًا إلى خبرة التشغيل الميداني لخلايا اللحام متعددة الروبوتات، تتطلب مرحلة تقييم المخاطر وتوثيق إجراءات السلامة والسلامة عادةً ما بين 80 و120 ساعة عمل لمهندس السلامة على خلية ثنائية المحطات متوسطة التعقيد قبل بدء التحقق من صحة الأجهزة. ويواجه مُكاملُو الأنظمة الذين يُقللون من شأن هذه المرحلة تأخيرات في التشغيل بشكل متكرر عندما تُحدد الجهة المُخوّلة أو تدقيق العميل ثغرات في وثائق السلامة الوظيفية.

إجراءات السلامة في اللحام الآلي: قائمة التحقق من الامتثال (8 خطوات)

منصات روبوتات اللحام المعتمدة وتصميم الخلايا المتوافقة

تبدأ خلية اللحام الروبوتية المتوافقة مع المعايير بروبوت يحمل وظائف السلامة الأساسية المطلوبة بموجب معيار ISO 10218-1. ومن بين الموردين الرئيسيين الذين يقدمون منصات متوافقة مع معيار ISO 10218-1 وحاصلين على شهادات معتمدة في السوق الأوروبية، نذكر FANUC وKUKA وABB وYaskawa وESTUN، وهي من بين أكبر الموردين حجمًا. تقدم EVST روبوتات صناعية مُجهزة للحام وروبوتات تعاونية من سلسلة XR حاصلة على شهادات CE وSGS وTUV من جهات خارجية، وقد أثبتت كفاءتها في عمليات دمج خلايا اللحام في أكثر من 100 دولة. بالنسبة للتطبيقات في بيئات اللحام الخطرة التي تتضمن طلاءات قابلة للاشتعال أو مذيبات تحضير الأسطح، فإن روبوتات EVST XR-EX التعاونية المقاومة للانفجار (حاصلة على شهادتي IP68 وATEX/IECEx) تُوسع نطاق بنية السلامة لتشمل المناطق المصنفة 1 و2، وهو متطلب مختلف عن مجموعة أدوات السلامة القياسية للحام الروبوتي. انظر دليل الروبوت التعاوني المقاوم للانفجار لهذا المسار المحدد للامتثال.

بحسب ملاحظات القطاع، يؤثر اختيار منصة الروبوت على الجدول الزمني للتحقق من السلامة، إذ أن الروبوتات المزودة بوحدات إدخال/إخراج أمان مدمجة في المصنع (مخرجات إيقاف مراقبة، وإشارات سرعة آمنة، ومخرجات منطقة آمنة) تُخفف عبء التصميم على المُكامل مقارنةً بالمنصات التي تتطلب وحدات ترحيل أمان خارجية لتحقيق الوظائف نفسها. ويشير المُكاملون إلى أن الخلايا المبنية على منصات معتمدة وفقًا لمعيار ISO 10218-1 مع توثيق وظائف السلامة من المصنع تُقلل مرحلة التحقق من التشغيل بنسبة تتراوح بين 20 و30% مقارنةً بالخلايا التي تُنفذ فيها وظائف السلامة خارجيًا. للاطلاع على شرح مُفصل لاختيار مكونات خلية اللحام ودمجها، يُرجى مراجعة... دليل مكونات خلية اللحام الروبوتية وتكاملها.

الأسئلة الشائعة: سلامة اللحام الآلي

آخر تحديث: قد شنومكس، شنومكس

للحصول على عرض أسعار مُصمم خصيصًا لمشروعك، بما في ذلك مراجعة الامتثال لمعايير CE/ANSI، وتحديد مواصفات أجهزة السلامة لهيكل خلية الإنتاج الخاصة بك، وتوصيات بشأن تكوين روبوتات اللحام المزودة بوظائف السلامة ISO 10218-1 المدمجة في المصنع، راسلنا عبر البريد الإلكتروني. sales@evsrobot.com أو راسلنا على واتساب / وي تشات. عادةً ما يتم الرد خلال 24 ساعة.