راهنمای ایمنی جوشکاری رباتیک: ISO 10218 و IEC 62046 (2026)

آخرین به روزرسانی: 10 مه 2026

رویه‌های ایمنی جوشکاری رباتیک در سال ۲۰۲۶ بر روی یک پشته چهار لایه قرار دارند: استانداردهای بین‌المللی (ISO 10218-1/2:2025، ISO/TS 15066، IEC 62046:2018)، مقررات منطقه‌ای (CE Machinery Regulation 2023/1230 در اتحادیه اروپا، OSHA و ANSI RIA R15.06 در ایالات متحده، GB 11291.1 در چین)، کنترل‌های طراحی سلول (حفاظ ثابت، پرده‌های نوری، اسکنرهای منطقه‌ای، کنترل‌های دو دستی) و کنترل‌های فرآیند (PLCهای دارای رتبه ایمنی، معماری توقف الکترونیکی، نظارت بر سرعت ایمن). طبق گزارش فدراسیون بین‌المللی رباتیک (IFR) World Robotics 2025، جوشکاری تقریباً ۳۵٪ از کل نصب ربات‌های صنعتی در سطح جهان را تشکیل می‌دهد. با بیش از ۵۰۰۰۰۰ واحد ربات جدید که سالانه ارسال می‌شوند، هزینه یک سلول غیر منطبق (آسیب، زمان از کار افتادگی، از دست دادن دسترسی به بازار) در حد تئوری نیست. این راهنما هر لایه را با استانداردهای حاکم، اجزای مورد نیاز و مراحل انطباق توضیح می‌دهد.

برای دریافت قیمت سفارشی EVST در مورد پیکربندی‌های مورد بحث در زیر، به آدرس ایمیل زیر ایمیل بزنید:
sales@evsrobot.com or
WhatsApp / WeChat +86 193 8162 6253.

ایمنی جوشکاری رباتیک چیست؟

ایمنی جوشکاری رباتیک مجموعه‌ای ساختاریافته از کنترل‌های مهندسی، اقدامات انطباق با استانداردها و رویه‌های عملیاتی است که از آسیب، خسارت به اموال و عدم رعایت مقررات در سلول‌های جوشکاری خودکار جلوگیری می‌کند. این ایمنی چهار دسته خطر مجزا و منحصر به فرد برای محیط جوشکاری را پوشش می‌دهد: خطرات مکانیکی ناشی از حرکت ربات (نقاط حساس، له شدن، ضربه)، خطرات قوس (تابش UV، تابش مادون قرمز، جرقه قوس)، خطرات شیمیایی (دودهای جوشکاری، جابجایی گاز محافظ، ازن) و خطرات حرارتی و آتش‌سوزی (پاشش، قطعات کار داغ، سطوح قابل احتراق).

این رشته از دو نهاد نظارتی موازی نشأت می‌گیرد: استانداردهای ایمنی مخصوص ربات (سری ISO 10218، ANSI RIA R15.06، IEC 62046) و استانداردهای محیط جوشکاری (NFPA 51B برای پیشگیری از آتش‌سوزی، AWS Z49.1 برای ایمنی جوشکاری، محدودیت‌های قرارگیری در معرض دود و بخارات NIOSH). یک واحد جوشکاری رباتیک مطابق با این استانداردها، همزمان به هر دو نهاد می‌پردازد، زیرا استاندارد ربات به تنهایی خطرات قوس الکتریکی یا دود را پوشش نمی‌دهد و استاندارد محیط جوشکاری به تنهایی کنترل یا محافظت از حرکت ربات را کنترل نمی‌کند.

در عمل، انطباق در یک نقطه زمانی واحد حاصل نمی‌شود. سلولی که در زمان راه‌اندازی تمام استانداردهای قابل اجرا را رعایت می‌کند، در صورت اصلاح برنامه ربات برای افزایش سرعت، جابجایی اسکنر ایمنی یا تغییر ابزارآلات، می‌تواند از انطباق خارج شود. نظارت مداوم و یک رویه تعریف‌شده برای مدیریت تغییرات، بخشی از معنای عملیاتی «ایمنی جوشکاری رباتیک» هستند، نه فقط در زمان نصب.

برای آشنایی بیشتر با طراحی سلول جوشکاری رباتیک، به ... مراجعه کنید. نحوه ساخت چک لیست چیدمان سلول جوشکاری رباتیک (2026) و راهنمای کامل جوشکاری رباتیک (۲۰۲۶).

پشته ایمنی ۴ لایه برای جوشکاری رباتیک

به جای اینکه ایمنی جوشکاری رباتیک را به عنوان یک چک لیست واحد در نظر بگیرند، یکپارچه‌سازان باتجربه، انطباق را به صورت چهار لایه وابسته به هم ساختار می‌دهند. هر لایه شرایط مرزی را برای لایه زیرین خود تعیین می‌کند.

• لایه ۱، استانداردهای بین‌المللی: ISO 10218-1:2025، ISO 10218-2:2025، ISO/TS 15066، IEC 62046:2018. این استانداردها الزامات ایمنی اساسی را برای ربات‌ها، سیستم‌ها، عملیات مشارکتی و دستگاه‌های حسگر حضور تعیین می‌کنند.
• لایه ۲، مقررات منطقه‌ای: مقررات ماشین‌آلات CE 2023/1230 (اتحادیه اروپا)، OSHA 29 CFR Subpart O + ANSI RIA R15.06 (ایالات متحده)، GB 11291.1-2011 (چین). این مقررات شرایط دسترسی به بازار و سازوکارهای اجرایی را تعیین می‌کنند.
• لایه ۳، کنترل‌های ایمنی طراحی سلول: سخت‌افزار فیزیکی و حساس به برق که مناطق حفاظتی در اطراف ربات ایجاد می‌کند (حفاظ ثابت، پرده‌های نوری، اسکنرهای منطقه‌ای، کنترل‌های دو دستی، تشک‌های ایمنی و قفل‌های در).
• لایه ۴، کنترل‌های ایمنی فرآیند: نرم‌افزارها و عملکردهای ایمنی الکترونیکی پیاده‌سازی شده در سیستم کنترل (PLCهای دارای رتبه ایمنی، دسته‌های مدار توقف الکترونیکی، نظارت بر سرعت ایمن، عملکردهای منطقه ایمن و حالت‌های هدایت دستی).

نقص در لایه ۱ یا ۲، مسئولیت قانونی و بازاری ایجاد می‌کند. نقص در لایه ۳ یا ۴، خطر آسیب مستقیم را ایجاد می‌کند. یک برنامه ایمنی مؤثر باید هر چهار لایه را در نظر بگیرد؛ رسیدگی مستقل به آنها، شکاف‌هایی ایجاد می‌کند. بخش‌های زیر هر لایه را به تفصیل پوشش می‌دهند.

لایه ۱: استانداردهای بین‌المللی ایمنی جوشکاری رباتیک

ISO 10218-1:2025، عملکردهای ایمنی ذاتی ربات

استاندارد ISO 10218-1 تولیدکننده ربات را راهنمایی می‌کند. ویرایش 2025 آن (ISO 10218-1:2025، منتشر شده توسط سازمان بین‌المللی استانداردسازی) الزاماتی را برای طراحی مکانیکی بازوی ربات، معماری سیستم کنترل، توابع توقف (توقف‌های رده 0، 1 و 2)، نظارت بر سرعت و نیرو و مستندات ارائه شده همراه ربات تعیین می‌کند. برای کاربردهای جوشکاری، مرتبط‌ترین الزامات شامل موارد زیر است: توانایی ربات برای اجرای توقف رده 0 (خاموش کردن) در یک فاصله توقف تعریف شده، در دسترس بودن خروجی سرعت نظارت شده برای دست دادن با PLC سلولی با درجه ایمنی، و ارائه یک رابط ورودی/خروجی با درجه ایمنی برای دستگاه‌های محافظ خارجی.

تولیدکنندگان اصلی تجهیزات (OEM) ربات (از جمله FANUC، KUKA، Yaskawa و ESTUN در میان تأمین‌کنندگان معتبر، و تازه‌واردان دارای گواهینامه مانند EVST که دارای گواهینامه‌های شخص ثالث CE، SGS و TUV برای خطوط ربات جوشکاری خود است) باید محصولات خود را قبل از عرضه به بازار در اکثر حوزه‌های قضایی تحت نظارت، مطابق با ISO 10218-1 تأیید کنند. به‌روزرسانی 2025 الزامات سختگیرانه‌تری را در مورد عملکردهای مشارکتی ارائه کرده و با ISO/TS 15066:2025 کاملاً همسو است.

ISO.org: مجموعه استانداردهای ISO 10218

ISO 10218-2:2025، ایمنی سیستم و یکپارچه‌سازی ربات

استاندارد ISO 10218-2 بر یکپارچه‌سازان و کاربران نهایی حاکم است. این استاندارد مشخص می‌کند که چگونه یک سیستم ربات (ربات به علاوه ابزار، محافظ، موقعیت‌یاب و نرم‌افزار کنترل) باید به عنوان یک سلول کامل طراحی، نصب و راه‌اندازی شود. ویرایش 2025 بخش عمده‌ای از الزامات عملیات مشترک ISO/TS 15066 را در بر گرفت و ISO 10218-2:2025 را به مرجع اصلی برای هر سلول جوشکاری که از حالت‌های نظارت بر سرعت و جداسازی، محدود کردن توان و نیرو یا هدایت دستی استفاده می‌کند، تبدیل کرد. الزامات شامل موارد زیر است: ارزیابی ریسک مستند شده طبق ISO 12100، طراحی قطعات مرتبط با ایمنی سیستم کنترل حداقل تا سطح عملکرد d (ISO 13849-1) یا SIL 2 (IEC 62061) و آزمایش عملکردی هر عملکرد ایمنی قبل از راه‌اندازی و تأیید.

ISO/TS 15066:2025، عملیات ربات‌های مشارکتی

ISO/TS 15066 مشخصات فنی حاکم بر عملکرد ربات در فضاهای کاری مشترک است که در آن انسان‌ها و ربات‌ها ممکن است به طور همزمان فضا را به اشتراک بگذارند. برای جوشکاری، این موضوع در درجه اول مربوط به سلول‌های جوشکاری کوبوت بدون حصار است که در آن اپراتور قطعات را بارگیری می‌کند در حالی که ربات در نزدیکی آن جوش‌های کوتاه انجام می‌دهد. این مشخصات چهار نوع عملیات مشترک را تعریف می‌کند: توقف نظارت شده با درجه ایمنی، هدایت دستی، نظارت بر سرعت و جداسازی (SSM) و محدود کردن قدرت و نیرو (PFL). برای سلول‌های جوشکاری، SSM رایج‌ترین حالت اعمال شده است: ربات زمانی که فاصله اندازه‌گیری شده اپراتور از یک آستانه تعریف شده کمتر شود، سرعت خود را کاهش می‌دهد یا متوقف می‌شود، که از سرعت ربات، زمان توقف و حاشیه واکنش انسان محاسبه می‌شود. همچنین به مقاله اختصاصی در مورد ربات‌های همکار ضد انفجار برای محیط‌های جوشکاری خطرناک برای کاربردهایی که خود اتمسفر جوشکاری الزامات طبقه‌بندی اضافی را مطرح می‌کند.

IEC 62046:2018، تجهیزات ایمنی حسگر حضور

استاندارد IEC 62046:2018 که توسط کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک منتشر شده است، الزامات عملکرد تجهیزات حفاظتی حساس به الکترو (ESPE) را که به عنوان دستگاه‌های حفاظتی در ماشین‌آلات، از جمله سلول‌های جوشکاری رباتیک، استفاده می‌شوند، تعریف می‌کند. پرده‌های نوری، اسکنرهای منطقه‌ای و اسکنرهای لیزری ایمنی مورد استفاده در محیط سلول‌های رباتیک باید مطابق با استاندارد IEC 62046:2018 باشند تا به عنوان دستگاه‌های دارای رتبه ایمنی شناخته شوند. این استاندارد زمان پاسخ، قابلیت تشخیص (حداقل حساسیت به اشیاء)، مقاومت در برابر محیط و الزامات خودنظارتی را مشخص می‌کند. در یک سلول جوشکاری، این امر به ویژه مرتبط است زیرا پاشش، دود و بخار جوشکاری می‌تواند حسگرهای نوری را تخریب کند. دستگاه‌های سازگار با IEC 62046 باید عملکرد تشخیص خود را در حضور سطوح آلودگی معمول در محیط جوشکاری حفظ کنند.

مرجع استاندارد IEC 62046:2018: کاتالوگ رسمی IEC.

لایه ۲: مقررات منطقه‌ای حاکم بر ایمنی جوشکاری رباتیک

نشان CE و مقررات ماشین آلات اتحادیه اروپا 2023/1230

در اتحادیه اروپا، سلول‌های جوشکاری رباتیک، ماشین‌آلاتی هستند که تحت پوشش مقررات ماشین‌آلات 2023/1230/EU قرار دارند، که جایگزین دستورالعمل ماشین‌آلات 2006/42/EC شده و از 20 ژانویه 2027 برای ورود به بازارهای جدید اجباری می‌شود. این مقررات به عنوان یک مقررات (نه یک دستورالعمل)، به طور یکنواخت در تمام کشورهای عضو اتحادیه اروپا و بدون جابجایی ملی اعمال می‌شود. الزامات یک سلول جوشکاری رباتیک دارای علامت CE شامل موارد زیر است: ارزیابی ریسک طبق ISO 12100، انطباق با استانداردهای هماهنگ EN ISO 10218-1/2 و EN IEC 62046، یک پرونده فنی کامل و یک اعلامیه انطباق امضا شده اتحادیه اروپا. مقررات 2023 الزامات امنیت سایبری را برای ماشین‌های متصل و الزامات گسترده‌تری را برای سیستم‌های کنترل ماشین مبتنی بر هوش مصنوعی اضافه می‌کند. هر دو مورد مربوط به سلول‌های جوشکاری مدرن با ردیابی درز با هدایت بینایی یا نظارت بر کیفیت با کمک هوش مصنوعی هستند.

OSHA و ANSI/RIA R15.06 در ایالات متحده

در ایالات متحده، ایمنی جوشکاری رباتیک توسط OSHA 29 CFR Part 1910 Subpart O (ماشین آلات و محافظت از ماشین آلات) و برای الزامات خاص ربات، ANSI/RIA R15.06-2012، استاندارد ملی آمریکا برای ربات‌های صنعتی و سیستم‌های ربات - الزامات ایمنی، اداره می‌شود. ANSI/RIA R15.06 یک استاندارد مورد اجماع است که توسط انجمن صنایع رباتیک (RIA) تدوین شده و به طور گسترده به عنوان مرجع مهندسی برای طراحی سلول ربات در تولید ایالات متحده پذیرفته شده است. اگرچه استانداردهای ANSI از نظر فنی اختیاری هستند، اما اجرای OSHA به طور معمول عدم انطباق با ANSI R15.06 را به عنوان مدرکی از یک خطر شناخته شده تحت بند وظیفه عمومی (بخش 5(a)(1)) ذکر می‌کند. برای سلول‌های جوشکاری، AWS Z49.1 (ایمنی در جوشکاری، برش و فرآیندهای وابسته) در کنار R15.06 برای خطرات خاص قوس الکتریکی اعمال می‌شود.

OSHA.gov: استانداردهای ایمنی ربات و ماشین | مرجع رسمی استاندارد ANSI/RIA R15.06.

GB 11291.1-2011 در چین

در چین، ایمنی ربات‌های صنعتی توسط GB 11291.1-2011 (ربات‌ها و دستگاه‌های رباتیک، الزامات ایمنی برای ربات‌های صنعتی، بخش 1: ربات‌ها) و GB 11291.2-2013 (بخش 2: سیستم‌های ربات و یکپارچه‌سازی) اداره می‌شود که اقتباس‌های مستقیم چینی از ISO 10218-1 و ISO 10218-2 هستند. تولیدکنندگان و یکپارچه‌سازان ربات داخلی که سیستم‌های جوشکاری را در چین تأمین می‌کنند باید از این استانداردهای GB پیروی کنند. تأمین‌کنندگان صادرات‌محور علاوه بر این، گواهینامه‌های CE و TUV را برای ورود به بازار اروپا و جهان به طور همزمان دنبال می‌کنند.

لایه ۳: کنترل‌های ایمنی طراحی سلولی برای ربات‌های جوشکار

کنترل‌های طراحی سلول، عناصر سخت‌افزاری فیزیکی و الکترواپتیکی هستند که مرز ایمنی بین حرکت ربات و دسترسی انسان را ایجاد می‌کنند. هر نوع دستگاه دارای یک دسته عملکرد تعریف‌شده (طبق ISO 13849-1) و یک دامنه کاربرد خاص در یک سلول جوشکاری است.

حفاظ ثابت (حفاظت دسته ۴)

حفاظ‌های فیزیکی ثابت (پانل‌های توری فولادی، قاب‌های جوش داده شده یا محفظه‌های فلزی محکم) بالاترین رده حفاظت مکانیکی را فراهم می‌کنند و برای حفظ عملکرد ایمنی خود نیازی به عملکرد الکترونیکی ندارند. برای سلول‌های جوشکاری صنعتی معمولی که ربات‌های سنگین پرسرعت (با محدوده بار مفید ۶ کیلوگرم تا ۲۰۰ کیلوگرم) را اداره می‌کنند، حفاظ‌های محیطی ثابت، مبنای استاندارد هستند. حفاظ‌ها باید طوری طراحی شوند که هیچ منفذی اجازه دسترسی دست یا انگشت به منطقه خطر را طبق جداول فاصله ایمنی EN ISO 13857:2019 ندهد. حفاظ‌های ثابت نیاز به ابزار برای جدا کردن دارند. آنها را نمی‌توان بدون خاموش کردن سلول باز کرد. برای سلول‌های جوشکاری، حفاظ‌ها همچنین به عنوان محافظ پاشش و محافظ UV عمل می‌کنند.

پرده نوری (IEC 61496-1 / IEC 62046)

پرده‌های نوری (دستگاه‌های ایمنی نوری-الکترونیکی، OESPE) دستگاه استاندارد کنترل دسترسی در ورودی اصلی سلول هستند. آن‌ها ماتریسی از پرتوهای مادون قرمز تولید می‌کنند؛ هرگونه وقفه‌ای باعث توقف ایمنی می‌شود. استاندارد IEC 61496-1 خود دستگاه پرده نوری را کنترل می‌کند؛ استاندارد IEC 62046:2018 کاربرد آن را به عنوان محافظ سلول ربات تنظیم می‌کند. پرده‌های نوری بر اساس نوع طبقه‌بندی می‌شوند: نوع 2 (خودآزما، مناسب برای کاربردهای کم‌خطرتر) و نوع 4 (رده بالاترین عملکرد، مورد نیاز برای انجام وظیفه مستقیم ایمنی در یک سلول ربات صنعتی). در یک سلول جوشکاری، پرده‌های نوری نوع 4 در دروازه دسترسی اپراتور استاندارد هستند. الزامات کلیدی نصب عبارتند از: فاصله ایمنی صحیح محاسبه شده از زمان توقف ربات و زمان پاسخ پرده، ارتفاع نصب کافی برای جلوگیری از ورود از زیر، و محافظت در برابر تحریک کاذب ناشی از پاشش جوشکاری (که معمولاً با قرار دادن پرده در پشت یک پنل انحراف پاشش یا استفاده از یک تابع پوششی روی تیرهای پایینی برطرف می‌شود).

برای مقایسه دقیق کاربردهای پرده نوری و اسکنر منطقه‌ای، به راهنمای استانداردهای ایمنی ربات‌های صنعتی.

اسکنر منطقه (اسکنر لیزری ایمنی)

اسکنرهای لیزری ایمنی، یک صفحه لیزر افقی یا عمودی را تصویر می‌کنند و یک میدان محافظ را در زمان واقعی ترسیم می‌کنند. آن‌ها وسیله حفاظتی ترجیحی برای سلول‌های جوشکاری کوبوت بدون حصار و سلول‌های هیبریدی هستند که در آن‌ها مسیر نزدیک شدن اپراتور به یک دروازه واحد ثابت نیست. یک اسکنر می‌تواند چندین منطقه متحدالمرکز را تعریف کند: یک منطقه هشدار (سرعت ربات را به سرعت ایمن کاهش می‌دهد) و یک منطقه توقف (حرکت ربات را متوقف می‌کند). این پاسخ تدریجی از نظارت بر سرعت و جداسازی ISO/TS 15066 پشتیبانی می‌کند. اسکنر باید مطابق با IEC 62046:2018 رتبه‌بندی شود و PFHD (احتمال خرابی سخت‌افزار خطرناک در ساعت) آن باید در محاسبه سطح کلی ایمنی یا سطح عملکرد سلول نقش داشته باشد. برای کاربردهای جوشکاری، رتبه‌بندی حفاظت محفظه (حداقل IP65) و مقاومت در برابر تداخل بخار جوش، معیارهای انتخاب در کنار رعایت استاندارد ایمنی هستند.

کنترل دو دستی، زیرپایی ایمنی و قفل درب

دستگاه‌های کنترل دو دستی (مطابق با ISO 13851) در عملیات جوشکاری دستی و سلول‌های هیبریدی که در آن یک انسان توالی حرکت ربات را آغاز می‌کند، استفاده می‌شوند. آن‌ها نیاز به فعال‌سازی همزمان هر دو دست دارند و از عملکرد یک دست در سلول جلوگیری می‌کنند. تشک‌های ایمنی (سوئیچ‌های کف حسگر فشار) حضور اپراتور را با تماس با کف تشخیص می‌دهند و در سلول‌هایی استفاده می‌شوند که اسکن بالای سر یا محیط در آن‌ها غیرعملی است. قفل‌های داخلی درب (سوئیچ‌های ایمنی مغناطیسی کدگذاری شده یا قفل‌های داخلی قفل شده با سلونوئید طبق ISO 14119) تضمین می‌کنند که درهای دسترسی به سلول در حین حرکت ربات باز نمی‌شوند. برای یک سلول جوشکاری، سوئیچ‌های داخلی باید برای دسته 3 یا دسته 4 طبق ISO 13849-1 رتبه‌بندی شوند تا با دسته مدار توقف اضطراری ربات مطابقت داشته باشند.

لایه ۴: کنترل‌های ایمنی فرآیند (PLC، E-Stop و توابع سرعت ایمن)

کنترل‌های ایمنی فرآیند در سیستم کنترل پیاده‌سازی شده‌اند و نحوه رفتار ربات را هنگام وقوع یک رویداد ایمنی کنترل می‌کنند. برخلاف حفاظ فیزیکی، این کنترل‌ها نرم‌افزاری و الکترونیکی هستند؛ طراحی آنها باید به طور رسمی تأیید شود تا سطح عملکرد ایمنی مورد نیاز را نشان دهد.

PLC با رتبه ایمنی (SIL 2-3 / سطح عملکرد de)

یک کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی با درجه ایمنی (PLC ایمنی) عملکردهای ایمنی سلول ربات را اجرا می‌کند: نظارت بر ورودی‌های دستگاه‌های ایمنی (پرده‌های نوری، اسکنرها، قفل‌های داخلی)، ارسال دستورات توقف به ربات و منبع تغذیه جوشکاری و حفظ حالت ایمن تا زمان انجام تنظیم مجدد اپراتور. استاندارد ISO 13849-1:2023 سطوح عملکرد (PL a تا e) را برای عملکردهای ایمنی تعریف می‌کند. اکثر عملکردهای ایمنی سلول ربات صنعتی باید به PL d (مطابق با SIL 2 تحت IEC 62061) یا PL e (SIL 3) دست یابند. در عمل، تولیدکنندگان اصلی تجهیزات اصلی ربات، یک کنترل‌کننده ایمنی دارای گواهینامه را در کابینت ربات ادغام می‌کنند. یکپارچه‌ساز سلول، یک PLC ایمنی یا ماژول رله ایمنی جداگانه برای مدیریت قفل‌های داخلی سلول گسترده‌تر اضافه می‌کند. خطوط ربات جوشکاری صنعتی EVST شامل خروجی‌های عملکرد ایمنی یکپارچه کارخانه‌ای سازگار با PLCهای ایمنی شخص ثالث هستند که از گردش‌های کاری یکپارچه‌سازی دارای گواهینامه TUV که توسط یکپارچه‌سازان سیستم اروپایی استفاده می‌شود، پشتیبانی می‌کنند.

دسته بندی مدار توقف الکترونیکی (دسته بندی 0، 1 و 2)

مدارهای توقف اضطراری (e-stop) در سلول‌های جوشکاری رباتیک بر اساس رفتار توقفشان تحت IEC 60204-1 طبقه‌بندی می‌شوند:

• دسته ۰ (توقف کنترل نشده): برق بلافاصله از درایو قطع می‌شود. ربات تحت تأثیر جاذبه/اینرسی سرعت خود را کاهش می‌دهد. در جایی استفاده می‌شود که ربات صرف نظر از موقعیت باید متوقف شود.
• دسته ۱ (توقف کنترل‌شده): ربات تحت کنترل سروو موتور سرعت خود را کاهش می‌دهد تا متوقف شود، سپس برق قطع می‌شود. در مواردی که توقف کنترل نشده می‌تواند باعث خطرات ثانویه شود (مثلاً افتادن یک قطعه سنگین) استفاده می‌شود.
• دسته ۲ (توقف کنترل‌شده، حفظ توان): ربات سرعت خود را کاهش می‌دهد تا متوقف شود و موقعیت خود را با نیروی محرکه اعمال شده حفظ می‌کند. در سلول‌های مشارکتی که ربات باید برای ورود مجدد با هدایت دستی در موقعیت خود باقی بماند، استفاده می‌شود.

برای اکثر سلول‌های جوشکاری رباتیک، محافظ محیطی باعث توقف دسته ۱ (کاهش سرعت کنترل‌شده قبل از خاموش شدن) می‌شود تا از حرکت کنترل‌نشده مشعل که می‌تواند فلز مذاب را اسپری کند، جلوگیری شود. دکمه فشاری توقف الکترونیکی دستی معمولاً دسته ۰ را برای حداکثر سرعت پاسخ فعال می‌کند.

نظارت بر سرعت ایمن، منطقه امن و هدایت دستی

کنترل‌کننده‌های ربات مدرن که از نظر ایمنی رتبه‌بندی شده‌اند، علاوه بر قفل‌های سخت‌افزاری، عملکردهای ایمنی نرم‌افزاری دارای گواهینامه را نیز ارائه می‌دهند. نظارت بر سرعت ایمن، سرعت نقطه مرکز ابزار (TCP) ربات را در زمانی که یک انسان در منطقه تحت نظارت قرار دارد، به حداکثر تعریف‌شده محدود می‌کند و امکان عملیات بارگیری مشارکتی را بدون خاموش شدن کامل فراهم می‌کند. عملکردهای منطقه ایمن، مرزهای مجازی سه‌بعدی را در فضای کاری ربات تعریف می‌کنند. اگر TCP سعی کند از یک مرز عبور کند، کنترل‌کننده قبل از رسیدن ربات به لبه منطقه، یک توقف ایمنی ایجاد می‌کند. حالت هدایت دستی به اپراتور اجازه می‌دهد تا بازوی ربات را به صورت دستی از طریق یک دسته آموزشی حرکت دهد، در حالی که کنترل‌کننده ایمنی نیرو و سرعت را کنترل می‌کند و امکان برنامه‌ریزی و راه‌اندازی را بدون خاموش شدن کامل فراهم می‌کند. این عملکردهای ایمنی نرم‌افزاری باید دارای گواهینامه مستقل (معمولاً TUV یا Bureau Veritas) باشند و باید در طول راه‌اندازی از طریق آزمایش خطای اجباری طبق الزامات پیوست ISO 10218-2:2025 اعتبارسنجی شوند.

انواع معماری‌های ایمنی سلول جوشکاری

معماری ایمنی سلول جوشکاری رباتیک برای همه یکسان نیست. چهار پیکربندی رایج وجود دارد که هر کدام مجموعه استاندارد، مساحت و مشخصات نزدیکی اپراتور متفاوتی دارند.

سلول سنتی حصارکشی شده همچنان برای کاربردهای خودرو و فولاد سازه‌ای با حجم بالا که در آن‌ها زمان چرخه و تلرانس‌های کیفیت جوش جایی برای تردید نزدیکی اپراتور باقی نمی‌گذارد، غالب است. سلول‌های کوبوت بدون حصار، سریع‌ترین بخش در حال رشد هستند که ناشی از پذیرش SME و کمبود جوشکار مستند شده توسط انجمن جوشکاری آمریکا (AWS) است. طبق چشم‌انداز کمبود جوشکار AWS، ایالات متحده تا سال 2028 با کسری پیش‌بینی‌شده بیش از 330،000 جوشکار واجد شرایط روبرو است و جوشکاری کوبوت با معماری‌های ایمنی مشارکتی مستقیماً این شکاف را برطرف می‌کند. برای اطلاعات بیشتر در مورد معماری سلول ایمنی جوشکاری کوبوت، به راهنمای جوشکاری رباتیک MIG در مقابل TIG در مقابل لیزر.

خطرات خاص جوشکاری در سلول‌های جوشکاری رباتیک

خطرات حرکت ربات تحت پوشش استاندارد ISO 10218 قرار دارند. خطرات فرآیند جوشکاری نیاز به بررسی جداگانه و موازی دارند. در عمل، ارزیابی ریسک برای یک سلول جوشکاری رباتیک که فقط به استاندارد ISO 10218 ارجاع می‌دهد و خطرات قوس و مواد شیمیایی را نادیده می‌گیرد، الزام ISO 12100 برای شناسایی تمام خطرات قابل توجه مرتبط با ماشین‌آلات را برآورده نمی‌کند.

قوس الکتریکی و تابش فرابنفش (رتبه IP برای کابل‌های برق)

قوس الکتریکی تولید شده در جوشکاری MIG یا TIG، تابش شدید فرابنفش و مادون قرمز ساطع می‌کند. قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش بدون محافظ در فاصله قوس جوشکاری می‌تواند در عرض چند ثانیه باعث ایجاد چشم قوس (فوتوکراتیت) شود. برای سلول‌های رباتیک، کنترل‌کننده ربات، درایوهای سروو و کابل‌کشی ایمنی PLC باید برای محیط قوس الکتریکی رتبه‌بندی شوند: کابل‌کشی در لوله، کانکتورهایی با رتبه‌بندی IP مناسب (معمولاً حداقل IP65 برای اجزای داخل منطقه قوس الکتریکی) و پنل‌های مات UV که تمام خطوط دید اپراتور را به قوس الکتریکی محافظت می‌کنند. حفاظ ثابت وظیفه دوگانه به عنوان یک محافظ UV را انجام می‌دهد. سلول‌های ربات بدون حصار به پرده‌ها یا محافظ‌های مسدودکننده UV در تمام طرف‌های باز رو به مناطق اپراتور نیاز دارند. AWS Z49.1 و AWS دستورالعمل‌های ایمنی، الزامات خاصی برای تعداد سایه برای صفحات جوشکاری ارائه می‌دهند.

خطرات دود و گاز (محدودیت‌های مواجهه NIOSH)

جوشکاری رباتیک بسته به فرآیند، نوع سیم و آمپراژ، با نرخ ۰.۱ تا ۰.۸ گرم در دقیقه دود تولید می‌کند. دود کروم شش ظرفیتی (Cr(VI)) حاصل از جوشکاری MIG فولاد ضد زنگ توسط IARC به عنوان یک ماده سرطان‌زای گروه ۱ طبقه‌بندی شده است. NIOSH (موسسه ملی ایمنی و بهداشت شغلی) حد مجاز مواجهه (REL) توصیه شده برای دود جوشکاری را ۱ میلی‌گرم بر متر مکعب (میانگین وزنی ۸ ساعته) و یک REL جداگانه ۰.۲ میکروگرم بر متر مکعب برای Cr(VI) تعیین کرده است. سلول‌های رباتیک باید شامل یک سیستم استخراج دود از منبع باشند: یک نازل استخراج نصب شده روی مشعل، یک هود بالای سر یا یک ربات استخراج دود اختصاصی، که برای حفظ غلظت‌ها زیر حد مجاز مواجهه شغلی (OEL) قابل اجرا توسط NIOSH یا محلی، طراحی شده باشد. OSHA PEL برای کل دود جوشکاری ۵ میلی‌گرم بر متر مکعب (TWA ۸ ساعته) است. بسیاری از کشورهای عضو اتحادیه اروپا NIOSH REL پایین‌تر را اعمال می‌کنند.

پاشش، خطرات حرارتی و آتش‌سوزی (NFPA 51B)

پاشش جوشکاری دو خطر در یک سلول رباتیک ایجاد می‌کند: احتراق ثانویه مواد قابل احتراق و آسیب به اجزای حیاتی ایمنی از جمله کابل‌کشی، اسکنرها و پرده‌های نوری. NFPA 51B (استاندارد پیشگیری از آتش‌سوزی در حین جوشکاری، برش و سایر کارهای گرم) حداقل فاصله 10 فوتی مواد قابل احتراق از نقطه جوشکاری یا استفاده از موانع مقاوم در برابر آتش را الزامی می‌کند. در یک سلول رباتیک، محافظ‌های پاشش (حائل‌های فلزی که بین نقطه جوش و محیط سلول قرار می‌گیرند) از دستگاه‌های ایمنی در برابر پاشش محافظت می‌کنند و خطر احتراق ثانویه را کاهش می‌دهند. پاشش روی اپتیک‌های یک اسکنر ایمنی می‌تواند باعث شود که دستگاه از حالت ایمن خارج شود (متوقف شود) یا در بدترین حالت برای دستگاه‌های قدیمی‌تر که خودپایشگر نیستند، از حالت خطرناک خارج شود (از طریق یک خطای آلودگی عبور کند). اسکنرهای سازگار با IEC 62046:2018 نیاز به خودپایش آلودگی‌هایی دارند که می‌توانند بر قابلیت تشخیص تأثیر بگذارند. طراحی سلول همچنین باید یک پروتکل تمیز کردن برای اپتیک‌های اسکنر را به عنوان بخشی از برنامه نگهداری پیشگیرانه مشخص کند.

روش ارزیابی ریسک برای سلول‌های جوشکاری رباتیک

استاندارد ISO 12100:2010 (ایمنی ماشین‌آلات، اصول کلی طراحی، ارزیابی ریسک و کاهش ریسک) استاندارد روش‌شناسی جامعی است که بالاتر از همه استانداردهای خاص ربات و جوشکاری قرار می‌گیرد. این استاندارد یک فرآیند تکرارشونده سه مرحله‌ای را تعریف می‌کند: ارزیابی ریسک (شناسایی خطر، تخمین ریسک، ارزیابی ریسک)، کاهش ریسک (طراحی ذاتاً ایمن، حفاظت، اطلاعات برای استفاده) و مستندسازی ریسک باقیمانده.

نمودار ریسک و HARA

برای سلول‌های رباتیک، ارزیابی ریسک معمولاً از یک نمودار ریسک (کیفی، طبق پیوست A استاندارد ISO 13849-1) یا یک ماتریس تحلیل خطر و ارزیابی ریسک (HARA) برای تعیین سطح عملکرد مورد نیاز برای هر عملکرد ایمنی استفاده می‌کند. متغیرهای موجود در نمودار ریسک عبارتند از: شدت آسیب (S1/S2)، فراوانی و مدت زمان قرار گرفتن در معرض (F1/F2) و امکان اجتناب از خطر (P1/P2). اکثر خطرات حرکت ربات در یک سلول جوشکاری (له شدن، گیر کردن) امتیاز S2/F2/P1 را کسب می‌کنند که منجر به PL d مورد نیاز برای عملکرد ایمنی محافظت در برابر آن خطر می‌شود.

قطعات مرتبط با ایمنی سیستم‌های کنترل (SRP/CS)

پس از تعیین سطح عملکرد مورد نیاز برای هر عملکرد ایمنی، یکپارچه‌ساز باید بخش‌های مرتبط با ایمنی سیستم کنترل (SRP/CS) را برای دستیابی به آن PL طراحی کند. استاندارد ISO 13849-1:2023 معماری و روش محاسبه قابلیت اطمینان اجزا را ارائه می‌دهد. یک عملکرد ایمنی PL d معمولاً به یک معماری دو کاناله (رده 3 یا رده 4 طبق استاندارد ISO 13849-1) با نظارت متقابل بین کانال‌ها نیاز دارد. PFHd محاسبه شده (احتمال خرابی خطرناک در ساعت) باید کمتر از آستانه تعیین شده برای PL باشد. برای یک سلول جوشکاری کامل، این محاسبه PLC ایمنی، پرده نوری یا اسکنر، عملکرد توقف ربات با درجه ایمنی و کلیدهای قفل داخلی در تمام درهای دسترسی را پوشش می‌دهد.

بر اساس تجربه راه‌اندازی میدانی با سلول‌های جوشکاری چند رباته، مرحله ارزیابی ریسک و مستندسازی SRP/CS به تنهایی معمولاً به ۸۰ تا ۱۲۰ ساعت زمان مهندس ایمنی در یک سلول دو ایستگاهی با پیچیدگی متوسط ​​​​قبل از شروع اعتبارسنجی سطح سخت‌افزار نیاز دارد. مجتمع‌سازانی که این مرحله را دست کم می‌گیرند، مرتباً با تأخیر در راه‌اندازی مواجه می‌شوند، زیرا نهاد مطلع یا ممیزی مشتری، شکاف‌هایی را در مستندات ایمنی عملکردی شناسایی می‌کند.

رویه‌های ایمنی جوشکاری رباتیک: چک لیست انطباق (8 مرحله)

پلتفرم‌های ربات جوشکاری دارای گواهینامه و طراحی سلولی مطابق با استانداردها

یک سلول جوشکاری رباتیک مطابق با استاندارد، با رباتی شروع می‌شود که عملکردهای ایمنی ذاتی مورد نیاز ISO 10218-1 را داراست. تأمین‌کنندگان اصلی با پلتفرم‌های مطابق با ISO 10218-1 و گواهینامه‌های معتبر بازار اروپا شامل FANUC، KUKA، ABB، Yaskawa و ESTUN در میان فروشندگان با بالاترین حجم تولید هستند. EVST ربات‌های صنعتی پیکربندی‌شده برای جوشکاری و ربات‌های همکار سری XR را با گواهینامه‌های شخص ثالث CE، SGS و TUV ارائه می‌دهد که در ادغام سلول‌های جوشکاری در بیش از 100 کشور به صورت میدانی اثبات شده‌اند. برای کاربردها در محیط‌های جوشکاری خطرناک شامل پوشش‌های قابل اشتعال یا حلال‌های آماده‌سازی سطح، ربات‌های همکار ضد انفجار سری EVST XR-EX (دارای گواهینامه دوگانه IP68، ATEX/IECEx) معماری ایمنی را برای پوشش اتمسفرهای طبقه‌بندی‌شده Zone 1 و Zone 2 گسترش می‌دهند، که یک الزام متمایز از مجموعه استاندارد ایمنی جوشکاری رباتیک است. به [لینک] مراجعه کنید. راهنمای کابوت ضد انفجار برای آن مسیر انطباق خاص.

طبق مشاهدات صنعتی، انتخاب پلتفرم ربات بر جدول زمانی اعتبارسنجی ایمنی تأثیر می‌گذارد، زیرا ربات‌هایی که دارای ورودی/خروجی‌های ایمنی یکپارچه کارخانه‌ای (خروجی‌های توقف تحت نظارت، سیگنال‌های سرعت ایمن، خروجی‌های منطقه ایمن) هستند، در مقایسه با پلتفرم‌هایی که برای دستیابی به همان عملکردها به ماژول‌های رله ایمنی خارجی نیاز دارند، بار طراحی یکپارچه‌ساز را کاهش می‌دهند. یکپارچه‌سازان گزارش می‌دهند که سلول‌های ساخته شده بر روی پلتفرم‌های دارای گواهینامه ISO 10218-1 با مستندات عملکرد ایمنی کارخانه، مرحله اعتبارسنجی راه‌اندازی را در مقایسه با سلول‌هایی که عملکردهای ایمنی به صورت خارجی پیاده‌سازی می‌شوند، 20 تا 30 درصد کاهش می‌دهند. برای مشاهده جزئیات بیشتر در مورد انتخاب و ادغام اجزای سلول جوشکاری، به ... مراجعه کنید. راهنمای اجزا و یکپارچه‌سازی سلول جوشکاری رباتیک.

سوالات متداول: ایمنی جوشکاری رباتیک

آخرین به روزرسانی: 10 مه 2026

برای دریافت قیمت متناسب با پروژه شما، شامل بررسی انطباق با CE/ANSI، مشخصات دستگاه ایمنی برای معماری سلول شما و توصیه پیکربندی برای ربات‌های جوشکاری با عملکردهای ایمنی ISO 10218-1 که در کارخانه ادغام شده‌اند، ایمیل بزنید. sales@evsrobot.com یا به ما پیام دهید WhatsApp / WeChatپاسخ معمول ظرف ۲۴ ساعت.