Robotizētās metināšanas drošības rokasgrāmata: ISO 10218 un IEC 62046 (2026)

Pēdējo reizi atjaunināts: 10. gada 2026. maijā

Robotiskās metināšanas drošības procedūras 2026. gadā balstās uz četru slāņu kopumu: starptautiskie standarti (ISO 10218-1/2:2025, ISO/TS 15066, IEC 62046:2018), reģionālie noteikumi (CE Machinery Regulation 2023/1230 ES, OSHA un ANSI RIA R15.06 ASV, GB 11291.1 Ķīnā), šūnu konstrukcijas vadības ierīces (fiksēta aizsardzība, gaismas aizkari, zonas skeneri, divu roku vadības ierīces) un procesa vadības ierīces (drošības pakāpes PLC, avārijas apturēšanas arhitektūra, droša ātruma uzraudzība). Saskaņā ar Starptautiskās Robotikas federācijas (IFR) ziņojumu "World Robotics 2025" metināšana veido aptuveni 35% no visām rūpniecisko robotu instalācijām visā pasaulē. Tā kā katru gadu tiek piegādātas vairāk nekā 500 000 jaunu robotu vienību, neatbilstošas ​​šūnas izmaksas (traumas, dīkstāve, tirgus piekļuves zaudēšana) nav teorētiskas. Šajā rokasgrāmatā katrs slānis ir izskaidrots ar vadošajiem standartiem, nepieciešamajām sastāvdaļām un atbilstības nodrošināšanas darbībām.

Lai saņemtu pielāgotu EVST cenu piedāvājumu par tālāk aprakstītajām konfigurācijām: e-pasts
sales@evsrobot.com or
WhatsApp / WeChat +86 193 8162 6253.

Kas ir robotizētās metināšanas drošība?

Robotizētā metināšanas drošība ir strukturēts inženiertehnisko kontroles līdzekļu, standartu atbilstības pasākumu un darbības procedūru kopums, kas novērš traumas, īpašuma bojājumus un neatbilstību normatīvajiem aktiem automatizētās metināšanas šūnās. Tā aptver četras atšķirīgas apdraudējumu kategorijas, kas raksturīgas tikai metināšanas videi: mehāniskie apdraudējumi, ko rada robota kustība (saspiešanas vietas, saspiešana, triecieni), loka apdraudējumi (UV starojums, infrasarkanais starojums, loka uzliesmojums), ķīmiskie apdraudējumi (metināšanas dūmi, aizsarggāzes pārvietošanās, ozons) un termiskie un ugunsgrēka apdraudējumi (šļakatas, karstas sagataves, degošas virsmas).

Šī disciplīna balstās uz diviem paralēliem regulējuma elementiem: robotiem specifiskiem drošības standartiem (ISO 10218 sērija, ANSI RIA R15.06, IEC 62046) un metināšanas vides standartiem (NFPA 51B ugunsgrēku novēršanai, AWS Z49.1 metināšanas drošībai, NIOSH iedarbības robežvērtības izgarojumiem). Atbilstoša robotizēta metināšanas šūna vienlaikus attiecas uz abiem elementiem, jo ​​robotu standarts viens pats neaptver loka uzliesmojuma vai izgarojumu riskus, un metināšanas vides standarts viens pats neregulē robotu kustības vadību vai aizsardzību.

Praksē atbilstība netiek panākta vienā brīdī. Šūna, kas atbilst visiem piemērojamajiem standartiem nodošanas ekspluatācijā brīdī, var vairs neatbilst prasībām, ja robota programma tiek modificēta, lai palielinātu ātrumu, ja drošības skeneris tiek pārvietots vai ja jauni instrumenti maina robota darbības rādiusu. Pastāvīga uzraudzība un definēta izmaiņu pārvaldības procedūra ir daļa no tā, ko “robotizētās metināšanas drošība” nozīmē ne tikai uzstādīšanas laikā, bet arī ekspluatācijas laikā.

Plašāku ieskatu robotizētās metināšanas šūnu projektēšanā skatiet Kā izveidot robotizētas metināšanas šūnas izkārtojuma kontrolsarakstu (2026) un Pilnīgs robotizētās metināšanas ceļvedis (2026).

Četru slāņu drošības sistēma robotizētai metināšanai

Pieredzējuši integratori atbilstību prasībām strukturē nevis kā vienu kontrolsarakstu, bet gan kā četrus savstarpēji atkarīgus slāņus. Katrs slānis nosaka robežnosacījumus zemāk esošajam slānim.

• 1. slānis, starptautiskie standarti: ISO 10218-1:2025, ISO 10218-2:2025, ISO/TS 15066, IEC 62046:2018. Šie standarti nosaka robotu, sistēmu, sadarbības darbību un klātbūtnes uztveršanas ierīču drošības pamatprasības.
• 2. slānis, reģionālie noteikumi: CE Mašīnu regula 2023/1230 (ES), OSHA 29 CFR O apakšdaļa + ANSI RIA R15.06 (ASV), GB 11291.1-2011 (Ķīna). Tās nosaka tirgus piekļuves nosacījumus un izpildes mehānismus.
• 3. slānis, šūnu konstrukcijas drošības kontrole: Fiziska un elektriski jutīga aparatūra, kas izveido aizsardzības zonas ap robotu (fiksēta apsardze, gaismas aizkari, zonas skeneri, divu roku vadības ierīces, drošības paklājiņi un durvju bloķēšanas ierīces).
• 4. slānis, procesa drošības kontrole: Vadības sistēmā ieviestā programmatūra un elektroniskās drošības funkcijas (drošības pakāpes PLC, avārijas apturēšanas ķēžu kategorijas, droša ātruma uzraudzība, drošās zonas funkcijas un manuālas vadības režīmi).

Neveiksmes 1. vai 2. līmenī rada juridisku un tirgus atbildību. Neveiksmes 3. vai 4. līmenī rada tiešu traumu risku. Efektīvai drošības programmai jāaptver visi četri līmeņi; to neatkarīga apstrāde rada nepilnības. Turpmākajās sadaļās katrs līmenis ir aplūkots detalizēti.

1. slānis: starptautiskie robotizētās metināšanas drošības standarti

ISO 10218-1:2025, Robotu iekšējās drošības funkcijas

Robotu ražotāju reglamentē ISO 10218-1 standarts. Tā 2025. gada pārskatītajā versijā (ISO 10218-1:2025, ko publicējusi Starptautiskā standartizācijas organizācija) ir noteiktas prasības robota rokas mehāniskajai konstrukcijai, vadības sistēmas arhitektūrai, apturēšanas funkcijām (0., 1. un 2. kategorijas apturēšana), ātruma un spēka uzraudzībai, kā arī robotam pievienotajai dokumentācijai. Metināšanas lietojumprogrammām visatbilstošākās prasības aptver: robota spēju veikt 0. kategorijas (izslēgšanas) apturēšanu noteiktā apstāšanās attālumā, uzraudzītas ātruma izejas pieejamību drošai saziņai ar šūnas PLC un drošas I/O saskarnes nodrošināšanu ar ārējām aizsardzības ierīcēm.

Robotu oriģinālā aprīkojuma ražotājiem (tostarp FANUC, KUKA, Yaskawa un ESTUN starp jau esošajiem piegādātājiem, kā arī sertificētiem jaunākajiem tirgus dalībniekiem, piemēram, EVST, kam metināšanas robotu līnijām ir CE, SGS un TUV trešās puses sertifikācija) ir jāsertificē savi produkti atbilstoši ISO 10218-1 standartam pirms to laišanas tirgū lielākajā daļā regulēto jurisdikciju. 2025. gada atjauninājums ieviesa stingrākas prasības attiecībā uz sadarbības funkcijām un ir cieši saskaņots ar ISO/TS 15066:2025.

ISO.org: ISO 10218 standartu sērija

ISO 10218-2:2025, Robotu sistēmu un integrācijas drošība

ISO 10218-2 reglamentē integratorus un gala lietotājus. Tas nosaka, kā robotu sistēma (robots plus instrumenti, aizsardzība, pozicionētājs un vadības programmatūra) ir jāprojektē, jāuzstāda un jāpalaiž ekspluatācijā kā pilnīga šūna. 2025. gada pārskatītajā versijā tika iekļauta lielākā daļa ISO/TS 15066 sadarbības darbību prasību, padarot ISO 10218-2:2025 par galveno atsauci jebkurai metināšanas šūnai, kas izmanto ātruma un atdalīšanas uzraudzību, jaudas un spēka ierobežošanu vai manuālas vadības režīmus. Prasības ietver: dokumentētu riska novērtējumu saskaņā ar ISO 12100, ar drošību saistīto vadības sistēmas daļu projektēšanu vismaz atbilstoši d veidības līmenim (ISO 13849-1) vai SIL 2 (IEC 62061) un katras drošības funkcijas funkcionālo testēšanu pirms nodošanas ekspluatācijā apstiprinājuma.

ISO/TS 15066:2025, Sadarbīga robotu darbība

ISO/TS 15066 ir tehniskā specifikācija, kas regulē robotu darbību kopīgās darba vietās, kur cilvēki un roboti var vienlaikus koplietot telpu. Metināšanas gadījumā tas galvenokārt attiecas uz bezžogotām kobotu metināšanas šūnām, kur operators ielādē detaļas, kamēr robots veic īsus metināšanas darbus tuvumā. Specifikācijā ir definēti četri sadarbības darbības veidi: droša uzraudzīta apstāšanās, manuāla vadība, ātruma un atdalīšanas uzraudzība (SSM) un jaudas un spēka ierobežošana (PFL). Metināšanas šūnās SSM ir visbiežāk izmantotais režīms: robots palēnina vai apstājas, kad operatora izmērītais attālums nokrītas zem noteikta sliekšņa, kas tiek aprēķināts no robota ātruma, apstāšanās laika un cilvēka reakcijas robežas. Skatiet arī īpašo rakstu par sprādziendroši koboti bīstamām metināšanas vidēm lietojumiem, kuros metināšanas atmosfēra pati par sevi rada papildu klasifikācijas prasības.

IEC 62046:2018, Klātbūtnes uztveršanas drošības iekārtas

Starptautiskās Elektrotehniskās komisijas publicētais standarts IEC 62046:2018 nosaka veiktspējas prasības elektrojutīgajām aizsargiekārtām (ESPE), ko izmanto kā aizsargierīces mašīnās, tostarp robotizētās metināšanas kamerās. Gaismas aizkariem, zonas skeneriem un drošības lāzera skeneriem, ko izmanto robotizētās kameras perimetrā, jāatbilst IEC 62046:2018, lai tos varētu uzskatīt par drošības ziņā novērtētām ierīcēm. Standarts nosaka reakcijas laiku, noteikšanas spēju (minimālo objekta jutību), vides izturību un pašuzraudzības prasības. Metināšanas kamerā tas ir īpaši svarīgi, jo metināšanas šļakatas, dūmi un izgarojumi var bojāt optiskos sensorus; IEC 62046 saderīgām ierīcēm ir jāsaglabā sava noteikšanas funkcija metināšanas videi raksturīgā piesārņojuma līmeņa klātbūtnē.

IEC 62046:2018 standarta atsauce: IEC oficiālais katalogs.

2. slānis: reģionālie noteikumi, kas reglamentē robotizētās metināšanas drošību

CE marķējums un ES Mašīnu regula 2023/1230

Eiropas Savienībā robotizētās metināšanas šūnas ir iekārtas, uz kurām attiecas Mašīnu regula 2023/1230/ES, kas aizstāj Mašīnu direktīvu 2006/42/EK un kļūst obligāta jauniem tirgus izvietojumiem no 2027. gada 20. janvāra. Kā regula (nevis direktīva) tā ir vienādi piemērojama visās ES dalībvalstīs bez transponēšanas valsts līmenī. Prasības attiecībā uz CE marķējumu robotizētai metināšanas šūnai ietver: riska novērtējumu saskaņā ar ISO 12100, atbilstību saskaņotajam EN ISO 10218-1/2 un EN IEC 62046, pilnīgu tehnisko dokumentāciju un parakstītu ES atbilstības deklarāciju. 2023. gada regula papildina kiberdrošības prasības savienotām mašīnām un paplašinātas prasības mākslīgā intelekta balstītām mašīnu vadības sistēmām. Abas ir būtiskas mūsdienu metināšanas šūnām ar redzes vadītu šuvju izsekošanu vai mākslīgā intelekta atbalstītu kvalitātes uzraudzību.

OSHA un ANSI/RIA R15.06 Amerikas Savienotajās Valstīs

Amerikas Savienotajās Valstīs robotizētās metināšanas drošību regulē OSHA 29 CFR 1910. daļas O apakšdaļa (Mašīnas un mašīnu aizsardzība), un attiecībā uz robotiem raksturīgajām prasībām — ANSI/RIA R15.06-2012, Amerikas nacionālais standarts rūpnieciskajiem robotiem un robotsistēmām — drošības prasības. ANSI/RIA R15.06 ir Robotu rūpniecības asociācijas (RIA) izstrādāts konsensa standarts, un tas tiek plaši pieņemts kā inženiertehniskā atsauce robotu šūnu projektēšanai ASV ražošanā. Lai gan ANSI standarti tehniski ir brīvprātīgi, OSHA izpildes iestādes regulāri min neatbilstību ANSI R15.06 kā pierādījumu par atzītu apdraudējumu saskaņā ar Vispārīgo pienākumu klauzulu (5. sadaļas a)(1) punkts). Metināšanas kamerām AWS Z49.1 (Drošība metināšanā, griešanas un saistītos procesos) attiecas līdzās R15.06 attiecībā uz loka specifiskajiem apdraudējumiem.

OSHA.gov: Robotu un mašīnu drošības standarti | Oficiālā standarta atsauce uz ANSI/RIA R15.06.

GB 11291.1-2011 Ķīnā

Ķīnā rūpniecisko robotu drošību regulē GB 11291.1-2011 (Roboti un robotizētās ierīces, rūpniecisko robotu drošības prasības, 1. daļa: Roboti) un GB 11291.2-2013 (2. daļa: Robotu sistēmas un integrācija), kas ir tiešas ISO 10218-1 un ISO 10218-2 adaptācijas Ķīnā. Vietējiem robotu ražotājiem un integratoriem, kas piegādā metināšanas sistēmas Ķīnā, ir jāievēro šie GB standarti. Eksporta orientētie piegādātāji papildus cenšas iegūt CE un TUV sertifikāciju, lai paralēli pievērstos Eiropas un pasaules tirgum.

3. slānis: metināšanas robotu šūnu konstrukcijas drošības kontroles

Šūnas konstrukcijas vadības ierīces ir fiziski un elektrooptiski aparatūras elementi, kas rada drošības robežu starp robota kustību un cilvēka piekļuvi. Katram ierīces tipam ir noteikta veiktspējas kategorija (saskaņā ar ISO 13849-1) un konkrēta pielietojuma joma metināšanas šūnā.

Stacionāra aizsardzība (4. kategorijas aizsardzība)

Fiksēti fiziski aizsargi (tērauda sieta paneļi, metināti rāmji vai cieta lokšņu metāla korpusi) nodrošina augstāko mehāniskās aizsardzības kategoriju un to drošības funkcijas uzturēšanai nav nepieciešama elektroniska funkcionalitāte. Parastajām rūpnieciskajām metināšanas kamerām, kurās darbojas ātrgaitas smagie roboti (kravnesība no 6 kg līdz 200 kg), fiksēti perimetra aizsargi ir standarta pamatprasība. Aizsargiem jābūt konstruētiem tā, lai neviena atvere neļautu ar rokām vai pirkstiem piekļūt bīstamajai zonai saskaņā ar EN ISO 13857:2019 drošības attāluma tabulām. Fiksēto aizsargu noņemšanai nepieciešami instrumenti; tos nevar atvērt, neizslēdzot kameru. Metināšanas kamerās aizsargi kalpo arī kā šļakatu aizsargi un UV ekrāni.

Gaismas aizkars (IEC 61496-1 / IEC 62046)

Gaismas aizkari (optoelektroniskās drošības ierīces, OESPE) ir standarta piekļuves kontroles ierīce pie kameras galvenās ieejas atveres. Tie ģenerē infrasarkano staru matricu; jebkurš pārtraukums aktivizē drošības apstāšanos. IEC 61496-1 regulē pašu gaismas aizkara ierīci; IEC 62046:2018 regulē tās pielietojumu kā robota kameras aizsarglīdzekli. Gaismas aizkari tiek klasificēti pēc veida: 2. tips (pašpārbaudes, piemērots lietošanai ar zemāku risku) un 4. tips (augstākā veiktspējas kategorija, nepieciešama tiešai drošības funkcijai rūpnieciskajā robota šūnā). Metināšanas kamerā 4. tipa gaismas aizkari ir standarta aprīkojums pie operatora piekļuves vārtiem. Galvenās uzstādīšanas prasības ietver: pareizu drošības attālumu, kas aprēķināts no robota apstāšanās laika un aizkara reakcijas laika, pietiekamu montāžas augstumu, lai novērstu iekļūšanu zem tā, un aizsardzību pret nejaušu metināšanas šļakatu iedarbināšanu (parasti to risina, novietojot aizkaru aiz šļakatu novirzes paneļa vai izmantojot aizsegšanas funkciju apakšējiem stariem).

Detalizētāku gaismas aizkara un laukuma skenera lietojumprogrammu salīdzinājumu skatiet Rūpniecisko robotu drošības standartu rokasgrāmata.

Laukuma skeneris (drošības lāzera skeneris)

Drošības lāzerskeneri projicē horizontālu vai vertikālu lāzera plakni un reāllaikā kartē aizsarglauku. Tie ir vēlamā drošības ierīce bezžogotām kobotu metināšanas kamerām un hibrīdkamerām, kur operatora pieejas ceļš nav fiksēts pie vieniem vārtiem. Skeneris var definēt vairākas koncentriskas zonas: brīdinājuma zonu (palēnina robotu līdz drošam ātrumam) un apstāšanās zonu (aptur robota kustību). Šī pakāpeniskā reakcija atbalsta ISO/TS 15066 ātruma un atdalīšanas uzraudzību. Skenerim jābūt novērtētam atbilstoši IEC 62046:2018 standartam, un tā PFHD (bīstamas aparatūras kļūmes varbūtībai stundā) ir jāveicina kameras kopējā drošības integritātes līmeņa vai veiktspējas līmeņa aprēķinā. Metināšanas lietojumos izvēles kritēriji līdzās drošības standartu atbilstībai ir korpusa aizsardzības klase (vismaz IP65) un izturība pret metināšanas dūmu traucējumiem.

Divu roku vadība, drošības paklājiņš un durvju bloķēšana

Divu roku vadības ierīces (atbilst ISO 13851) tiek izmantotas manuālās metināšanas operācijās un hibrīdšūnās, kur cilvēks ierosina robota kustības secību. Tām nepieciešama vienlaicīga abu roku aktivizēšana, novēršot darbību ar vienu roku šūnā. Drošības paklājiņi (spiediena uztveroši grīdas slēdži) nosaka operatora klātbūtni, pieskaroties grīdai, un tos izmanto šūnās, kur skenēšana virs galvas vai pa perimetru nav praktiska. Durvju bloķēšanas ierīces (kodēti magnētiskie drošības slēdži vai solenoīda bloķēšanas ierīces saskaņā ar ISO 14119) nodrošina, ka kameras piekļuves durvis nevar atvērt, kamēr robots ir kustībā. Metināšanas šūnā bloķēšanas slēdžiem jābūt novērtētiem atbilstoši 3. vai 4. kategorijai saskaņā ar ISO 13849-1, lai tie atbilstu robota avārijas apturēšanas ķēdes kategorijai.

4. slānis: procesa drošības vadības ierīces (PLC, avārijas apturēšanas un droša ātruma funkcijas)

Vadības sistēmā ir ieviestas procesa drošības vadības ierīces, kas nosaka robota uzvedību drošības notikuma gadījumā. Atšķirībā no fiziskās apsardzes, šīs vadības ierīces ir programmatūra un elektronika; to konstrukcija ir oficiāli jāpārbauda, ​​lai pierādītu nepieciešamo drošības līmeņa atbilstību.

Droši novērtēts PLC (SIL 2-3 / veiktspējas līmenis de)

Robota šūnas drošības funkcijas veic ar drošības novērtējumu novērtēts programmējams loģiskais kontrolleris (drošības PLC): uzrauga ieejas no drošības ierīcēm (gaismas aizkariem, skeneriem, bloķējumiem), nosūta apturēšanas komandas robotam un metināšanas barošanas avotam un uztur drošu stāvokli, līdz tiek veikta operatora atiestatīšana. ISO 13849-1:2023 definē drošības funkciju veiktspējas līmeņus (PL a līdz e); lielākajai daļai rūpniecisko robotu šūnas drošības funkciju ir jāsasniedz PL d (atbilst SIL 2 saskaņā ar IEC 62061) vai PL e (SIL 3). Praksē lielākie robotu oriģinālā aprīkojuma ražotāji (OEM) integrē sertificētu drošības kontrolieri robota skapī; šūnas integrators pievieno atsevišķu drošības PLC vai drošības releja moduli, lai pārvaldītu plašākus šūnas bloķējumus. EVST rūpniecisko metināšanas robotu līnijās ir iekļautas rūpnīcā integrētas drošības funkciju izejas, kas ir saderīgas ar trešo pušu drošības PLC, atbalstot TUV sertificētas integrācijas darbplūsmas, ko izmanto Eiropas sistēmu integratori.

Avārijas apturēšanas ķēžu kategorijas (0., 1. un 2. kategorija)

Robotizēto metināšanas šūnu avārijas apturēšanas (e-stop) shēmas saskaņā ar IEC 60204-1 tiek klasificētas pēc to apstāšanās uzvedības:

• 0. kategorija (nekontrolēta apstāšanās): No piedziņas nekavējoties tiek atvienota strāva. Robots palēnina ātrumu gravitācijas/inerces ietekmē. Izmanto, ja robotam jāapstājas neatkarīgi no pozīcijas.
• 1. kategorija (kontrolēta apstāšanās): Robots servovadības ietekmē samazina ātrumu līdz apstājas, pēc tam tiek atvienota barošana. Izmanto, ja nekontrolēta apstāšanās varētu radīt sekundārus apdraudējumus (piemēram, smagas detaļas nokrišanu).
• 2. kategorija (kontrolēta apturēšana, jaudas saglabāšana): Robots samazina ātrumu līdz apstājas un notur pozīciju, joprojām pievadot piedziņas jaudu. Izmanto sadarbības šūnās, kur robotam jāpaliek pozīcijā, lai atgrieztos ar roku vadot.

Vairumam robotizēto metināšanas šūnu perimetra aizsardzība aktivizē 1. kategorijas apturēšanu (kontrolēta palēnināšana pirms izslēgšanas), lai novērstu nekontrolētu degļa kustību, kas varētu izsmidzināt izkausētu metālu. Manuālā avārijas apturēšanas poga parasti aktivizē 0. kategoriju, lai nodrošinātu maksimālu reakcijas ātrumu.

Droša ātruma uzraudzība, droša zona un vadīšana ar rokām

Mūsdienīgi drošības līmeņa robotu kontrolleri papildus aparatūras bloķējumiem nodrošina sertificētas programmatūras drošības funkcijas. Droša ātruma uzraudzība ierobežo robota instrumenta centra punkta (TCP) ātrumu līdz noteiktam maksimālajam līmenim, kad cilvēks atrodas uzraudzītajā zonā, nodrošinot kopīgas iekraušanas operācijas bez pilnīgas izslēgšanas. Drošas zonas funkcijas definē virtuālas 3D robežas robota darba telpā; ja TCP mēģina šķērsot robežu, kontrolieris ģenerē drošības apstāšanos, pirms robots sasniedz zonas malu. Manuālās vadības režīms ļauj operatoram manuāli pārvietot robota roku, izmantojot apmācības rokturi, kamēr drošības kontrolieris uzrauga spēku un ātrumu, nodrošinot programmēšanu un iestatīšanu bez pilnīgas izslēgšanas. Šīm programmatūras drošības funkcijām ir jābūt neatkarīgai sertifikācijai (parasti TUV vai Bureau Veritas), un tās ir jāapstiprina nodošanas ekspluatācijā laikā, veicot piespiedu kļūmju testēšanu saskaņā ar ISO 10218-2:2025 pielikuma prasībām.

Metināšanas šūnu drošības arhitektūru veidi

Robotizētās metināšanas šūnas drošības arhitektūra nav universāla. Četras izplatītas konfigurācijas katrai no tām atbilst atšķirīgiem standartiem, izmēriem un operatora tuvuma profilam.

Tradicionālās norobežotās kameras joprojām dominē liela apjoma automobiļu un tērauda konstrukciju pielietojumos, kur cikla laiks un metināšanas kvalitātes pielaides neatstāj vietu operatora tuvošanās vilcināšanās aptur. Beznožogotas kobotu šūnas ir visstraujāk augošais segments, ko veicina MVU ieviešana un metinātāju trūkums, ko dokumentējusi Amerikas Metināšanas biedrība (AWS). Saskaņā ar AWS metinātāju trūkuma prognozi, ASV līdz 2028. gadam saskarsies ar prognozētu vairāk nekā 330 000 kvalificētu metinātāju deficītu, un kobotu metināšana ar sadarbības drošības arhitektūrām tieši risina šo trūkumu. Plašāku informāciju par kobotu metināšanas drošības šūnu arhitektūru skatiet… MIG, TIG un lāzera robotizētās metināšanas rokasgrāmata.

Metināšanas specifiskie apdraudējumi robotizētās metināšanas šūnās

Robota kustības radītie apdraudējumi ir aplūkoti standartā ISO 10218. Metināšanas procesa apdraudējumiem nepieciešama atsevišķa, paralēla apstrāde. Praksē robotizētas metināšanas šūnas riska novērtējums, kurā atsaucas tikai uz ISO 10218 un netiek ņemti vērā loka un ķīmiskie apdraudējumi, neatbilst ISO 12100 prasībai identificēt visus ar iekārtām saistītos būtiskos apdraudējumus.

Lokizlādes uzliesmojums un UV starojums (elektrisko kabeļu IP aizsardzības klase)

MIG vai TIG metināšanas procesā radītā loka izstaro intensīvu ultravioleto un infrasarkano starojumu. Neaizsargāta UV starojuma iedarbība metināšanas loka attālumā dažu sekunžu laikā var izraisīt loka aci (fotokeratītu). Robotizētajām kamerām robota kontrollera, servo piedziņu un drošības PLC kabeļiem jābūt novērtētiem atbilstoši loka videi: kabeļiem kanālā, savienotājiem ar atbilstošu IP reitingu (parasti vismaz IP65 komponentiem loka zonā) un UV necaurspīdīgiem paneļiem, kas aizsargā visas operatora redzamības līnijas uz loku. Fiksēti aizsargi kalpo arī kā UV ekrāns; bezžogotām kobotu kamerām ir nepieciešami UV bloķējoši aizkari vai ekrāni visās atvērtajās pusēs, kas vērstas pret operatora zonām. AWS Z49.1 un AWS Drošības vadlīnijās ir sniegtas īpašas prasības metināšanas masku toņu skaitam.

Izgarojumu un gāzu bīstamība (NIOSH iedarbības robežvērtības)

Robotizētā metināšana rada dūmus ar ātrumu no 0.1 līdz 0.8 gramiem minūtē atkarībā no procesa, stieples veida un strāvas stipruma. Sešvērtīgā hroma (Cr(VI)) dūmus no nerūsējošā tērauda MIG metināšanas IARC klasificē kā 1. grupas kancerogēnu. NIOSH (Nacionālais darba drošības un veselības institūts) nosaka ieteicamo metināšanas dūmu iedarbības robežvērtību (REL) 1 mg/m³ (8 stundu laika svērtā vidējā vērtība) un atsevišķu 0.2 µg/m³ REL Cr(VI). Robotizētajās kamerās jāiekļauj avota uztveršanas dūmu nosūkšanas sistēma: pie degļa piestiprināta nosūkšanas sprausla, virs galvas novietots pārsegs vai speciāls dūmu nosūkšanas robots, kura izmērs ir tāds, lai uzturētu koncentrācijas zem piemērojamās NIOSH vai vietējās arodekspozīcijas robežvērtības (OEL). OSHA PEL kopējiem metināšanas dūmiem ir 5 mg/m³ (8 stundu TWA); daudzas ES dalībvalstis piemēro zemāko NIOSH REL.

Šļakatas, termiskie apdraudējumi un ugunsgrēks (NFPA 51B)

Metināšanas šļakatas robotizētā šūnā rada divus apdraudējumus: degošu materiālu sekundāru aizdegšanos un drošībai svarīgu komponentu, tostarp kabeļu, skeneru un gaismas aizkaru, bojājumus. NFPA 51B (Standarts ugunsgrēka novēršanai metināšanas, griešanas un citu karstu darbu laikā) pieprasa vismaz 10 pēdu (apmēram 3 metru) attālumu no degošiem materiāliem no metināšanas vietas vai ugunsdrošu barjeru izmantošanu. Robotizētā šūnā šļakatu aizsargi (metāla starplikas, kas novietotas starp metināšanas punktu un kameras perimetru) aizsargā drošības ierīces no šļakatām un samazina sekundārās aizdegšanās risku. Šļakatu nokļūšana uz drošības skenera optikas var izraisīt ierīces pārtraukšanu darboties (apstāšanos) vai, sliktākajā gadījumā, vecākām ierīcēm bez paškontroles, atteices bīstamību (piesārņojuma noplūde). IEC 62046:2018 atbilstošajiem skeneriem ir nepieciešama paškontrole attiecībā uz piesārņojumu, kas varētu ietekmēt noteikšanas spēju; kameras projektā jānorāda arī skenera optikas tīrīšanas protokols kā daļa no preventīvās apkopes grafika.

Robotizētu metināšanas šūnu riska novērtēšanas metodoloģija

ISO 12100:2010 (Mašīnu drošība, vispārīgie projektēšanas principi, riska novērtēšana un riska samazināšana) ir visaptverošs metodoloģijas standarts, kas ir augstāks par visiem robotiem un metināšanai specifiskajiem standartiem. Tas definē trīspakāpju iteratīvu procesu: riska novērtēšana (apdraudējumu identificēšana, riska novērtēšana, riska izvērtēšana), riska samazināšana (droša konstrukcija, aizsardzība, lietošanas informācija) un atlikušā riska dokumentēšana.

Riska grafiks un HARA

Robotu šūnu riska novērtējumā parasti tiek izmantots vai nu riska grafiks (kvalitatīvs, saskaņā ar ISO 13849-1 A pielikumu), vai apdraudējumu analīzes un riska novērtējuma (HARA) matrica, lai noteiktu nepieciešamo veiktspējas līmeni katrai drošības funkcijai. Mainīgie lielumi riska grafikā ir: traumas smagums (S1/S2), iedarbības biežums un ilgums (F1/F2) un iespēja izvairīties no apdraudējuma (P1/P2). Lielākā daļa robotu kustības apdraudējumu metināšanas šūnā (saspiešana, sapīšanās) iegūst S2/F2/P1 vērtējumu, kā rezultātā drošības funkcijai, kas aizsargā pret šo apdraudējumu, ir nepieciešamais PL d.

Vadības sistēmu ar drošību saistītās daļas (SRP/CS)

Kad katrai drošības funkcijai ir noteikts nepieciešamais veiktspējas līmenis, integrētājam ir jāprojektē ar drošību saistītās vadības sistēmas (SRP/CS) daļas, lai sasniegtu šo PL. ISO 13849-1:2023 nodrošina arhitektūru un komponentu uzticamības aprēķināšanas metodiku. PL d drošības funkcijai parasti ir nepieciešama divkanālu arhitektūra (3. vai 4. kategorija saskaņā ar ISO 13849-1) ar savstarpēju uzraudzību starp kanāliem. Aprēķinātajai PFHd (bīstamas atteices varbūtībai stundā) jābūt zem piešķirtā PL sliekšņa. Pilnai metināšanas kamerai šis aprēķins aptver drošības PLC, gaismas aizkaru vai skeneri, robota drošai apturēšanas funkciju un bloķēšanas slēdžus uz visām piekļuves durvīm.

Balstoties uz vairāku robotu metināšanas šūnu nodošanas ekspluatācijā pieredzi, tikai riska novērtēšanas un SRP/CS dokumentācijas fāzei vidēji sarežģītā divu staciju šūnā parasti ir nepieciešamas 80 līdz 120 drošības inženiera stundas, pirms sākas aparatūras līmeņa validācija. Integratori, kas nepietiekami novērtē šo fāzi, regulāri saskaras ar nodošanas ekspluatācijā kavēšanos, kad paziņotā iestāde vai klienta audits konstatē nepilnības funkcionālās drošības dokumentācijā.

Robotizētās metināšanas drošības procedūras: atbilstības kontrolsaraksts (8 soļi)

Sertificētas metināšanas robotu platformas un atbilstoša šūnu konstrukcija

Atbilstoša robotizēta metināšanas šūna sākas ar robotu, kas veic ISO 10218-1 noteiktās drošības funkcijas. Galvenie piegādātāji ar ISO 10218-1 atbilstošām platformām un iedibinātu Eiropas tirgus sertifikāciju ir FANUC, KUKA, ABB, Yaskawa un ESTUN, kas ir vieni no lielākajiem apgrozījuma pārdevējiem. EVST piedāvā metināšanai konfigurētus rūpnieciskos robotus un XR sērijas kobotus ar CE, SGS un TUV trešo pušu sertifikāciju, kas ir pārbaudīti metināšanas šūnu integrācijās vairāk nekā 100 valstīs. Lietojumiem bīstamās metināšanas vidēs, kas saistītas ar viegli uzliesmojošiem pārklājumiem vai virsmas sagatavošanas šķīdinātājiem, EVST XR-EX sērijas sprādziendrošie koboti (IP68, ATEX/IECEx divkārši sertificēti) paplašina drošības arhitektūru, aptverot 1. un 2. zonas klasificēto atmosfēru, kas ir atšķirīga prasība no standarta robotizētās metināšanas drošības komplekta. Skatiet sprādziendroša kobotu vadlīnija šim konkrētajam atbilstības ceļam.

Saskaņā ar nozares novērojumiem, robota platformas izvēle ietekmē drošības validācijas laika grafiku, jo roboti ar rūpnīcā integrētām drošības I/O (uzraudzītas apstāšanās izejas, droša ātruma signāli, drošās zonas izejas) samazina integratora projektēšanas slogu salīdzinājumā ar platformām, kurām to pašu funkciju sasniegšanai nepieciešami ārēji drošības releju moduļi. Integratori ziņo, ka šūnas, kas uzbūvētas uz ISO 10218-1 sertificētām platformām ar rūpnīcas drošības funkciju dokumentāciju, samazina nodošanas ekspluatācijā validācijas fāzi par 20 līdz 30% salīdzinājumā ar šūnām, kurās drošības funkcijas tiek ieviestas ārēji. Detalizētu metināšanas šūnas komponentu izvēles un integrācijas aprakstu skatiet šeit. Robotizētās metināšanas šūnas komponenti un integrācijas rokasgrāmata.

Bieži uzdotie jautājumi: Robotizētās metināšanas drošība

Pēdējo reizi atjaunināts: 10. gada 2026. maijā

Lai saņemtu jūsu projektam pielāgotu cenu piedāvājumu, tostarp CE/ANSI atbilstības pārskatu, drošības ierīču specifikāciju jūsu šūnas arhitektūrai un konfigurācijas ieteikumus metināšanas robotiem ar rūpnīcā integrētām ISO 10218-1 drošības funkcijām, rakstiet uz e-pastu sales@evsrobot.com vai rakstiet mums ziņu WhatsApp/WeChatTipiska atbilde 24 stundu laikā.