3. 工作站安全围栏与安全门配置
安全围栏尺寸的确定依据
安全围栏的核心尺寸不是凭经验估计，而是由机器人最大工作范围、末端工具外伸量和人员安全距离共同决定。以一台臂展 1.4 m 的六轴机器人为例，其最大工作半径 Rmax = 1400 mm，末端夹爪沿法兰方向外伸约 200 mm，则实际可达最大半径约为 1600 mm。围栏内侧面到机器人基座中心的距离 D 应满足：
D ≥ Rmax + Ltool + Ssafe
其中 Ssafe 为安全余量，通常取 100~200 mm，用于吸收机器人超程、制动滑移和工件外廓偏差。取 Ssafe = 150 mm，则 D ≥ 1400 + 200 + 150 = 1750 mm。若工作站为矩形围栏，机器人基座不居中，则需按各方向实际可达距离分别校核，取最大值作为该侧围栏距离。
安全门位置与开口尺寸
安全门应设置在人员最常进出的方向，通常为操作者面向机器人工作区的正面或侧面。门宽建议不小于 800 mm，门高不低于 1800 mm，以便人员携带工件或工具通过。门的位置还需避开机器人最大工作范围投影区，若无法避开，则必须通过联锁开关确保门打开时机器人立即进入安全停止状态。
安全门开口边缘到机器人可达范围边界应保留至少 200 mm 的缓冲距离，防止人员手臂在门未完全打开时伸入危险区。
联锁开关配置方案
安全门联锁开关的配置需满足“门开即停、门关可复位”的基本逻辑。常用方案为双通道安全门锁开关，其触点接入安全继电器，再由安全继电器控制机器人安全输入。配置要点如下：
- 开关类型：选用带强制断开触点的安全门锁开关，防护等级不低于 IP65。
- 安装位置：开关本体安装在围栏固定侧，操作头安装在门扇上，确保门关闭时操作头完全插入开关本体。
- 触点接线：使用两路常闭触点分别接入安全继电器的双通道输入端，实现通道间短路检测。
- 复位方式：安全继电器采用手动复位，门关闭后需按下复位按钮，机器人才能恢复运行。
- 防篡改：开关安装后应加装防拆螺钉或锁紧装置，防止人员短接或旁路。
配置示例：某焊接工作站机器人臂展 1.4 m，末端焊枪外伸 250 mm，安全余量取 150 mm。围栏内侧面到基座中心距离 D = 1400 + 250 + 150 = 1800 mm。安全门设在正面，门宽 900 mm，门高 1900 mm。门锁开关选用双通道常闭型，接入安全继电器 X1/X2 通道，安全继电器输出控制机器人外部安全输入。门打开时，安全继电器立即断开，机器人进入 Category 1 停止。
联锁逻辑与验证方法
配置完成后，需按以下逻辑验证联锁功能是否有效：
- 机器人处于自动运行状态，手动打开安全门，观察机器人是否立即停止。若未停止，检查门锁开关触点是否可靠断开、安全继电器通道是否正常。
- 门打开后，尝试在示教器上启动机器人，确认无法启动。若可启动，检查安全继电器复位方式是否被误设为自动复位。
- 关闭安全门，按下安全继电器复位按钮，确认机器人可恢复正常运行。若无法复位，检查门锁开关操作头是否完全插入、触点是否闭合。
- 用万用表测量门锁开关两路常闭触点在门开/关状态下的通断，确认双通道信号一致且无短路。
提示：安全围栏和门锁开关的安装必须符合 GB/T 15706 和 ISO 13849 的相关要求。联锁开关的触点应直接接入安全继电器，不得接入普通 PLC 输入点。安全继电器需定期测试，建议每季度进行一次功能验证并记录。
注意：严禁将安全门锁开关短接或旁路。若因生产需要临时 bypass，必须使用带钥匙的安全旁路开关，并确保旁路期间机器人处于低速手动模式，且现场有专人监护。