4. UR协作机器人安全标准与法规框架

UR协作机器人要合法、安全地进入焊接工位，不能只靠“机器人本体安全”这一件事。焊接场景同时叠加了机器人安全、焊接工艺安全、电气安全、防护装置安全与认证合规五条线。理解这些标准之间的分工与引用关系，是后续做安全评估、选型、集成和验收的前提。本章梳理 ISO 10218-1/2、ISO/TS 15066、GB 11291 以及焊接相关规范与 CE/UL 认证要求，并说明它们在实际项目中如何落地。

一、标准体系的分层逻辑

协作机器人安全标准可以按“对象层级”来理解。第一层是机器人本体：ISO 10218-1 规定工业机器人（含协作机器人）本体的安全设计要求，包括急停、安全停止、模式选择、示教器安全、单点故障容错等。第二层是机器人系统与集成：ISO 10218-2 规定机器人系统与集成的安全要求，覆盖风险评估、安全防护空间、安全相关控制系统性能等级（PL）、协作空间划分等。第三层是协作应用的补充细则：ISO/TS 15066 专门针对协作机器人，给出功率与力限制、准静态与瞬态接触的限值表，以及人体各部位的疼痛阈值参考。第四层是国标对应：GB 11291 系列与 ISO 10218 对应，GB/T 36008 与 ISO/TS 15066 对应，是国内项目验收与合规的重要依据。第五层是焊接专项：涉及弧焊/点焊的电气安全、弧光辐射、烟尘、气瓶、防火与焊接电源规范。第六层是认证：CE 涉及机械指令、EMC 指令与相关协调标准；UL 涉及北美市场的电气与火灾风险评估。

二、ISO 10218-1 与 ISO 10218-2 的分工

ISO 10218-1 关注机器人本体。对 UR 这类协作机器人，它要求本体具备安全额定停止、保护性停止、急停功能，示教器具备三位置使能装置，模式选择（自动/手动）必须明确，且安全相关控制系统的性能等级需满足要求。UR 的 e 系列与 UR20/UR30 在安全功能上通常声明为 PLd、Cat.3，这是集成时可以直接引用的基础数据。

ISO 10218-2 关注系统与集成。它要求集成方完成风险评估，确定安全防护空间与协作空间，选择安全防护措施（安全围栏、光幕、安全激光扫描仪、安全地毯等），并验证安全功能。焊接工位中，机器人本体安全只是起点，真正的风险来自焊枪、工件夹具、变位机、送丝机构与操作者之间的交互。集成方必须把焊接电源的使能信号、焊枪的碰撞检测、夹具的夹紧确认纳入安全逻辑。

三、ISO/TS 15066 的限值怎么用

ISO/TS 15066 是协作应用的核心补充文件。它把接触分为准静态接触与瞬态接触，并给出人体各部位（手、手臂、腹部、胸部、腿部等）的力与压强限值。实际项目中，常用做法是：先确定协作空间内可能发生接触的身体部位，再查表得到允许的力与压强，然后通过功率与力限制（PFL）或速度与分离监控（SSM）来保证不超限。

举例说明：假设某焊接工位操作者手臂可能进入协作空间，查 ISO/TS 15066 表 A.2，手臂准静态接触力限值约为 140 N，压强限值约为 190 N/cm²。若机器人末端（含焊枪）在接触时的实测力为 120 N，则满足要求；若达到 160 N，则必须降低速度、减小末端质量或增加缓冲。这里的数据属于示例性引用，实际项目应以标准原文和实测为准。

四、GB 11291 与国内合规

GB 11291.1 对应 ISO 10218-1，GB 11291.2 对应 ISO 10218-2，GB/T 36008 对应 ISO/TS 15066。国内项目在验收时，常要求提供符合 GB 11291 系列的安全评估报告。与 CE 不同的是，国内还涉及特种设备、电气安全与消防要求。焊接工位若涉及气瓶、易燃气体，还需满足相应的防火防爆规范。

五、焊接相关安全规范

焊接场景的专项风险包括：弧光辐射（紫外线、可见光、红外线）、焊接烟尘与有害气体、飞溅与火灾、触电、气瓶爆炸。对应措施包括：使用遮光帘或防护屏隔离弧光；配置排烟除尘装置；工位附近配置灭火器与防火毯；焊接电源与工件可靠接地；气瓶固定并远离热源。协作机器人焊接时，操作者可能因示教或上下料进入工位，因此必须把“焊接中”与“示教中”两种状态的安全策略分开设计。

六、CE 与 UL 认证要求

CE 认证方面，协作机器人焊接系统通常涉及机械指令 2006/42/EC、EMC 指令 2014/30/EU，以及相关协调标准如 EN ISO 10218-1/2、EN ISO/TS 15066。集成方需要编制技术文件，包括风险评估、图纸、安全功能验证记录、符合性声明（DoC），并在设备上粘贴 CE 标志。UL 认证方面，北美市场关注电气安全与火灾风险，常见标准包括 UL 1740（工业机器人）与 NFPA 79（工业机械电气标准）。UL 认证通常要求对控制柜、电源、接地、线缆与急停回路进行审查。

七、落地检查清单（示例）

以下清单可作为项目自查的起点，字段和粒度可根据实际工位调整。

把上述标准框架落到 UR 焊接工位，核心动作是：先按 ISO 10218-1 确认本体安全功能可用，再按 ISO 10218-2 完成系统风险评估与安全功能设计，然后用 ISO/TS 15066 验证协作接触限值，最后按 CE/UL 要求整理技术文件并完成现场验收。焊接专项规范贯穿其中，不能只当作“附加项”。只有这几条线同时闭合，协作机器人焊接工位才算真正具备安全合规的交付条件。