机器人维护安全：上锁挂牌、危险区域和技术人员保护
机器人维护安全：上锁挂牌、危险区域和技术人员保护
当机器人停止移动时，人们很容易认为可以安全接近。但处于维护模式的机器人并不是一台死机器；它是一台带有储存能量、残余动量和控制系统的机器，这些系统可能在没有警告的情况下重新启动。欧盟《机械法规》(EU) 2023/1230 取代了《机械指令》2006/42/EC，对制造商和雇主提出了明确义务，要求他们保护维修机器人的技术人员。然而，许多维护团队仍然依赖不符合法律要求的非正式程序。
本文探讨了机器人维护安全的三大支柱：上锁挂牌（LOTO）、危险区域管理和技术人员认证。它借鉴了欧盟职业安全与健康管理局（EU-OSHA）的指导和新《机械法规》，解释了要求是什么、各国之间的差异，以及维护经理在派遣技术人员接近机器人之前应核实什么。
上锁挂牌：第一道防线
上锁挂牌是一种确保在维护开始前机器完全与能源隔离的程序。对于机器人来说，这意味着不仅仅是关闭控制器。机器人可能有多个能量输入：电力、气动压力、液压油，甚至如果手臂持有负载，还有重力。EU-OSHA 强调，上锁必须覆盖所有能源，而不仅仅是显而易见的那些。
《机械法规》(EU) 2023/1230 要求机械的设计应能安全地进行维护。具体来说，附件 I 第 1.6.2 节规定，机械必须配备与能源隔离的装置，并且这些装置必须是可锁定的。这是对 2027 年 1 月 20 日之后投放市场的所有新机械的法律要求，届时该法规将全面适用。
对于现有机器人，义务落在雇主身上，依据《框架指令》89/391/EEC 和《工作设备指令》2009/104/EC。雇主必须确保维护工作仅在设备停止并隔离后进行，并且任何残余能量都已消散。EU-OSHA 建议采用正式的上锁挂牌程序，包括：
- 识别所有能源及其隔离点。
- 关闭机器人及其外围设备（例如，传送带、夹爪）。
- 在隔离装置上应用锁和标签。
- 通过尝试重新启动来验证零能量状态。
- 仅在维护完成且人员撤离后移除锁。
一个常见错误是依赖机器人的安全额定监控停止（SRMS）而不是完全上锁。虽然 SRMS 对于某些任务（如示教）很有用，但它不能隔离能量，并且不得用于需要进入危险区域的维护。区别至关重要：SRMS 是一种控制功能，而不是上锁。
危险区域：风险所在
机器人的危险区域是指人员可能被机器人或其工具撞击、挤压或夹住的任何区域。《机械法规》将危险区域定义为人员存在可能导致伤害的空间。对于维护，危险区域不仅仅是机器人的工作范围；它还包括机器人可能因重力、弹簧力或储存压力而移动的区域。
EU-OSHA 确定了维护期间的三种危险区域：
- 正常操作区域 – 生产期间机器人移动的区域。这通常由围栏或光幕保护。
- 维护区域 – 当防护装置被移除或机器人处于特定维护位置时可进入的区域。该区域可能包括机器人的底座、控制柜和末端执行器。
- 残余能量区域 – 关闭后仍存在能量的区域，如电容器、蓄能器或弹簧。
在维护期间，危险区域必须清晰标记并控制访问。法规要求机械应提供在维护期间防止进入危险区域的措施，或者如果必须进入，则降低风险。这可以通过以下方式实现：
- 使用机械锁将机器人保持在安全位置。
- 为气动或液压系统安装泄压阀。
- 放电电容器并使用电压测试仪验证。
- 张贴警告标志并使用物理屏障。
重要的是要注意，危险区域不是静态的。正在维修的机器人可能手臂处于不寻常的位置，或者维护任务可能要求机器人通电进行测试。在这种情况下，必须进行风险评估以确定适当的安全措施，例如降低速度和增加安全距离。
技术人员保护：培训和认证
即使有正确的上锁挂牌和危险区域控制，技术人员自身的能力是最后一道防线。《机械法规》要求机械附带说明，规定维护人员所需的资格。然而，它没有规定具体的认证。这留给国家立法和行业标准。
在实践中，欧洲的机器人技术人员通常持有制造商（如 FANUC、KUKA、ABB）或国家机构（如德国 TÜV 或法国 INRS）的认证。这些认证涵盖电气安全、机械系统和机器人特定编程。但它们并不自动涵盖上锁挂牌或危险区域管理。
EU-OSHA 强调，培训必须针对所执行的任务。只更换夹爪的技术人员可能不需要与控制柜维修人员相同水平的培训。雇主必须确保每位技术人员对其分配的任务胜任，并在程序或设备变化时提供进修培训。
没有泛欧机器人维护认证。一些国家有国家法规，如英国的《工作设备提供和使用条例》（PUWER）或德国的 BetrSichV，要求维护人员“经过适当培训”。其他国家则依赖一般职业安全法律。这种拼凑意味着在一个国家认证的技术人员可能在另一个国家不被承认，维护经理在跨境部署人员之前必须核实当地要求。
比较表：维护活动与安全要求
| 维护活动 | 主要危险 | 安全要求 | 相关法规/指南 |
|---|---|---|---|
| 例行检查（目视检查） | 意外机器人移动 | 机器人处于安全状态；如果不进入危险区域，可使用 SRMS | 机械法规附件 I，1.6.2；EU-OSHA 指南 |
| 清洁或小调整 | 接触移动部件、挤压点 | 完全上锁挂牌；如有必要，使用机械约束 | 工作设备指令 2009/104/EC；EU-OSHA |
| 更换末端执行器或工具 | 夹爪或工具中的储存能量 | 隔离能量，释放压力，验证零能量 | 机械法规附件 I，1.6.2；EU-OSHA |
| 电气故障排除（通电） | 电击、电弧闪光 | 仅限合格人员；对非测试部件使用上锁；使用电压检测器测试 | 国家电气安全标准；EU-OSHA |
| 气动/液压系统维修 | 高压流体喷射、突然移动 | 系统泄压；锁定阀门；使用压力表 | 机械法规附件 I，1.6.2；EU-OSHA |
| 软件更新或重新编程 | 测试期间意外运动 | 使用降速模式；保持人员远离危险区域；启用安全功能 | 机械法规附件 I，1.6.2；EU-OSHA |
法律义务和执行
《机械法规》(EU) 2023/1230 在所有欧盟成员国直接适用，但执行由国家当局进行。这意味着虽然安全要求是统一的，但违规的处罚各不相同。在一些国家，严重违规可能导致刑事指控；在另一些国家，可能只是罚款。
EU-OSHA 指出，维护事故往往报告不足，许多事故的发生是因为维护被视为低风险活动。现实是，维护工人暴露在正常操作期间不存在的危险中，例如旁路防护装置、暴露的电气部件以及机器人可能被远程启动的可能性。
为了符合法规，维护程序必须记录在案，并且在机器人或其环境进行任何修改后，风险评估必须更新。法规还要求机械随附技术文件，其中包括维护说明。该文件必须保持最新，并可供维护人员使用。
给维护经理的实用建议
基于以上内容，以下是改进机器人维护安全的具体步骤：
- 对每台机器人进行全面的能源审计，列出所有能源及其隔离点。
- 为每项维护任务制定书面上锁挂牌程序，并培训技术人员。
- 为每个维护场景定义危险区域并清晰标记。
- 根据当地要求核实技术人员认证，并提供有关上锁挂牌和危险意识的补充培训。
- 对高风险维护使用工作许可制度，例如电气工作或进入受限空间。
- 在任何事故或未遂事件后审查和更新风险评估。
请记住，法律环境因国家而异。虽然《机械法规》设定了基线，但国家法规可能施加额外要求。始终与当地当局或合格的安全顾问核实。
来源
- EU-OSHA — 工作场所安全 — https://osha.europa.eu/ （访问日期 2026-04-03）
- EUR-Lex — 法规 (EU) 2023/1230 — https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2023/1230/oj （访问日期 2026-04-03）