随着工业自动化的飞速发展，自动化弧焊系统越来越多的应用到各个行业。工业机器人弧焊系统更是广泛地应用在汽车工业中。以工业机器人为焊接主体，将工件放置在特定的自动夹具上定位夹紧，通过控制系统进行机器人自动化焊接的方式。而此类工作站的安全防护也是至关重要的，它主要包括两个方面，一个方面是焊接产生的弧光的防护，另一方面是机械安全失效。本文旨在设计弧焊系统时，将安全性放在设计的首要位置。做好弧光的防护和机械失效的发生。由于人的能力是有限的，只注重人员不安全行为的传统方法已不能满足人们对安全与健康的渴求，特别是对于机械设备日益复杂化、系统化和集成化的今天。因此，人们更趋向于采用消除设备的不安全状态和避免人的不安全行为与设备的不安全状态产生交集，采用这两种方法来避免安全事故，实践证明，这两种方法也是*有效的方法。

关键词：工业机器人  弧焊站 安全防护 安全失效 安全光幕

Key word:  industrial robot  welding working space safeguarding  safety failure  safety curtain

一、库卡机器人弧焊工作站简介

利用工业机器人进行自动化焊接的系统，我们称之为机器人弧焊工作站。 如图1所示，一般的机器人弧焊站主要由以下几部分组成：

库卡弧焊机器人本体指的是，一般具有6个自由度，使用高精度伺服电机，在一定工作范围中可以像人的手臂一样灵活、准确的运动。在弧焊系统中作为焊枪的载体，实现弧焊作业时所需要的焊接位置、焊接姿态、焊接轨迹等。由于机器人本体的大运动范围、快速的操作、手臂的快速运动等，这些都会造成安全隐患。整个机器人在*大的动作范围内均具有潜在的危险性。

功能设备

功能设备在弧焊系统一般指的是各种焊接电源及焊接电源相关的所有配套设备，是体现系统功能的设备。根据客户要求或公司标配来选择合适的焊接设备。

工装夹具（包含变位机）

工装夹具是实现工件定位的关键设备，按工件定位要求将工件**定位，以实现机器人对工件的**焊接。常常根据焊缝的形状需要增加变位机设备来实现机器人和变位机的运动配合，实现复杂及环形焊缝等。

电气控制设备

电气控制设备是系统运行的控制中心，是系统正常运行的保障。自动化主要也是由电气控制来实现的，人为的输入相关的指令，系统会自动实现焊接的过程。操作人员只需轻轻一按，相关设备就会按照人员预先设置的程序指令，实现自动化的工作过程。这是操作人员和设备的交流介质。

系统安全设备

系统安全设备一般指的是系统防护栏，弧光防护、设备安全以及人员安全保障的设备。主要根据工作站的危害根源设计相关的防护，确保操作人员的安全。

二、库卡机器人弧焊站安全防护分类

库卡机器人弧焊工作站对人体的伤害主要来自两个方面，一方面是焊接本身对人的危害，另一方面是运动的机器人和变位机等机械设备在其运动范围内的潜在危险。下面分别介绍这两方面的危害。

1、焊接带来的危害

（1） 焊接弧光

 焊接时，强烈的弧光对眼睛、皮肤等会产生急、慢性损伤。眼部受到弧光中的紫外线过度照射会引起角膜结膜炎。轻者眼部有异物感和轻度不适，重者眼部有灼伤感和剧烈疼痛，并伴有畏光、流泪、脸部痉挛等症状。

（2） 焊接烟尘和有毒气体 

焊接时，焊丝、焊条和药皮在高温作用下，产生大量有害的烟尘，这些烟尘的主要成分有铁、铝、锰等。空气在弧光的作用下会产生氮氧化物等有毒气体。人一旦长期吸入此类金属粉尘和有毒气体，对人身的伤害很大。

2、安全失效带来的机械伤害

安全失效是指当机器人及其系统在实际运行时，元器件或某个部件发生不可预见的失效。在系统设计时就应该考虑到这些情况，若某一项功能受到影响暂停时，则整个系统仍然处于安全状态，且应提供一种能确保安全（如锁住）的工作方式选择器件或措施以防止自行启动。

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