机器人速度与分离监测

速度与分离监测（SSM）是一种协作机器人安全功能，在有人接近时降低机器人速度，并在达到所需隔离前启动保护性停止。边界取决于整个应用，而非机器人周围的通用半径。

可辩护的设计结合了人类接近、感测与逻辑延迟、机器人反应与停止动作、侵入和测量不确定性。随后在机器人工作单元中最不利且可信的速度、方向、有效载荷、工具伸展和环境条件下验证这些输入。

本指南具有教育性质，不替代适用的标准文本、本地法律或合格的机械安全评估。请与 协作机器人安全指南 和 功能安全指南搭配使用。

将SSM定义为应用安全功能

SSM协调检测、安全相关逻辑、机器人速度控制和针对特定机器人应用的保护性制动。协作级机械臂本身不会使任何工具、工件、布局或程序动作安全。

记录危险、操作模式、可能进入的人员、可预见的滥用以及各州所需的安全功能。将生产优化与安全声明分开。

绘制每条人类和机器人进场路径的地图

追踪捷径、延伸和绕行路线、地面层通道、维护位置及安全空间内进入。包括机器人包内所有移动连杆、末端执行器、电缆、工件及弹出或悬挂负载。

使用变化中的人机几何体中最近的点，而不仅仅是机器人底座到人员的距离。当夹具、工具、布局或程序路径发生变化时，重新评估。

距离分量	证据	不利条件	评审触发器
人类方法	申报适用价值	最快相关路径	出入口变更
检测与逻辑	测量安全链时间	闭塞或负荷	传感器或逻辑变更
机器人反应	控制器跟踪	最差的速度和方向	软件变更
机器人停车	测量运动	有效载荷与工具延伸	制动或刀具更换
不确定性	传感器与入侵允许	公差堆栈	校准变更

考虑完整的响应时间

从物理检测状态到传感、通信、安全逻辑、驱动反应和完成的制动行为进行测量。仅用标称网络或推断延迟就能省略链中的重要部分。

使用最差且可信且经过验证的响应，包括抖动和故障行为。将每个值与硬件、固件、配置、带时间戳的测试和环境条件关联。

在恶劣机器人条件下的测量停止

制动时间和距离会随速度、方向、姿势、载荷、重心、工具、伸展、制动状况和控制设置而变化。制造商信息是输入，不能替代实际单元不同时的应用验证。

测试一个搜索最长相关停止路径的矩阵，并重复足够多的试验以捕捉变化。保持测量方法和验收规则与安全文件。

增加侵入体和位置不确定性

防护设备具有检测区几何形状、分辨率、容差及检测前可能的侵入。机器人和人类位置估计还包含校准、跟踪和同步误差。

根据适用的设计方法保守地合并容差。不要从安全距离中扣除平均定位精度，也不要在没有证据的情况下假设独立的误差。

将阻塞和追踪损失视为安全信息的丢失

当人被遮蔽时，系统并不知道分离度增加了。定义缺失检测、信度下降、路径陈旧、视野受阻和传感器不一致的安全状态。

测试服装、携带物体、眩光、灰尘、照明、拥挤以及机器人本身作为遮挡物。一般视觉模型的检测质量并不自动成为安全级保护功能。

设计速度区作为安全状态

多速度区可以提高生产力，但每个状态都有自己的监控条件、最大速度、所需间隔、转换逻辑和停止行为。添加滞后效应，以避免噪声距离估计导致快速速度切换。

每次转换后，确认实际指令和实现的速度。显示慢速模式的显示并不意味着所有相关机器人运动都受限。

控制停止、重置和重启

定义边界穿越是否会导致速度减慢、保护性停止或其他验证状态。停止后，要求有效感知、足够的隔离、清除故障以及一个不会让牢房内人员感到意外的授权重启条件。

测试隐藏状态、重置时重新进入、站在盲区内并恢复通信。状态机必须防止因陈旧许可自动加速。

在其范围内使用现行标准

官方ISO目录将 ISO 13855:2024 列为当前发布的版本，用于定位和尺寸确定与人类接近的相关保护措施。目录还列出了工业机器人应用和单元的 ISO 10218-2:2025。

目录列出了已发布的 ISO/TS 15066:2016 和 ISO 13849-1:2023。请与有资质的安全专业人士共同确定适用的版本、过渡规则、管辖区和 Type C 要求，而非仅依赖本摘要。

将计算术语与安全证据联系起来

对于分离计算中的每个项，识别传感器通道、逻辑模块、驱动响应、测量记录、不确定性源和验证测试。配置控制应使更改后的参数或组件对安全审查可见。

将计算结果与安全相关的控制系统设计和验证证据相结合。没有可追溯输入和故障行为的电子表格结果是不完整的。

验证最坏情况下的结局情景

在同一边界上重现逆向人类接近和机器人运动，包括斜向路线、最大伸展、载荷、暖设备和感应延迟。运动区转换、保护性停止、阻塞和重启反复进行。

测量实际最小间隔和完成停止，然后与批准的验收规则进行比较。记录未成功的试验及其产生的条件。

测试层	注射状态	预期回应	证据
检测	遮挡或陈旧轨道	安全状态	带时间戳的痕迹
逻辑	延迟或通道故障	保护反应	安全日志
运动	最差载荷与方向	在停车边界内	位置迹
过渡	快速分区穿越	没有不安全的超顶	速度追踪
重启	人留在里面	没有意外的动作	状态机记录

在细胞变化期间保持SSM

在机器人、刀具、工件、有效载荷、程序、速度、布局、传感器、固件、制动、地板标记或进出路线变更后重新计算和重新验证。在正式测试之间监控停止趋势和校准。

以以下检查结束评论。

评估“机器人速度与分离监测”时，还应保存模型版本、机器人配置、标定文件、测试日期和全部试验记录。把成功、失败、恢复与人工介入放在同一份数据中，才能区分模型能力、系统接口和现场流程造成的差异。

成本评估除了设备与算力，还要记录数据采集、工程调试、安全措施、维护、停机和人员培训。只有把这些持续投入与单位成功任务的价值比较，才能判断方案是否适合扩大。

上线后仍要持续检查分布变化、传感器漂移、机械磨损和人工接管原因。监测结果应能触发降级、停止与重新验证流程，并为下一轮数据采集和模型更新留下可追溯记录。

最终结论应明确写出已知限制、尚未验证的场景和下一项可证伪的实验，使后续团队能够沿着证据继续推进。

实际项目还应指定数据、模型、控制器和安全流程的负责人，并预先定义回滚条件。责任边界、审批记录与变更日志越清楚，故障发生后越容易停止扩散、定位原因并安全恢复。

把任务拆成感知、决策、动作执行和结果确认，可以更准确地定位瓶颈。每一阶段都应有独立指标与失败示例，避免用端到端成功率掩盖偶发但严重的风险。

引用的产品规格、论文结果和监管要求需要记录发布日期与适用版本。资料更新后应重新核对关键结论；无法从一手来源确认的内容，应明确标注为待验证信息。

小规模试点的价值在于提前暴露接口、人员协作和异常处理问题。试点结束后应依据预设门槛决定扩大、修改或停止，而不是因为已经投入资源就默认继续。

所有结论都应能够追溯到原始记录，并可复核。

硬件与软件接口应分别记录单位、坐标系、时钟、延迟和允许范围，并通过自动测试检查不一致。接口定义变化时，旧数据和旧控制参数不能在未经验证的情况下直接复用。

• 绘制真实的人类路线和完整的移动包线。
• 测量完整的安全链响应时间。
• 测试不利停车和不确定性条件。
• 把遮挡和追踪丢失当作故障来处理。
• 按照适用的安全流程，验证停止、重置和重新启动。

常见问题

SSM保护距离是固定的吗？

不。这取决于操作状态、闭合动作、响应时间、停止行为、几何形状和不确定性。

我能只用机器人制造商的停止时间吗？

使用制造商数据作为适用输入，但要验证整个单元在实际负载、工具、姿态和配置下的状态。

通用相机人员检测器可以作为SSM传感器吗？

默认情况下并非如此。保护功能需要适当的安全相关性能、故障行为和经过验证的覆盖范围。

机器人能在有人离开时自动加速吗？

只有通过经过验证且具有足够隔离、有效感应和合规的重置或重启行为的状态机。

一次调试测试够用吗？

不。在相关变更后并根据适用的安全计划，需要进行重新验证和定期检查。

测量分隔与保护性止损边界

SSM是一种应用特定的保护功能。利用当前适用的标准和专业的安全工程，验证实际机器人单元中的感应、全停行为、不确定性、故障和重启。