《GB11291.2-2013機器人與機器人裝備工業機器人的安全要求第

2部分：機器人系統與集成》實施指南一、標準核心要點總覽（一）標準適用范圍解析本標準適用于工業機器人系統和工業機器人單元集成，

涵蓋從設計、制造、安裝，到運行、維護以及報廢的全

生命周期。無論是汽車制造中的大型機械臂集成系統，

還是電子生產線上的小型精密機器人單元，只要屬于工

業應用場景下的機器人系統集成，均受此標準約束。其

目的在于確保各類工業機器人系統在復雜多樣的生產環

境中，始終遵循統一的安全規范，保障人員安全與生產

穩定。（二）關鍵術語深度解讀—1—1.工業機器人系統：并非僅指機器人本體，而是包括機器人本體、控制器、示教器，

以及與生產工藝相關的周邊設備，如物料輸送裝置、工裝夾具等組成的有機整體。例如在焊接機器人系統中，除機器人負責焊接動作外，還需配套自動送絲裝置、焊接電源以及用于固定工件的工裝夾具等，它們共同構成完整的工業機器人系統。2.集成：強調將不同的設備、軟件、控制系統進行整

合，實現協同工作。以物流倉儲中的自動化分揀機器人

系統集成為例，不僅要將機器人與輸送線、掃碼設備等

硬件集成，還需通過軟件編程，讓各部分在邏輯上有序

配合，完成貨物從入庫、分揀到出庫的連貫流程。（三）標準整體架構梳理—2—標準從安全要求的提出，到風險評估方法的闡述，再到具體安全防護措施的規定，形成一套嚴謹的邏輯體系。

開篇明確適用范圍與術語，為后續內容奠定基礎；接著

深入分析工業機器人系統存在的基本危險與危險情況，

基于此提出消除和降低風險的要求；最后針對集成制造

系統中的工業機器人系統，給出專門的補充要求，各部

分層層遞進，環環相扣，為工業機器人系統集成的安全

實施提供全面指導。二、系統設計安全基礎構建（一）機械結構設計安全準則1.穩定性設計要點：機器人機械結構在各種工況下都

應保持穩定。例如大型重載搬運機器人，其底座設計需

足夠寬大且具有一定重量，增加與地面的接觸面積和摩—3—擦力，防止在搬運重物時因重心偏移而傾倒。同時，關節部位的連接結構要堅固可靠，采用高強度材料和精密

的加工工藝，確保在頻繁運動過程中不會出現松動，維

持整體結構穩定性。2.運動部件防護設計：對于機器人的活動關節、傳動

鏈條、絲杠等運動部件，必須設置有效的防護裝置。如

在關節處安裝防護套，既能防止人員意外觸碰受傷，又

能阻擋灰塵、碎屑等異物進入，影響運動精度。傳動鏈

條可采用全封閉的防護外殼，外殼材料具備一定強度和

韌性，在保證正常觀察內部運行情況（可設置透明觀察

窗）的同時，有效避免人員肢體卷入。（二）

電氣系統安全設計規范—4—1.

電氣絕緣與接地設計：

電氣設備的絕緣性能至關重要。機器人控制柜內的電氣元件、

電線電纜等都需采用

符合標準的絕緣材料，定期進行絕緣電阻檢測，確保絕

緣性能良好。同時，完善的接地系統不可或缺，機器人

本體、控制柜等均應可靠接地，接地電阻需滿足標準要

求，一般不大于

4

歐姆。通過良好接地，可將電氣設備

漏電時產生的電流引入大地，避免人員觸電危險。2.

電氣控制系統冗余設計：為提高電氣控制系統的可

靠性，采用冗余設計。例如在關鍵控制環節設置雙

CPU模塊，當一個

CPU

出現故障時，另一個可立即接管控

制任務，保證機器人系統持續運行。對于重要的傳感器

信號線路，也可采用冗余布線，防止因某條線路損壞導

致信號丟失，影響機器人的正常運行和安全防護功能。—5—三、全面風險評估與應對策略（一）風險評估流程詳解1.危險識別：全面排查工業機器人系統在運行過程中

可能產生的各種危險。如機械危險，包括機器人運動部

件的碰撞、擠壓、剪切等；

電氣危險，如觸電、

電氣短

路引發火災等；還有熱危險，像機器人長時間運行后電

機、控制器等部件產生的高溫可能造成灼傷。此外，還

要考慮環境因素帶來的危險，如潮濕環境可能影響電氣

絕緣性能，多塵環境可能導致運動部件磨損加劇等。2.風險分析：針對識別出的危險，分析其發生的可能

性和可能造成的后果嚴重程度。以機器人碰撞危險為例，

若機器人運行速度快、工作空間內人員活動頻繁，那么

碰撞發生的可能性就高；若碰撞對象是人體要害部位，—6—可能造成骨折、

內臟損傷等嚴重后果，根據可能性和后果嚴重程度，將風險劃分為不同等級，為后續制定應對

措施提供依據。3.風險評價：將風險分析結果與預先設定的風險可接

受標準進行對比。若風險等級高于可接受標準，則需采

取相應措施降低風險；若風險在可接受范圍內，仍需持

續監控，因為生產環境、設備狀態等因素可能發生變化，

導致風險水平改變。例如，對于一些小型、低速且操作

環境簡單的機器人系統，某些低等級風險可能在可接受

范圍內，但一旦生產規模擴大、操作流程改變，就需重

新評估風險。（二）風險應對策略制定—7—1.風險消除措施：從源頭上消除危險。比如在設計階段，優化機器人的工作流程，避免機器人運動軌跡與人

員活動區域交叉，徹底消除碰撞危險。或者選用本質安

全型的電氣元件，從根本上杜絕電氣故障引發的危險。2.風險降低措施：當無法完全消除風險時，采取措施

降低風險程度。例如為機器人安裝安全光幕，當人員進

入機器人工作區域時，光幕檢測到遮擋信號，立即觸發

機器人停止運行，降低碰撞傷害的可能性。對于電氣系

統，安裝漏電保護裝置，一旦發生漏電，迅速切斷電源，

減輕觸電危險的后果。3.風險接受與監控：對于經過評估處于可接受范圍內

的風險，要建立監控機制。定期檢查機器人系統的運行

狀態，如監測關鍵部件的溫度、振動情況，及時發現潛—8—在問題。同時，收集操作人員的反饋意見，若發現實際運行中出現新的危險跡象，立即重新評估風險并調整應

對策略。四、安全防護裝置的合理配置與運用（一）物理防護裝置的選擇與安裝1.安全圍欄的設置要點：安全圍欄應圍繞機器人工作

區域設置，高度一般不低于

1.5米，確保人員無法輕易

跨越。圍欄的網孔尺寸要合適，防止人員肢體穿過。材

質需具備足夠強度，能承受一定外力沖擊，如采用堅固

的金屬管材和金屬網。圍欄的門應設置聯鎖裝置，當門

打開時，機器人立即停止運行，只有門關閉且聯鎖裝置

正常工作后，機器人才能重新啟動，有效防止人員在機

器人運行時進入危險區域。—9—2.

防護擋板的應用場景：在機器人可能產生飛濺物的作業場景，如打磨、切割等工序，需安裝防護擋板。防

護擋板應選用透明且抗沖擊的材料，如高強度亞克力板，

既能阻擋飛濺物對人員的傷害，又能讓操作人員觀察到

機器人的工作情況。擋板的安裝位置要精準，確保能有

效遮擋飛濺物的飛濺范圍，同時不影響機器人的正常運

行。（二）非物理防護裝置的功能實現1.安全光幕的原理與調試：安全光幕利用紅外感應原

理，在機器人工作區域周邊形成一道不可見的光幕。當

有物體遮擋光幕中的光線時，光幕控制器會立即檢測到，并向機器人控制系統發送信號，使機器人停止運行。在

安裝調試安全光幕時，要確保光幕發射器和接收器之間—10—的光路準確對齊，避免出現光線折射、遮擋等情況影響檢測精度。同時，根據機器人工作區域的實際形狀和尺

寸，合理設置光幕的檢測范圍，確保無檢測盲區。2.急停按鈕的布局與操作要求：急停按鈕應在機器人

操作區域周邊易于觸及的位置均勻分布，確保操作人員

在任何位置都能迅速按下。急停按鈕的設計要符合人體

工程學，操作方便，且具有明顯的標識和較大的操作面

積。當按下急停按鈕后，機器人應立即停止所有運動，

包括正在執行的動作和驅動電機的運轉。同時，急停按

鈕需具備自鎖功能，防止誤操作復位，只有在排除故障

后，通過人工手動復位才能解除急停狀態，恢復機器人

運行。五、控制系統安全性能強化—11—（一）控制軟件安全設計要點1.權限管理系統構建：為控制軟件設置嚴格的權限管

理機制。不同人員擁有不同的操作權限，如管理員具備

最高權限，可進行系統參數設置、程序修改等高級操作；

普通操作人員僅能進行機器人的啟動、停止、簡單程序

調用等基本操作。通過用戶賬號和密碼登錄系統，系統

根據賬號權限對操作進行限制，防止未經授權的人員隨

意更改機器人控制程序，確保機器人運行的穩定性和安

全性。2.程序安全漏洞檢測與修復：定期對機器人控制程序

進行安全漏洞檢測，采用專業的軟件檢測工具，檢查程

序是否存在緩沖區溢出、注入攻擊等安全隱患。一旦發

現漏洞，及時進行修復和升級。同時，建立程序版本管—12—理系統，記錄每次程序修改的內容、時間和責任人，便于追溯和管理，防止因程序錯誤或被惡意篡改導致機器

人出現異常運行，引發安全事故。（二）硬件控制安全保障措施1.控制器硬件可靠性設計：選用質量可靠、性能穩定

的控制器硬件。控制器應具備良好的抗干擾能力，在復

雜的電磁環境中仍能正常工作。例如采用金屬屏蔽外殼，

減少外界電磁輻射對控制器內部電路的干擾；在電路設

計上，增加濾波電路，抑制電源噪聲和信號干擾。同時，

控制器的關鍵部件如

CPU

、

內存等要具備冗余設計，當

某個部件出現故障時，備用部件能及時接替工作，保證

機器人控制系統的不間斷運行。—13—2.傳感器安全監測與故障診斷：機器人系統中的各類傳感器，如位置傳感器、力傳感器等，對于機器人的精

確控制和安全運行至關重要。要建立傳感器安全監測機

制，實時監測傳感器的工作狀態，如檢測傳感器輸出信

號是否在正常范圍內、信號傳輸是否穩定等。一旦發現

傳感器故障，控制系統應立即啟動故障診斷程序，快速

定位故障點，并采取相應的應急措施，如切換到備用傳

感器（若有）或使機器人停止運行，防止因傳感器故障

導致機器人失控。六、人機協作場景下的特殊安全考量（一）人機協作模式分類與安全要求1.安全監控停止模式：在此模式下，機器人與人員共

同在一個工作空間內作業，但機器人的運行狀態受到實—14—時監控。當人員靠近機器人一定距離時，通過傳感器檢測到人員位置信息，機器人控制系統立即降低運行速度

或停止運行，確保人員安全。例如在電子裝配車間，工

人與協作機器人共同進行產品組裝，當工人伸手靠近機

器人抓取零部件時，機器人自動減速，避免碰撞工人。

為實現此模式，需精確設置傳感器的檢測范圍和機器人

的減速、停止閾值，同時保證傳感器的檢測精度和可靠性。2.速度與分離監測模式：根據人員與機器人之間的距

離動態調整機器人的運行速度。當人員遠離機器人時，機器人可高速運行，提高生產效率；當人員逐漸靠近時，

機器人速度逐漸降低；當人員進入危險距離范圍內，機

器人停止運行。例如在物流倉庫中，搬運機器人與操作

人員共享工作區域，通過激光測距傳感器實時監測人員—15—與機器人的距離，控制系統根據距離變化調整機器人速度。在應用此模式時，要對速度變化曲線進行合理規劃，

確保機器人速度調整平穩，避免因速度突變對設備和人

員造成沖擊。3.功率與力限制模式：限制機器人在與人協作過程中

的輸出功率和作用力，即使機器人與人員發生接觸，也

能將傷害風險降至最低。比如在康復醫療領域，協作機

器人輔助患者進行康復訓練，機器人的關節電機輸出功

率和施加在患者肢體上的力都被嚴格限制在安全范圍內。

實現功率與力限制，需要在機器人控制系統中設置精確

的力和功率控制算法，同時選用具備高精度力反饋功能

的傳感器，實時監測機器人與人員之間的作用力，并根

據設定值進行調整。—16—（二）人機協作安全防護技術應用1.力反饋技術在安全協作中的應用：力反饋技術使機

器人能夠感知與人員或外界物體接觸時的作用力大小。

當機器人檢測到的力超過安全閾值時，立即停止當前動

作或調整運動方向，避免對人員造成傷害。例如在協作

裝配任務中，機器人在抓取和安裝零件時，若手部與工

人的手部意外接觸，力反饋傳感器迅速檢測到異常力，

機器人控制系統根據反饋信號及時做出響應，防止夾傷

工人手指。力反饋技術的關鍵在于傳感器的精度和控制

系統對反饋信號的快速處理能力，需要不斷優化傳感器

性能和控制算法，提高力反饋的準確性和實時性。2.視覺識別技術保障人機安全協作：利用視覺識別技

術，機器人可以實時識別工作空間內人員的位置、姿態—17—和動作意圖。通過對人員行為的分析，預測潛在的危險情況，并提前采取相應的安全措施。例如在汽車制造車

間，協作機器人與工人協同進行汽車零部件安裝，視覺

識別系統實時監測工人的操作動作，當發現工人的手即

將進入機器人運動軌跡時，機器人提前減速或改變運動

路徑，避免碰撞。視覺識別技術的應用需要強大的圖像

處理算法和高性能的計算設備支持，

以確保在復雜的工

業環境中快速、準確地識別人員信息。七、安裝與調試階段的安全管控（一）安裝現場安全管理規范1.場地規劃與安全標識設置：在機器人系統安裝現場，

合理規劃安裝區域，設置明顯的安全隔離帶，防止無關

人員進入。對安裝區域內的危險區域，如高處作業下方、—18—電氣設備周圍等，設置醒目的安全標識，如

“禁止靠近”“注意觸電”等標識牌。同時，確保安裝現場的通道暢

通，便于設備搬運和人員疏散，通道寬度應符合相關安

全標準要求，一般不小于

1.5米。2.安裝人員安全培訓與資質要求：參與機器人系統安

裝的人員必須經過專門的安全培訓，熟悉安裝過程中的

安全操作規程和注意事項。安裝人員應具備相應的專業

技能和資質，如電氣安裝人員需持有電工證，機械安裝

人員需掌握機械裝配的專業知識和技能。在安裝前，對

安裝人員進行技術交底，明確安裝任務和安全要求，確

保安裝工作安全、有序進行。（二）調試過程安全操作要點—19—1.調試前的安全檢查：在進行機器人系統調試前，對設備進行全面的安全檢查。檢查機械結構是否安裝牢固，

各連接部位的螺栓是否擰緊；

電氣系統的接線是否正確，

絕緣性能是否良好；安全防護裝置是否安裝到位且功能

正常，如安全光幕、急停按鈕等。同時，檢查機器人的

運行環境是否符合要求，如溫度、濕度、

電磁干擾等環

境因素是否在設備允許的范圍內。2.調試中的安全操作規范：調試過程中，嚴格按照調

試手冊的步驟進行操作。在進行機器人運動調試時，應

先采用低速運行模式，觀察機器人的運動狀態是否正常，

各關節的運動是否平穩、無卡頓。操作人員應始終處于

安全位置，避免站在機器人運動軌跡上或可能發生危險

的區域。在對機器人控制系統進行參數調試時，要謹慎

操作，防止因參數設置錯誤導致機器人異常運行。若在—20—調試過程中發現異常情況，應立即按下急停按鈕，停止調試工作，排查故障原因，待故障排除后再繼續調試。八、運行與維護階段的安全保障（一）

日常運行安全管理1.操作人員安全培訓與考核：對機器人系統的操作人

員進行定期的安全培訓，培訓內容包括機器人的操作方

法、安全注意事項、應急處理措施等。培訓結束后，對

操作人員進行考核，考核合格后方可