一、概述

定義：
安全防護(hù)驗收是對機(jī)械設(shè)備的安全防護(hù)裝置（如聯(lián)鎖裝置、急停按鈕、光柵、防護(hù)罩等）進(jìn)行系統(tǒng)性檢測與驗證的過程，確保其符合安全標(biāo)準(zhǔn)要求，防止人身傷害或設(shè)備損壞。其核心是評估防護(hù)裝置的功能性（觸發(fā)響應(yīng)）、可靠性（誤動作率）及合規(guī)性（國際/地區(qū)安全法規(guī)）。

核心目標(biāo)：

1. 人身安全：確保操作人員、維護(hù)人員及周邊人員免受機(jī)械傷害（如擠壓、剪切、卷入）。

2. 設(shè)備保護(hù)：防止因誤操作或防護(hù)失效導(dǎo)致的設(shè)備損壞。

3. 法規(guī)合規(guī)：滿足強(qiáng)制性安全認(rèn)證要求（如CE、GB、OSHA）。

分類：

· 機(jī)械防護(hù)：固定式/可調(diào)式防護(hù)罩、安全門聯(lián)鎖裝置。

· 電氣防護(hù)：安全光幕、急?；芈贰㈦p手控制裝置。

· 功能安全防護(hù)：安全PLC（如SIL 2/3）、安全繼電器、安全傳感器。

二、檢測標(biāo)準(zhǔn)

1. 國際 標(biāo)準(zhǔn)：

· ISO 13849-1（機(jī)械安全-控制系統(tǒng)安全相關(guān)部件）：PL（性能等級）與MTTFd（平均危險故障間隔時間）要求。

· IEC 62061（功能安全標(biāo)準(zhǔn)）：SIL（安全完整性等級）認(rèn)證（如SIL 2需滿足≥90%診斷覆蓋率）。

· ISO 12100（機(jī)械安全-風(fēng)險評價與風(fēng)險減小的設(shè)計原則）。

2. 地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)：

· 中國：GB 5226.1（機(jī)械電氣安全）、GB 23821（機(jī)械安全防止上下肢觸及危險區(qū)的安全距離）。

· 歐盟：EN 954-1（安全控制系統(tǒng)分類）、EN 1088（聯(lián)鎖裝置安全要求）。

· 美國：ANSI B11.19（機(jī)械安全防護(hù)裝置性能標(biāo)準(zhǔn)）、OSHA 1910.212（通用機(jī)械防護(hù)要求）。

3. 行業(yè)專用標(biāo)準(zhǔn)：

· 汽車制造：ISO 10218（工業(yè)機(jī)器人安全防護(hù)要求）。

· 注塑機(jī)：EN 201（注塑機(jī)安全防護(hù)規(guī)范）。

· 醫(yī)療設(shè)備：IEC 60601-1（醫(yī)用電氣設(shè)備安全通用要求）。

三、檢測設(shè)備

1. 核心設(shè)備：

· 安全激光掃描儀/光幕測試儀：

o 功能：驗證光幕響應(yīng)時間（≤20 ms）、分辨率（如14 mm光束間距）。

o 型號：SICK microScan3、OMRON F3SG-SR。

· 安全繼電器測試儀：

o 功能：模擬安全回路故障（如觸點粘連），驗證強(qiáng)制斷開機(jī)制。

o 型號：Phoenix Contact TEST-SAFE、Pilz PMD 5。

· 機(jī)械力測試裝置：

o 功能：施加規(guī)定力（如EN 1088要求聯(lián)鎖裝置耐≥200 N靜力），檢測防護(hù)罩抗變形能力。

o 型號：Zwick/Roell AllroundLine。

· 急停按鈕測試儀：

o 功能：測試急停按鈕觸發(fā)力（30-70 N）、行程（≥3 mm）及回路切斷時間（≤0.1 s）。

o 型號：Festo MS6-SV。

2. 輔助工具：

· 測距儀：Leica DISTO（測量防護(hù)罩與危險區(qū)域的安全距離，符合GB 23821）。

· 紅外熱像儀：FLIR T540（檢測安全回路端子溫升，ΔT≤40 K）。

· EMC測試儀：驗證安全光幕抗干擾能力（如EN ）。

四、檢測流程

1. 驗收前準(zhǔn)備：

· 文件審查：核對安全防護(hù)設(shè)計文件（如風(fēng)險評價報告、安全回路圖紙）、CE符合性聲明。

· 設(shè)備狀態(tài)確認(rèn)：設(shè)備斷電并鎖定（LOTO），清除測試區(qū)域無關(guān)人員。

2. 靜態(tài)測試：

· 機(jī)械防護(hù)檢查：

1. 測量防護(hù)罩與危險區(qū)域的距離（如旋轉(zhuǎn)部件：≥120 mm，GB 23821）。

2. 施加200 N靜力于防護(hù)罩，檢測變形量（≤2 mm，EN 1088）。

· 聯(lián)鎖裝置驗證：

3. 打開安全門觸發(fā)聯(lián)鎖，驗證主電源切斷時間（≤0.1 s，ISO 13849-1）。

4. 模擬聯(lián)鎖失效（如短接觸點），測試冗余回路是否強(qiáng)制斷開。

3. 動態(tài)測試：

· 急停功能測試：

1. 在設(shè)備全速運行中觸發(fā)急停按鈕，記錄停機(jī)時間（如液壓機(jī)沖壓周期內(nèi)停機(jī)≤0.5 s）。

2. 多急停按鈕并聯(lián)測試，驗證任一點觸發(fā)均能切斷所有動力源。

· 光幕/安全掃描儀測試：

3. 使用測試棒遮擋光幕，驗證設(shè)備立即停機(jī)（響應(yīng)時間≤20 ms）。

4. 模擬最小檢測物體（如直徑14 mm），確認(rèn)光幕分辨率達(dá)標(biāo)。

4. 功能安全測試：

· 安全PLC/SIL驗證：

1. 注入故障（如傳感器信號丟失），驗證系統(tǒng)進(jìn)入安全狀態(tài)（如EN 62061 SIL 2要求故障檢測率≥90%）。

2. 測試安全回路診斷功能（如通道差異監(jiān)測、周期性自檢）。

5. 環(huán)境與抗干擾測試：

· EMC測試：施加30 V/m射頻干擾，驗證安全光幕誤觸發(fā)率≤0.01%。

· 溫濕度測試：在-20℃~+55℃環(huán)境中運行，確認(rèn)防護(hù)裝置功能正常。

6. 驗收報告與整改：

· 數(shù)據(jù)記錄：匯總測試結(jié)果（如急停響應(yīng)時間、聯(lián)鎖裝置耐受力）。

· 不合格項整改：例如調(diào)整防護(hù)罩安全距離、更換失效的安全繼電器。

五、費用與周期

1. 費用構(gòu)成：

· 設(shè)備投資：

o 基礎(chǔ)測試工具（測力計、測距儀）：5萬-10萬元。

o 高端設(shè)備（安全PLC測試儀、EMC測試系統(tǒng)）：50萬-200萬元。

· 第三方驗收費用：

o 中小型設(shè)備（如注塑機(jī)）：2萬-8萬元/臺。

o 復(fù)雜產(chǎn)線（如汽車焊接線）：20萬-100萬元/項目。

· 認(rèn)證服務(wù)：

o CE機(jī)械指令合規(guī)性評估（含安全防護(hù)）：8萬-25萬元。

o SIL 2功能安全認(rèn)證：10萬-30萬元。

2. 周期：

· 單機(jī)驗收：3-7天。

· 產(chǎn)線驗收（含多設(shè)備協(xié)同）：2-6周。

· 加急服務(wù)：額外支付30%-50%費用，周期縮短30%。

六、實際應(yīng)用

1. 工業(yè)機(jī)器人圍欄聯(lián)鎖案例：

· 問題：安全門聯(lián)鎖裝置被短接，人員進(jìn)入時機(jī)器人未停機(jī)。

· 優(yōu)化：更換為安全繼電器（強(qiáng)制斷開設(shè)計），通過EN 1088認(rèn)證。

2. 沖壓機(jī)光幕驗收：

· 場景：光幕響應(yīng)時間35 ms（要求≤20 ms），導(dǎo)致手部進(jìn)入危險區(qū)后設(shè)備未及時停機(jī)。

· 改進(jìn)：升級高速安全控制器，響應(yīng)時間降至15 ms。

3. 醫(yī)療設(shè)備安全防護(hù)測試：

· 案例：CT機(jī)旋轉(zhuǎn)部件防護(hù)罩安全距離不足（實測80 mm→GB 23821要求≥120 mm）。

· 措施：重新設(shè)計防護(hù)罩布局，通過IEC 60601-1驗收。