UL 1740 工业机器人和机器人系统的安全标准

UL 1740 是由美国保险商实验室（Underwriters Laboratories，简称 UL）制定的关于工业机器人和机器人系统的安全标准，其完整名称为：

UL 1740: Standard for Safety of Robots and Robotic Equipment
机器人与机器人系统安全标准

该标准为在工业环境中运行的自动化机器人及相关设备提供了一套详尽的安全评估准则，旨在确保机器人系统在设计、制造、集成和运行过程中不会对人员、财产或环境造成危害。UL 1740 是北美地区最主要的工业机器人类安全认证标准，对进入美国和加拿大市场的机器人产品具有重要意义。

一、适用范围

UL 1740 主要适用于以下类型的工业自动化设备和系统：

• 工业机器人本体：如焊接机器人、搬运机器人、喷涂机器人等；

• 机器人工作站/工作单元：集成有多个机器人、传感器、执行器的生产模块；

• 机器人控制系统与驱动模块；

• 固定式或移动式机器人装置；

• 机器人协作系统（与人员共享工作空间）。

需要注意的是，UL 1740 更偏向工业环境，而对家庭服务机器人、人形机器人等应用较少涉及（这类由 UL 2850 等标准覆盖）。

二、标准目标

UL 1740 的核心目标是保障机器人系统：

1. 在正常运行状态下安全无害；

2. 在故障状态或误操作时不会造成严重后果；

3. 具备必要的防护、监控、急停机制；

4. 其集成后的整体工作单元具有风险可控性。

这些目标反映了从系统设计、安全集成、风险分析、控制可靠性、紧急应对等多层面保障人机交互环境的安全。

三、主要内容与结构

UL 1740 的内容可大致分为以下几个部分：

1. 安全设计原则

• 系统应采用本质安全设计（如低电压控制）；

• 所有暴露部位（如传动部件、夹持器、切割装置）需具备防护罩或安全联锁；

• 应避免单点失效造成系统失控；

• 采用冗余或多通道安全控制（如双通道急停回路）；

2. 控制系统与紧急响应

• 机器人必须具备紧急停止装置（E-stop），且位置明显、易触达；

• 控制系统应具备防止误启动、失控动作的逻辑保护；

• 电气隔离、互锁控制、自动停机等机制必须完备；

• 联机调试、维护模式下应具备额外保护机制；

3. 人员接近与协作保护

• 在操作人员与机器人共享工作空间的场景下，应部署：

• 安全光栅、激光扫描仪、压力垫等安全传感器；

• 动作减速、停机距离限制等运动控制保护；

• 限速运行或“协作模式”验证机制；

• 控制系统应具备对人体进入危险区的检测与联动停机功能；

4. 电气与机械安全

• 所有电气系统必须符合相关电气安全标准（如 UL 508A、NFPA 79）；

• 机器人系统中使用的电源模块、控制器、马达、接插件等组件应为 UL 认证产品；

• 电缆走线应牢固、耐磨、无拉力隐患，特别是在多轴移动结构中应考虑抗疲劳设计；

5. 标识与用户说明

• 所有潜在风险区域应有明确的警示标签（如高压、电击、机械伤害）；

• 机器人系统须配有完整的操作说明、维修指导、安全规程；

• 建议提供维护培训机制及安全操作手册；

测试与认证流程

取得 UL 1740 认证通常包含以下步骤：

1. 文件审查：包括设计图纸、电气原理图、控制系统逻辑、安全评估报告等；

2. 现场评估：UL 工程师将现场对设备实际运行状态进行检查；

3. 功能验证测试：

• 急停响应时间；

• 安全联锁功能测试；

• 防护装置是否正确安装并具备有效性；

• 电气绝缘、电气隔离、接地连续性测试；

4. EMC 与环境适应性测试（如适用）；

5. 工厂审核：对制造工艺一致性进行审查；

6. 认证发放：测试通过后颁发 UL Mark 与 UL 1740 合规证书。

与其他标准的配套关系

UL 1740 与多个国际及北美安全标准具有互补关系：

实际应用建议

对制造商或系统集成商而言，满足 UL 1740 的建议包括：

• 在项目初期即进行风险评估（Risk Assessment），并根据评估结果选择合理的安全等级；

• 使用具有 UL 标准认证的核心部件（电机、PLC、继电器等）；

• 控制软件开发遵循功能安全设计流程（参考 ISO 13849 或 IEC 61508）；

• 建立标准化的安全回路设计与测试流程；

• 为客户提供使用、维护、报警等多维度的安全指导文档。

UL 1740 是工业机器人和系统在进入北美市场时的关键安全门槛。该标准不仅保障了使用者的安全，也帮助制造商建立产品的可信度与国际化能力。随着工业自动化和人机协作机器人日益普及，UL 1740 将在机器人系统的规范、安全、标准化发展中扮演更加重要的角色。

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