AGV搬运车在工厂中与人员和人工叉车共用通道一旦发生碰撞可能造成严重伤害。因此安全设计是所有agv机器人产品最基础的底线。2026年国内外多个安全标准已经更新对agv智能搬运机器人的要求更加严格。本文将从适用标准体系硬件防护配置功能安全等级人员感知逻辑以及验收检查清单五个方面系统介绍AGV的安全设计规范。
一适用安全标准体系概述
与AGV搬运车相关的安全标准主要分为国际标准和国家标准。最核心的国际标准是ISO 3691-4工业车辆安全要求第四部分无人驾驶工业车辆及其系统。该标准涵盖AGV的制动转向控制系统操作模式充电以及维护等方面的安全要求。ISO 13849则规定了控制系统的安全相关部件必须达到的性能等级从PL a到PL e其中AGV通常要求达到PL d级别。对应中国国家标准有GB/T 20721自动导引车通用技术条件以及GB/T 30029自动导引车设计通则。此外针对特定行业还有额外的要求例如汽车行业可能需要满足VDA 5050中的安全部分化工行业需要满足防爆标准。企业在采购agv小车厂家时首先要确认其产品是否通过CR认证即中国机器人认证证书中应明确标注符合ISO 3691-4和GB/T 20721。对于出口到欧洲的产品还需要CE认证中的机械指令和EMC指令。成都蓉希智能的所有AGV产品均通过CR认证和CE认证并且每年进行第三方监督审核确保持续符合标准变化。
二硬件安全防护的多级配置
一台符合安全标准的AGV硬件防护系统至少包含四个层级。第一层是激光避障雷达通常安装在车身前后左右多个位置实现三百六十度扫描。激光雷达的扫描平面距离地面约一百五十毫米到三百毫米可以探测到行人的小腿以及低矮障碍物。标准要求激光雷达的安全等级为类型三以上符合IEC 61496标准当检测到障碍物距离小于设定值例如两米时AGV减速当小于一米时停车。第二层是安全触边安装在车身四周的橡胶条内部有压力传感器当AGV碰撞到障碍物时触边受压触发紧急停车触边作为激光雷达失效后的最后一道防线响应速度要求小于零点一秒。第三层是声光报警装置AGV在启动行驶和倒车时必须发出不同频率的蜂鸣声并且车顶的报警灯要闪烁黄色灯代表注意红色代表故障或急停。在嘈杂环境中还需要增加频闪灯的亮度要求在一米距离内可见照度不低于五十勒克斯。第四层是急停按钮每台AGV至少有两个急停按钮分别位于车身两侧易于触及的位置按下后AGV立即切断动力电机并保持制动。除了上述四级还有货叉检测传感器用于堆垛式agv防止货叉伸出时撞到货架横梁以及防坠落传感器用于潜伏顶升agv当顶升后检测到货架晃动时自动降低速度。成都蓉希智能的AGV产品在基础配置上额外增加了侧面雷达盲区的超声波传感器补盲确保在窄巷道转弯时也无可视死角。
三功能安全等级PLd的实现路径
ISO 13849定义的控制系统安全性能等级PLd要求每小时危险失效概率在十万分之一到百万分之一之间并且系统架构必须采用冗余或诊断措施。对于AGV而言实现PLd需要从传感器控制器和执行器三个环节入手。传感器方面激光雷达必须选用具有内部自检功能的型号例如西克或者倍加福的安全型激光雷达雷达每次扫描时会实时监测窗口污染和信号回路异常。控制器方面安全逻辑不能由普通PLC或工控机执行而必须使用专门的安全PLC或者经过TUV认证的安全继电器模块。安全PLC会周期性检测急停按钮触边和安全雷达的回路是否断线如果发现断线立即报错禁止AGV移动。执行器方面驱动电机的制动器必须采用双通道控制即安全PLC通过两个独立的输出触点控制制动器释放只有当两个触点同时闭合时制动器才松开任何一个触点故障都会导致制动器保持抱死。另外还需要进行故障注入测试在安全认证过程中需要模拟各种故障模式例如短接急停按钮导线验证系统能否检测到。为了满足PLdAGV的安全响应时间从障碍物出现到完全停止不得超过零点五秒其中包括传感器检测时间零点一秒控制器逻辑时间零点零五秒制动器动作时间零点三五秒。成都蓉希智能的安全系统设计均经过TUV莱茵的PLd评估并提供完整的计算报告不仅包含硬件还包括安全软件中的变量监控和看门狗机制。
四人机混合作业场景中的动态安全策略
在AGV与人工叉车和步行工人共存的车间里固定的避障距离会导致效率低下因为AGV遇到人就会停车频繁打断作业。动态安全策略根据AGV的当前速度和环境风险调整安全距离。例如AGV在直线段以一米每秒的速度行驶时将安全距离设为两米如果前方有人减速到零点三米每秒安全距离缩减为一米避免频繁停车。对于交叉口区域由于碰撞风险高不论速度如何都将安全距离强制设为三米。另一种高级策略是场域监控利用超宽带定位标签让工人佩戴手环AGV通过接收手环信号判断人与车的距离当距离小于安全阈值时AGV减速如果人继续靠近则停车。同时AGV车上的显示屏可以显示意图例如绿灯表示将要直行红灯表示停车让行人先过。为了减少人的恐惧感AGV的接近速度不宜超过零点五米每秒并且可以在车身正面安装卡通眼睛或者灯光带让人更容易判断AGV的运动方向。在需要人工干预的场合例如agv叉车需要与人协作装卸货物时必须设置物理隔离栏或者光栅当人进入工作区时AGV自动切换至低速监视模式速度限制在零点二米每秒以下。成都蓉希智能提供的动态安全策略模块可以通过RCS平台配置不同区域的安全参数例如在仓库主通道设为一档速度两米安全距离三米在产线支路设为低速零点五米安全距离一米显著提升了人机共存环境下的综合效率。
五安全验收检查清单与常见违规案例
企业在接收AGV系统时应该按照以下检查清单逐项验证。第一检查急停按钮至少两个且按下后AGV立即停止切断动力测试按钮复位后AGV应保持停止状态需要手动清除急停状态才能重新启动。第二测试激光雷达的避障功能用标准障碍物如一块纸板在AGV前方移动观察AGV是否在规定距离减速和停止可用卷尺测量减速距离和停车距离与供应商提供的数值对比误差不超过百分之十。第三验证声光报警在噪音环境下距离五米是否能清晰听到蜂鸣声和看到闪光。第四检查安全触边用手按压触边AGV应该立即停止按压后松开会自动恢复但恢复前应有延迟零点五秒防止误恢复。第五测试充电时的安全联锁当AGV自动充电时驱动系统必须被锁定无法移动用手推车体应感觉到制动阻力。第六验证遥控急停功能对于大型堆垛式agv需要配置遥控器上的紧急停止按钮与车体急停同等效果。常见违规案例包括供应商为了降低成本使用非安全型激光雷达仅作导航而不作避障或者省去安全触边只用雷达软件检测。另一个违规是安全PLC与普通PLC共用同一个接触器导致安全回路可被软件绕过。还有的使用普通直流电机驱动器不具备双通道制动控制万一功率管击穿AGV会失控加速。采购合同应该要求供应商提供TUV或者其他第三方机构出具的安全认证报告而不只是自我声明。成都蓉希智能在交付时随车提供全套安全测试记录文件并且由工程师现场逐一演示所有安全功能客户签字确认后才算完成验收。
