
由於示教器是人站在機器人可及範圍內手持的裝置,其認證由功能安全主導,而無線電池也是該安全論證的一部分。符合性活動結合了機器人安全標準、機械電氣安全標準、致能控制的開關設備標準、無線鏈路的功能安全標準、無線電型式認證與環境強固性,底層再疊上電池自身的性能、安全與運輸證據。這篇最終篇為一款鎳氫供電的無線示教器梳理整套活動。它涵蓋工業機器人及其整合的 ISO 10218-1 與 -2、三位置致能裝置的 IEC 60947-5-8、急停與 IEC 60204-1 停止類別的 ISO 13850、安全相關部件(含無線通道與依賴電池的安全供電)性能等級的 ISO 13849-1,以及 IEC 60204-1 關於機械無線控制的規定,並搭配 ISO/TS 15066 的協作機器人指引。接著處理無線電認證、IEC 60068 的跌落與環境試驗順序及防護等級,最後以電芯的 IEC 61951-2、IEC 62133-2 與 UN 38.3 收尾。本文說明低電量與斷鏈行為如何被驗證為安全功能,以及為何提供完整、可按批次追溯之 NiMH 文件的供應商能強化示教器的安全論證,並簡化備用電池的全球運輸。
ISO 10218-1 規定工業機器人本身的安全要求,ISO 10218-2 規定機器人系統及其整合,定義了教示與自動模式、安全防護空間工作流程、降低的教示速度,以及教示模式下的動作必須由致能裝置閘控的要求。協作應用再加上 ISO/TS 15066。示教器作為此系統的一部分接受評估:其模式選擇、致能邏輯與急停必須滿足標準的保護措施要求。
製造商指引說明了其中細節——協作機器人手冊明確把三位置致能示教器對應到 ISO 10218-2,並把示教器急停描述為停止類別 1,在受監控的靜止狀態下切斷致動器電源,同時警告未具安全評級的模式鑰匙開關不得視為功能安全元件。電池設計必須在任何充電狀態下支援所有這些功能。

三位置致能裝置遵循 IEC 60947-5-8,放開、中間與完全按下三個位置產生停止—致能—停止邏輯;急停遵循 ISO 13850,並依 IEC 60204-1 的停止類別實現。在無線示教器上,這些機械與電氣功能由安全輸入級讀取,並經由具安全等級的通訊關係傳輸,因此其完整性只等同於承載它們的鏈路。
測試驗證放開或過握致能裝置、或按下急停,即使在最壞情況的電池條件下(低充電狀態、同時的無線發射峰值與低溫)也會產生所需的停止,因為一條偏偏在電池虛弱時失效的停止指令是危險的潛在故障。
控制系統的安全相關部件——致能輸入、急停、無線安全電報與依賴電池的安全供電——依 ISO 13849-1 被賦予要求的性能等級,並考量冗餘、診斷涵蓋率與危險失效平均時間。IEC 60204-1 關於無線控制的規定要求對通訊鏈路丟失有定義好的回應(典型為在看門狗時間內未收到有效指令即自動停止),以及防止來自其他發射器非預期操作的措施。
電池作為安全通道的供電元件進入此分析:它必須保證傳送停止訊號並在定義時間內維持鏈路的能量,而其低電量行為是一項具自身診斷涵蓋率的安全功能。一個獨立、受監控的安全備援——第二篇的設計——才讓安全論證能主張確定性行為,而非依賴未受監控的電芯。第一張動畫圖把這套標準堆疊分層;第二張則排序認證活動。
無線示教器同時也是無線電設備,必須滿足其市場的無線電設備法規——歐盟無線電設備指令 2014/53/EU 與其他地區的等效制度——涵蓋頻譜高效使用、無線電的 EMC 與電氣安全,以及與工廠 Wi‑Fi 和其他無線控制的共存。安全鏈路就延遲、電報丟失與重新連線進行驗證,證明最壞情況的干擾會觸發安全停止,而不是一條延遲或受損的動作指令。
由於無線電是一個大型突發性負載,無線電符合性測試在電池最壞情況下執行,以確認發射峰值不會造成可能被誤認為斷鏈的供電復位,從而把電芯的內阻行為直接與一次乾淨的無線電認證綁定。

一個被摔落、用力握持、在整個工廠車間使用的手持裝置,溫度、振動、碰撞與自由落體遵循 IEC 60068,適合環境的防護等級遵循 IEC 60529。電池包在這些跌落與熱循環中受測,以確認電芯保持固定、焊點與連接器完好,且沒有膨脹、漏液或安全供電中斷。IEC 61000 系列的 EMC 耐受性應用於整台示教器。
這些測試刻意在示教器以 NiMH 電池包於低電量與極端溫度下運轉時重複——這對無線電與安全反應都是最壞情況——以便把強固性與功能安全證據一併收集,而不是用一台會美化裝置的台架電源。
密閉式 NiMH 電芯自帶技術檔案:容量、充電保持、耐久與內阻的 IEC 61951-2 性能測試,並補上配合示教器工作循環的高倍率脈衝與寬溫數據;充電、強制放電、外部短路、振動、衝擊、自由落體、熱濫用、擠壓與電池包級故障下的 IEC 62133-2 安全要求;以及 UN 38.3 運輸測試——據此,非鋰的 NiMH 備用包適用比鋰電備品更簡單的規則,這對全球機器人整合商的服務機隊是一項實際優勢。
最終技術檔案整合了 ISO 10218 機器人安全分析、IEC 60947-5-8 與 ISO 13850 證據、ISO 13849-1 性能等級論證(含依賴電池的安全供電與斷鏈行為)、無線電與 EMC 認證、在電池最壞情況下取得的 IEC 60068 與 IEC 60529 結果,以及三份電池文件。供應商若提供匹配、耐濫用的 NiMH 電芯,附上完整文件並支援低電量與斷鏈安全測試,就從該檔案中移除了最不確定的要素,讓示教器製造商能認證出一台操作員在移動機器人一臂之遙的安全距離外可放心信任的無線教示裝置。
Weijiang Power 專為偏遠、離網與安全相關設備,設計並製造密封式鎳氫電芯及相互匹配的工業電池組,並以 IEC 61951-2 性能檔案、IEC 62133-2 安全證據、脈衝負載特性量測、寬溫度範圍測試以及充電器/電池組共同驗證,支援 OEM 合作夥伴。請告訴我們您的工作循環、峰值電流、溫度範圍、續航目標,以及產品必須符合的標準,我們的工程師就會為您指定一套能兼顧續航、可靠性與使用壽命的電芯+電池組組合。請至產品頁查看完整系列。