眾所周知，工業機器人系統特別是當其在處理大型工件時，可能具有一個大范圍的運動空間。

為了適應機器人系統的最大運動范圍，系統周圍的機械式防護裝置便需要擴大保護范圍，用以保證機器人執行任務時不會與周邊防護產生干涉。

顯然，以這樣的理念設計的防護結構可能造成資源的極度浪費。如果能應用合理的、滿足操作需求的運動限制，我們不僅能夠有效地提高利用率，同時也為操作人員增加了一道安全的屏障。

工業機器人的運動范圍很大

限定空間的建立

機器人系統的限定空間，主要基于周邊的機械式防護來建立。

在考慮機器人的位置、布局并提前評估防護空間內部的危險后再進行機械式防護的空間設計，是比較建議的流程。設計環節中，除了要考慮機器人自身外，還要綜合考慮末端執行器、夾具和工件的運動等因素。

限定的空間盡量與操作空間進行匹配，用以最大化提高利用率。

建立機器人的限定空間

限制運動的方法

限制機器人的運動主要分為兩類：機械式和非機械式限位。

■ 機械硬限位

機械式的硬限位用以在物理上約束機器人不超出指定的界限。由于這種類型的限位會與機器人產生物理接觸，因此需要特別注意：使用這樣的限位方式，應當保證在碰撞后限位部分不會產生物理形變。

高強度的圍欄作為硬限位

■ 軸及空間的安全軟限位

這是一種非機械式的軟限位，由內置的軟件來確定機器人的運動極限。軸限位能夠約束機器人的軌跡；空間限位可以確定專有區域的幾何形狀。

由于這種類型的限位是由軟件進行設定，因此修改參數的權限也應當受到密碼的嚴格保護。

軟件中的安全邊界設定

■ 結合傳感器的外部限位裝置

另外一種非機械式的限位是通過使用外部的傳感器，例如安全的接近開關、非接觸式編碼開關，甚至安全光幕所構成的虛擬屏障，在這些外部傳感器接收到超限的邏輯響應時，主動激活機器人的安全停止信號。

以上兩種非機械式的限位裝置，由于原理上通過邏輯系統進行控制，因此需要額外考慮機器人的停止響應距離。

使用傳感器設置虛擬屏障