埃斯顿机器人的ESS 功能安全平台（ESTUN Safety Solution） 采用 **“纵深多级主动防护”架构，从外围区域监控 → 本体安全限制 → 关节级碰撞检测 → 安全回路硬冗余 → 越级安全控制 ** 五层闭环，实现从 “预警→减速→停止→断电” 的全链路主动防护，达到 PLd/Cat.3、SIL2 安全等级。
一、安全架构：五级主动防护体系
1. 外围级：安全区域主动监控（第一道防线）
分区防护逻辑（安全区→警戒区→危险区）
安全区：机器人全速运行（正常生产）
警戒区：人员 / 物体闯入 → 机器人自动减速（≤0.25m/s）
危险区：进一步靠近 → 立即安全停止（1 类停止）
外部感知设备
安全激光扫描仪（270°/30m）：动态区域划分、响应≤15ms
安全光栅 / 安全门：通道防护，光幕中断→急停
安全地垫 / 安全地毯：踩踏触发停机
通讯：支持 PROFIsafe 安全总线，与产线安全系统联动
2. 系统级：安全参数与模式限制（第二道防线）
安全限速（SSM）
自动模式：末端速度 **≤2m/s**（标准）
示教模式：强制安全低速 ≤ 0.25m/s
协作模式：≤0.3–1.2m/s 可调
安全位置 / 范围限制（SLS、SOS）
关节软限位、笛卡尔空间禁行区
超出边界→立即减速 + 停止
安全静止监控（SMS）
确认完全静止后才允许开门 / 手动干预
3. 本体级：碰撞检测与力控（第三道防线）
双重碰撞检测（工业 / 协作通用）
无传感器也能检测异常负载→快速减速停止
力阈值 0.5–50N 可调
响应时间 ≤0.05s，冲击力 ≤15N
关节扭矩传感器（协作标配）：
电流 / 位置偏差监测（工业机型）：
安全柔顺 / 力控（协作）
拖动示教、接触即停、力控急停
4. 回路级：双通道冗余硬件（第四道防线）
安全 IO 模块（Safety I/O）
所有急停、安全门、确认按钮均为双通道冗余
单路失效不影响安全功能、故障自检 + 报警
安全急停（ESTOP）
三处急停：控制柜 + 示教器 + 外部端子
响应 ≤20ms，1 类停止（可控减速后断电）
安全抱闸
每轴独立安全抱闸，断电 / 故障时立即锁轴
5. 控制级：越级安全控制器（终极防线）
独立安全 CPU（与运动 CPU 分离）
不依赖主控制器，直接越级控制驱动器与抱闸
主 CPU 失效时仍能执行安全停止、切断动力
安全监控全覆盖
12 项认证功能：安全急停、保护性停止、静止监控、工具速度监控、关节速度 / 位置监控、安全区域监控等
二、关键主动防护机制（细节）
1. 安全启动确认（Safety /confirm/iation）
安全门打开→关闭后，** 必须按 “确认按钮”** 才能重启自动模式
防止误开门后机器人突然启动
2. 多级停止响应
0 类停止：紧急→立即切断动力（抱闸锁死）
1 类停止：安全→可控减速→再断电（保护机械与工件）
2 类停止：监控→不停电、保持力矩、监控静止
3. 故障主动诊断与隔离
实时自检：传感器、安全 IO、通讯、驱动器
故障分级：警告→降速→停机→断电
报警代码明确，支持远程安全状态监控
4. 协作机器人增强安全（S 系列）
安全关节模组：双编码器 + 扭矩传感器 + 独立安全驱动
无围栏协作：符合 ISO/TS 15066，力控 + 视觉 + 区域三重防护
拖动示教：外力检测灵敏，0.5N 即可响应
三、安全标准与认证
功能安全：ISO 13849-1 PLd / Cat.3、SIL2
机器人安全：ISO 10218-1、EN 60204-1
协作安全：ISO/TS 15066
认证：TÜV 莱茵 CE、CR、CETlus（北美）
四、与传统安全对比：主动 vs 被动
传统：围栏 + 急停→被动、事后停机
埃斯顿 ESS：分区预警→减速→碰撞即停→冗余硬保护→越级控制→ 全程主动干预、风险前置抑制
五、典型应用场景
汽车焊装 / 涂装：区域防护 + 防爆 + 安全限速
3C 装配：协作无围栏 + 碰撞检测
打磨 / 去毛刺：粉尘防爆 + 力控 + 安全门
物流码垛：大负载 + 安全区域 + 外部安全设备联动
总结
埃斯顿 ESS 以 **“五层纵深 + 多级响应 + 硬件冗余 + 独立安全 CPU”实现真正的主动安全 **：不等到碰撞才停，而是提前预警、分级减速、多重冗余、越级保障，兼顾安全、效率、柔性。
