BS EN ISO 10218——工业机器人安全要求标准系列

Robots and Robotic Devices — Safety Requirements for Industrial Robots(BS EN ISO 10218 系列)

🤖 BS EN ISO 10218 系列是关于工业机器人安全要求的英国标准,由 ISO/TC 184(自动化系统与集成)与 CEN/TC 310(先进自动化技术及其应用)联合制定,英国通过 BSI 的 AMT/-/2(机器人及机器人装置)分委会参与。工业机器人是制造业自动化的核心装备,其运动范围大、速度快、载荷高,对操作与维护人员构成严重安全风险。本系列为机器人本体及其系统集成的安全设计、风险评估、防护与验收提供了统一要求,并支持欧盟机械指令的基本健康与安全要求。

💡 机器人安全的核心是”风险为本”:从风险评估出发,通过本质安全设计、安全防护装置与使用信息三层措施,将风险降至可接受水平。ISO 10218 正是这一思路的标准化体现。

一、系列概述与适用范围 📌

本系列适用于工业机器人及其集成系统,分为两个分部:Part 1 针对机器人本体,规定机器人制造商应满足的安全要求(如安全功能、限位、急停、安全相关控制系统的性能);Part 2 针对机器人系统与集成,规定系统集成商在将机器人整合为完整工作站(含外围设备、围栏、安全防护与协作模式)时应满足的安全要求。

标准明确了机器人制造商与系统集成商之间的责任分工:机器人本体由制造商按 Part 1 提供;系统的风险评估、安全防护设计与最终安全确认由集成商按 Part 2 完成,并协同操作者共同保障安全。

⚠️ 机器人本体的”安全”不等于整站的”安全”。只有将机器人、末端执行器、外围设备、围栏防护与人机交互作为一个整体进行风险评估,才能真正保障人员安全。

二、系列构成与技术要点 🧱

标准分部中文主题责任主体关键内容
BS EN ISO 10218-1:2011机器人本体安全要求机器人制造商安全功能、限位、急停、安全控制性能、标识
BS EN ISO 10218-2:2011机器人系统与集成系统集成商风险评估、围栏防护、安全防护装置、协作模式

两分部互为补充:Part 1 奠定机器人本体的安全基础,Part 2 将安全要求延伸到完整的机器人工作站,覆盖从单机到整线的安全责任链条。

三、机器人本体安全要求(Part 1) 🔬

3.1 安全功能

标准要求机器人具备必要的安全功能,如安全停止、安全防护停止、急停、限位(软/硬限位)以及安全相关控制系统的性能等级(如 PL d/e 或 SIL 2/3)。这些功能应通过可靠的安全控制回路实现,确保在异常情况下机器人能够安全停机。

3.2 安全相关控制性能

标准要求安全功能所依托的安全控制系统满足相应的性能等级要求,包括对故障检测、冗余结构、诊断覆盖率与平均危险故障时间等参数的评估,确保安全功能的可靠性与可验证性。

3.3 机械与电气安全

机器人本体应满足机械安全(如夹紧、剪切、碰撞防护)、电气安全(如防护等级、绝缘、接地)、液压/气动安全(如泄压、防坠落)以及人体工程学与维护安全要求,并按规定进行标识(如铭牌、警示标志)。

🚨 机器人急停与安全防护停止是最后一道防线。任何绕过安全装置、在围栏内进行示教或维护的行为,都必须严格执行上锁挂牌(LOTO)与双人监护等补充措施。

四、机器人系统与集成要求(Part 2) 🛠️

Part 2 将安全要求延伸到整个机器人工作站,主要包括:

  • 🔍 风险评估:集成商须对整个工作站进行风险评估,识别机器人、末端执行器、夹爪、外围设备及物料交互带来的危险。
  • 🔧 围栏与防护:设置物理围栏、安全光幕、安全门联锁等防护装置,防止人员进入机器人运动范围。
  • 📊 安全防护装置:按风险等级配置联锁、光栅、激光扫描仪、双手控制等安全防护装置,并满足相应安全性能等级。
  • 📋 协作模式:对人与机器人协作(如速度与分离监控、安全区域监控、限力模式)提出专门要求,确保协作场景下人员安全。
  • 🧩 验收与文件:完成安全确认与验收,提供使用说明书、风险评估报告与安全防护系统文件。

五、工程实践与应用 🏭

  • 🔍 焊接/搬运/装配工作站:按 Part 2 完成围栏防护与安全装置配置,实现安全与效率兼顾。
  • 🔧 协作机器人(Cobot):按协作模式要求(如限力、速度监控)设计安全防护,适用于人与机器人近距离协同作业。
  • 📊 改造与扩容:机器人系统改造或增加外围设备后,应重新进行风险评估并更新安全防护。
  • 📋 维护与示教:建立安全操作规程,进入围栏前执行 LOTO,示教时采用低速并保持安全距离。

六、常见问题解答 ❓

❓ 问:ISO 10218 与 ISO/TS 15066 是什么关系?
答:ISO 10218 规定工业机器人本体的通用安全要求;ISO/TS 15066 为协作机器人(人与机器人协作作业)提供更具体的要求,两者配合用于协作场景的安全设计。
❓ 问:机器人安全光栅与围栏如何选择?
答:根据风险评估确定危险区域与人员接近风险,选择物理围栏、安全光幕或激光扫描仪,并确保安全距离与性能等级满足要求。
🔍 问:协作机器人真的”安全”吗?
答:协作模式通过限力、速度与区域监控降低风险,但并非零风险;仍须结合风险评估、安全功能与操作规程,且需避免夹持、剪切等残余危险。
❓ 问:进入机器人围栏维护时应如何做?
答:执行上锁挂牌(LOTO)断电、确认安全装置有效、必要时使用安全防护停止或慢速示教,并有监护人员在场。
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