ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ГОСТР

60.1.2.2—

2016/

ИСО

10218-2:

2011

Роботы и робототехнические устройства

ТРЕБОВАНИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ

Часть 2

Робототехнические системы и их интеграция

(ISO 10218-2:2011, IDT)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2016

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Федеральным бюджетным учреждением «Консультационно-внедренческая фирма в области международной стандартизации и сертификации «Фирма «ИНТЕРСТАНДАРТ» совместно с Федеральным государственным автономным научным учреждением «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики» (ЦНИИ РТК) и ООО «Корпоративные электронные системы» (ООО «КЭЛС-центр») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии международного стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 459 «Информационная поддержка жизненного цикла изделий»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 ноября 2016 г. № 1657-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 10218-2:2011 «Роботы и робототехнические устройства. Требования безопасности для промышленных роботов. Часть 2. Робототехнические системы и их интеграция» (ISO 10218-2:2011 «Robots and robotic devices — Safety requirements for industrial robots — Part 2: Robot systems and integration», IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения наспюящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. №162-03 «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены наспюящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ. 2016

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии II

жения рисков, представленных данным интегрированным применением робототехнической системы. Особое внимание следует уделить случаям, когда ограждения удаляются с отдельных машин для того, чтобы добиться интегрированного применения системы.

Общая оценка рисков делает возможными систематический анализ и оценку рисков, связанных с робототехнической системой, на протяжении всего ее жизненного цикла (т. е. ввод в эксплуатацию, наладка, работа, техническое обслуживание, ремонт, вывод из эксплуатации).

За общей оценкой рисков следует, если необходимо, снижение рисков. Если данный процесс повторяется, то образуется итерационный процесс по устранению опасностей, насколько это будет практически оправданно, и снижению рисков с помощью применения мер защиты.

Общая оценка рисков включает:

-    определение границ робототехнической системы (см. 4.3.2);

-    идентификацию опасностей (см. 4.4);

-    расчет рисков;

-    оценку рисков.

4.3.2 Границы робототехнической системы

Интеграция робототехнической системы начинается с формирования спецификации ее использования по назначению и границ, описанных в ИСО 12100. ИСО 11161 и других применимых стандартах уровня С. Данная спецификация должна содержать, например, следующее:

a)    границы использования:

1)    описание функций использования по назначению и при реально предсказуемом неправильном использовании;

2)    описание разных режимов работы пользователя;

3)    анализ последовательности операций технологического процесса, включая вмешательства оператора;

4)    описание интерфейсов, инструмента и оборудования.

Примечание — Желательно, чтобы принимались во внимание стандарты уровня С. относящиеся к данным устройствам,

5)    подключения инженерных сетей;

6)    информацию, поставляемую изготовителем на основании ИСО 10218-1, включая принятые меры по снижению рисков;

7)    необходимые источники питания и их принадлежности;

8)    необходимые или ожидаемые навыки (компетенции) пользователей;

b)    границы пространств (описание размещения см. в 5.5):

1)    необходимый диапазон движений машины;

2)    необходимое пространство для установки и технического обслуживания:

3)    необходимое пространство для выполнения заданий оператора и других вмешательств человека;

4)    возможности по реконфигурированию (ИСО 11161);

5)    необходимый доступ (см. 5.5.2);

6)    фундамент;

7)    необходимое пространство для доставки и удаления устройств или оборудования.

c)    временные ограничения:

1)    установленный срок службы машин и их компонентов (сменных деталей, инструмента и т. д.);

2)    маршрутные карты технологических процессов и согласования по времени;

3)    рекомендуемые интервалы между техническими обслуживаниями:

d)    другие ограничения;

1)    связанные с окружающей средой (температура, использование внутри или вне помещений. стойкость по отношению к пыли и влаге и т. д );

2)    необходимый уровень чистоты для использования по назначению и внешней среды;

3)    свойства обрабатываемых материалов;

4)    вредные окружающие среды;

5)    усвоенные уроки, т. е. изучение и сравнение, включая имеющиеся отчеты о несчастных случаях и происшествиях, подобных действий и систем.

Примечание — Другие национальные стандарты и местные законы также могут предоставить важную информацию об источниках энергии и требованиях по безопасной эксплуатации и установке

6

ГОСТ P 60.1.2.2—2016

4.4    Идентификация опасностей

4.4.1    Общие положения

Перечень существенных опасностей для роботов и робототехнических систем, приведенный в приложении А. является результатом идентификации опасностей и общей оценки рисков, выполненных в соответствии с ИСО 12100.

Другие опасности (например, пары. газы, химикаты и горячие объекты) могут возникать при конкретных применениях (например, сварка, лазерная резка, механообработка) и при взаимодействии робототехнической системы с другими машинами (например, раздавливание, скалывание, удар). Данные виды опасностей должны рассматриваться индивидуально при общей оценке рисков для конкретного применения

4.4.2    Идентификация задания

Для того чтобы определить возможное возникновение опасных ситуаций, необходимо идентифицировать задания, которые должны быть выполнены операторами робототехнической системы и связанного с ней оборудования. Интегратор должен идентифицировать и документировать данные задания. Должны быть проведены обсуждения с пользователем для того, чтобы быть уверенным в том. что все реально предсказуемые опасные ситуации (комбинации заданий и опасностей), связанные с роботизированным модулем, идентифицированы, включая косвенные взаимодействия (например, люди, у которых нет заданий, связанных с данной системой, но подвергающиеся опасностям, связанным с данной системой). К таким заданиям относятся, но не ограничиваются ими. следующие:

a)    управление и мониторинг технологического процесса;

b)    загрузка обрабатываемых деталей:

c)    программирование и верификация программ;

d)    короткое вмешательство оператора, не требующее разборки;

e)    наладка (например, изменение положения фиксаторов, замена инструмента);

0 поиск и устранение неисправностей;

д) устранение нарушений работоспособности (например, заедание оборудования, падение деталей. восстановление после происшествий и ненормальные условия);

h)    контроль за накопленной опасной энергией (включая фиксаторы, зажимы, поворотные столы и другое оборудование);

i)    техническое обслуживание и ремонт;

j)    очистка оборудования.

4.5    Устранение опасностей и снижение рисков

После идентификации опасностей необходимо оценить риски, связанные с робототехнической системой, перед тем как применять подходящие меры для адекватного снижения рисков. Меры по снижению риска основываются на следующих фундаментальных принципах:

a)    устранение опасностей с помощью надлежащей конструкции или снижение связанного с ними риска с помощью замены;

b)    применение ограждений с целью предотвращения попадания оператора в опасные ситуации или обеспечения того, чтобы опасные ситуации переходили в безопасное состояние прежде, чем оператор столкнется с ними;

c)    обеспечение дополнительных мер защиты, таких как информация по использованию, обучение. предупреждающие символы и сигналы, персональные защитные приспособления и т. д.

Требования, установленные в разделе 5. были сформулированы в результате итерационного процесса по применению мер снижения рисков в соответствии с ИСО 12100 к опасностям, указанным в приложении А Интегратор должен обеспечить адекватное снижение рисков, идентифицированных при общей оценке рисков, с помощью применения требований из раздела 5. Если риски не снижены в достаточной мере, то должны быть применены дополнительные меры по снижению рисков до тех пор. пока риски не будут снижены в достаточной степени.

5 Требования безопасности и меры защиты

5.1 Общие положения

Интеграция робототехнических систем и роботизированных модулей должна соответствовать требованиям настоящего стандарта. Кроме того, роботизированный модуль или роботизированная линия должны быть спроектированы в соответствии с принципами, изложенными в ИСО 12100, для тех

7

опасностей, которые не рассмотрены в настоящем стандарте (например, острые кромки). Конструкция робототехнической системы должна соответствовать эргономическим принципам для обеспечения того, чтобы с ней было удобно работать и обслуживать. Робототехническая система должна быть спроектирована так. чтобы обслуживающий персонал не подвергался опасностям.

Примечания

1    Не все опасности, идентифицированные в настоящем стандарте, относятся к любой робототехнической системе, а также уровень риска, связанного с конкретной опасной ситуацией, не одинаков для разных робототехнических систем

2    Рекомендуемые методы верификации требований, установленных в данном разделе, определены в разделе 6

5.2 Характеристики связанной с безопасностью системы управления

(аппаратные средства и программное обеспечение)

5.2.1    Общие положения

Связанные с безопасностью системы управления (электрические, гидравлические, пневматические и программные) должны соответствовать 5.2.2, если только при общей оценке рисков не было установлено, что более подходящим является альтернативный критерий качества, представленный в 5.2.3. Характеристики связанных с безопасностью систем управления робототехнической системы и любого установленного оборудования должны быть четко указаны в информации по использованию.

Примечание — Связанные с безопасностью системы управления могут также называться связанными с безопасностью частями систем управления (СБЧ/СУ).

В настоящем стандарте характеристики связанных с безопасностью систем управления определены с помощью:

-    уровней эффективности защиты (УЭЗ) и категорий, установленных в ИСО 13849-1:2006. 4.5.1;

-    уровней полноты безопасности (УПБ) и требований к отказоустойчивости аппаратного обеспечения, установленных в МЭК 62061:2005, 5.2.4.

Эти два стандарта определяют функциональную безопасность, используя похожие, но разные методы. Требования этих стандартов должны применяться к соответствующим связанным с безопасностью системам управления, для которых они предназначены. Конструктор может выбрать для применения любой из этих стандартов. Данные и критерии, необходимые для определения характеристик связанных с безопасностью систем управления, должны быть приведены в информации по использованию.

Примечание — Сравнение ИСО 13849-1 и МЭК 62061 приведено в ИСО/ТО 23849

Другие стандарты, предлагающие требования к альтернативным характеристикам, например к характеристике «надежность управления», используемой в Северной Америке, также могут быть использованы. При использовании таких альтернативных стандартов при проектировании связанных с безопасностью систем управления должен быть обеспечен эквивалентный уровень снижения рисков.

Любой сбой в связанной с безопасностью системе управления должен приводить к остановке категории 0 или 1 в соответствии с МЭК 60204-1.

5.2.2    Требования к характеристикам

Связанные с безопасностью части систем управления должны быть спроектированы так. чтобы они соответствовали УЭЗ = d с категорией конструкции 3. как определено в ИС0 13849-1 2006. или УПБ 2 с уровнем отказоустойчивости аппаратного обеспечения 1 и интервалом между контрольными испытаниями не менее 20 лет. как определено в МЭК 62061:2005

В частности, сказанное выше означает следующее:

a)    одиночный сбой в любой из этих частей не должен приводить к потере функции безопасности;

b)    в случаях, когда это практически целесообразно, одиночный сбой должен быть выявлен при или перед следующим обращением к функции безопасности;

c)    если произошел одиночный сбой, то всегда выполняется функция безопасности, а безопасное состояние должно поддерживаться до тех пор. пока выявленный сбой не будет исправлен;

d)    все реально предсказуемые сбои должны выявляться.

Требования перечислений a)—d) считаются эквивалентными категории конструкции 3. определенной в ИСО 13849-1:2006.

Примечание — Требование выявления одиночного сбоя не означает, что все сбои будут выявлены Следовательно, накопление невыявленных сбоев может привести к непланируемой реакции и опасной ситуации в машине

8

ГОСТ P 60.1.2.2—2016

5.2.3    Другие рабочие характеристики системы управления

По результатам тщательной общей оценки рисков, выполненной для робототехнической системы, и ее применения по назначению может быть определено, что для данного применения подходят характеристики связанной с безопасностью системы управления, отличающиеся от характеристик, определенных в 5.2.2.

Выбор одной из таких отличающихся рабочих характеристик, связанных с безопасностью, должен быть особо отмечен, и соответствующие ограничения и предупреждения должны быть включены в информацию по использованию, поставляемую с оборудованием, к которому относится данный выбор.

5.3    Конструкция и установка

5.3.1    Условия окружающей среды

Робототехническая система и меры защиты роботизированного модуля должны быть спроектированы с учетом условий окружающей среды, таких как температура, влажность, электромагнитные помехи, освещение и т. д. При этом могут быть выдвинуты некоторые требования к окружающей среде из-за наличия технических ограничений.

Робот, робототехническая система и компоненты роботизированного модуля должны быть выбраны так. чтобы выдерживать ожидаемые условия эксплуатации и внешней среды.

5.3.2    Размещение органов управления

Органы оперативного управления и связанное с ними оборудование (например, сварочный контроллер. пневмораспределители и т. д ), к которым требуется доступ во время автоматической работы, должны быть расположены вне защищенного пространства, чтобы человек, работающий с ними, находился за его пределами. Органы управления и оборудование должны быть расположены и спроектированы так. чтобы обеспечить ясную видимость ограниченного пространства робота.

5.3.3    Органы управления приводами

Органы управления приводами должны соответствовать требованиям МЭК 60204-1. а их конструкция — требованиям ИСО 10218-1. Робототехническая система не должна реагировать на любые внешние дистанционные команды или условия, которые могут вызвать возникновение опасных ситуаций.

5.3.4    Требования к питанию

Все источники энергии робота и другого оборудования (например, пневматической, гидравлической. механической, электрической) должны соответствовать требованиям, установленным изготовителями машин и их компонентов. Электрические установки должны соответствовать требованиям МЭК 60204-1. Гидравлические установки должны соответствовать требованиям ИСО 4413. а пневматические— ИСО 4414

5.3.5    Требования к эквипотенциальному соединению/заземлению

Защитные и функциональные соединения должны соответствовать требованиям МЭК 60204-1.

5.3.6    Изоляция источников энергии

Должны быть обеспечены средства для изоляции опасных источников энергии, чтобы не подвергать опасности обслуживающий персонал. Данные средства должны быть заблокированы и/или защищены только при выключенном питании.

Робототехническая система должна иметь единое устройство отключения питания для каждого типа источника энергии. Для систем с большим числом роботов или больших установок может потребоваться несколько устройств отключения питания для каждого вида энергии. Диапазон управления для каждого из таких устройств должен быть четко указан поблизости от рукоятки отключающего устройства (например, в виде надписи или символа).

Примечание — Энергия в источниках может быть электрической, механической, гидравлической, пневматической. химической, термальной, потенциальной, кинетической и т. д

5.3.7    Управление накопленной энергией

Должны быть обеспечены средства для контроля и/или управляемого выпуска накопленной опасной энергии. Должна быть нанесена метка, указывающая на опасность от данной накопленной энергии.

Примечания

1    Источниками накопленной энергии могут быть аккумуляторы воздушного или гидравлического давления, конденсаторы, аккумуляторы, пружины, противовесы, маховики, гравитация ит д.

2    Нависающая степень подвижности может создать значительную опасность в зависимости от частоты и длительности нахождения вблизи нее (например, стояние под манипулятором робота при регулировке) Желательно. чтобы механические блокирующие или удерживающие системы управления, разработанные для защиты

людей, подвергающихся опасности от накопленной опасной анергии, имели характеристики, определенные в 5 2 2 или 5 2 3 в зависимости от результатов общей оценки рисков

5.3.8 Функции остановки робототехнической системы или роботизированного модуля

5.3.8.1    Общие положения

Любые робототехнические системы или роботизированные модули должны иметь функцию защитной остановки и независимую функцию аварийной остановки. Эти функции должны иметь возможность подключения дополнительных устройств защитной или аварийной остановки.

5.3.8.2    Функция аварийной остановки

Каждый пульт управления, способный инициировать движение или другие опасные функции, должен иметь инициируемую вручную функцию аварийной остановки, которая соответствует требованиям МЭК 60204-1 и ИСО 13850.

Приведение в действие функции аварийной остановки должно останавливать движение всех роботов и другие опасные функции в роботизированном модуле или на интерфейсе между модулями и другими областями рабочего пространства.

Робототехнические системы должны иметь единую функцию аварийной остановки, действующую на все части системы. В случае более крупных систем (например, состоящих из нескольких роботов или нескольких роботизированных модулей) может потребоваться разделение диапазона управления. В подобных случаях диапазон управления должен быть установлен в соответствии с требованиями задания (или заданий), которое должно быть выполнено, или характеристиками системы (например, конструкция оборудования, расположение защитного ограждения). Диапазон управления должен быть четко обозначен вблизи устройства аварийной остановки (например, в виде текста или символа).

Если ограниченные пространства двух или более роботов перекрываются либо если два или более роботов находятся в общем защищенном пространстве, то данное пространство должно быть одним рабочим пространством. Все устройства аварийной остановки для рабочего пространства должны иметь одинаковую зону контроля.

Зона контроля может охватывать несколько рабочих пространств. Информация по использованию должна содержать данные о зоне контроля для каждого устройства аварийной остановки.

Функции аварийной остановки робототехнической системы должны оставаться действующими даже в том случае, если пульт управления не работает.

Выбор функции остановки категории 0 или 1 в соответствии с МЭК 60204-1 должен быть определен на основании общей оценки рисков.

Функция аварийной остановки должна соответствовать по крайней мере требованиям из 5.2.2. если только при общей оценке рисков не было определено, что более подходящим является другой критерий.

Примечание — Некоторые цепи защитных остановок автоматически блокируются в ручном режиме и не могут подходить для подключения устройств аварийной остановки

В том случае, если в системе управления имеется выходной сигнал аварийной остановки, то:

-    данный выходной сигнал должен продолжать выдаваться при отключении питания робототехнической системы, или

-    если данный выходной сигнал не выдается при отключении питания робототехнической системы. то должен генерироваться сигнал аварийной остановки.

5.3.8.3    Защитная остановка

Робототехническая система должна иметь одну или несколько функций защитной остановки, разработанных для подключения внешних защитных устройств. Выбор функции остановки категории 0 или 1 в соответствии с МЭК 60204-1 должен быть определен на основании общей оценки рисков.

Остановка категории 2 может быть применена в том случае, если внешняя система силового привода соответствует МЭК 61800-5-2.

Данная функция защитной остановки должна вызывать остановку движения всей робототехнической системы и прекращение выполнения любых других опасных функций, управляемых данной робототехнической системой. Данная остановка может быть инициирована вручную или с помощью управляющей логики.

Характеристики функции защитной остановки должны соответствовать требованиям, установленным в 5.2.2 или 5.2.3.

ГОСТ P 60.1.2.2—2016

5.3.9    Выключение сопряженного оборудования

Робототехническая система должна быть установлена так. чтобы выключение сопряженного с ней оборудования не создавало опасности или опасного состояния.

5.3.10    Требования к рабочему органу (инструменту на конце манипулятора)

Рабочие органы должны быть сконструированы и спроектированы так, чтобы:

a)    отключение или изменение подачи энергии (например, электрической, гидравлической, пневматической, вакуумной) не вызывало высвобождения груза, которое могло бы создать опасную ситуацию;

b)    статические и динамические силы, создаваемые совместно грузом и рабочими органами, находились в пределах грузоподьемности и динамических характеристик робота;

c)    концевая площадка кисти (монтажный фланец) и присоединяемые к ней принадлежности правильно стыковались (соединялись);

d)    присоединяемые инструменты были надежно закреплены при использовании;

e)    отсоединение инструмента происходило только в предназначенных для этого местах или при особых контролируемых условиях, если данное отсоединение может привести к опасной ситуации;

0 рабочий орган выдерживал воздействие ожидаемых усилий на протяжении срока службы.

Когда это осуществимо, питание может подаваться на рабочие органы для поиска неисправностей без передачи кинетической энергии на приводы робота.

Примечание — Данная возможность может быть полезной опцией, предоставляемой изготовителями роботов Однако она не является обязательным требованием в ИСО 10218-1

Информация по использованию должна содержать намеченный срок службы рабочих органов, основанный на предполагаемых параметрах при нормальной работе, в том случае, если отказ рабочего органа может создать потенциально опасные условия.

До начала работы робототехнической системы центральная точка инструмента (ЦТИ) робота должна быть отрегулирована с помощью компенсационных средств, предоставленных изготовителем робота. При этом должны быть предприняты меры по предотвращению создания опасных условий (например. использование механически защищенных пневматических и вакуумных шлангов и самофикси-рующихся устройств, таких как подпружиненные дополнительные фиксаторы).

5.3.11    Процедура аварийного восстановления

Информация по использованию должна содержать подробные инструкции по устранению неисправностей связанного с робототехнической системой оборудования наряду с инструкциями изготовителя робота по аварийному или аномальному перемещению робота без питания приводов. Если при этом требуются предупреждающие знаки или надписи, то они должны быть нанесены либо предоставлены инструкции по их нанесению.

5.3.12    Предупреждающие знаки

Если видимость предупреждающих знаков на роботе или другом оборудовании системы затрудняется при установке или интеграции, то должны быть обеспечены другие предупреждающие средства с аналогичной эффективностью (например, нанесение других предупреждающих знаков на видимых местах).

5.3.13    Освещение

Необходимый уровень освещения рабочего пространства должен быть определен и специфицирован в информации по использованию.

Робототехническая система должны быть снабжена встроенным освещением для нормальной работы, если его отсутствие может создать риск, несмотря на общее освещение нормальной интенсивности. Робототехническая система должна быть сконструирована и построена так. чтобы не существовало ни затененных зон. способных вызвать неудобство, ни раздражающего ослепляющего света, ни опасного стробоскопического эффекта на движущихся частях из-за освещения. Внутренние элементы, требующие частой проверки и регулировки, а также зоны технического обслуживания должны быть обеспечены достаточным освещением. Уровень освещенности в зонах, требующих частой проверки и регулировки, должен быть не менее 500 лк (см. ИСО 8995-1).

Примечание — К зонам, для которых важно освещение, относятся рабочие места, места подачи материальных объектов и т д

5.3.14    Опасности, связанные с применением

При интеграции робототехнической системы необходимо также учитывать опасности, связанные с данным применением (например, наличие паров, газов, химикатов, горячих объектов), которые

11

ГОСТ P 60.1.2.2—2016

Содержание

1    Область применения..................................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................................1

3    Термины и определения...............................................................3

4    Идентификация опасностей и общая оценка рисков........................................4

4.1    Общие положения................................................................4

4.2    Проектирование размещения.......................................................5

4.3    Общая оценка рисков..............................................................5

4.4    Идентификация опасностей........................................................7

4.5    Устранение опасностей и снижение рисков............................................7

5    Требования безопасности и меры защиты................................................7

5.1    Общие положения................................................................7

5.2    Характеристики связанной с безопасностью системы управления

(аппаратные средства и программное обеспечение).......................................8

5.3    Конструкция и установка...........................................................9

5.4    Ограничение движения робота.....................................................12

5.5    Размещение....................................................................14

5.6    Применение режимов работы робототехнической системы..............................15

5.7    Выносные пульты управления......................................................18

5.8    Техническое обслуживание и ремонт................................................19

5.9    Интерфейс с интегрированной производственной системой (ИПС).......................20

5.10    Обеспечение безопасности.......................................................21

5.11    Совместная работа робота с человеком.............................................28

5.12    Ввод в эксплуатацию робототехнических систем.....................................31

6    Верификация и валидация требований безопасности и мер защиты..........................32

6.1    Общие положения...............................................................32

6.2    Методы верификации и валидации..................................................32

6.3    Необходимая верификация и валидация.............................................32

6.4    Верификация и валидация защитного оборудования...................................33

7    Информация по использованию........................................................33

7.1    Общие положения...............................................................33

7.2    Руководство пользователя.........................................................34

7.3    Маркировка.....................................................................37

Приложение А (справочное) Список существенных опасностей...............................38

Приложение В (справочное) Взаимосвязь стандартов, относящихся к защитных устройствам......42

Приложение С (справочное) Обеспечение безопасности мест подачи

и выдачи материальных объектов...........................................43

Приложение D (справочное) Работа нескольких деблокирующих устройств.....................46

Приложение Е (справочное) Возможные применения роботов, работающих совместно

с человеком.............................................................47

Приложение F (справочное) Наблюдение за технологическим процессом.......................49

Приложение G (обязательное) Средства верификации требований и мер

по обеспечению безопасности..............................................52

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

национальным стандартам Российской Федерации...........................67

Библиография........................................................................69

Введение

Стандарты комплекса ГОСТ Р 60 распространяются на роботы и робототехнические устройства. Их целью является повышение интероперабельности роботов и их компонентов, а также снижение затрат на их разработку, производство и обслуживание за счет стандартизации и унификации процессов, интерфейсов и параметров.

Стандарты комплекса ГОСТ Р 60 представляют собой совокупность отдельно издаваемых стандартов. Стандарты данного комплекса относятся к одной из следующих тематических групп: «Общие положения, основные понятия, термины и определения». «Технические и эксплуатационные характеристики». «Безопасность». «Виды и методы испытаний». «Механические интерфейсы». «Электрические интерфейсы». «Коммуникационные интерфейсы». «Методы программирования». «Методы построения траектории движения (навигация)». «Конструктивные элементы». Стандарты любой тематической группы могут относиться как ко всем роботам и робототехническим устройствам, так и к отдельным группам объектов стандартизации — промышленным роботам в целом, промышленным манипуляционным роботам. промышленным транспортным роботам, сервисным роботам в целом, сервисным манипуляционным роботам и сервисным мобильным роботам.

Настоящий стандарт относится к тематической группе «Безопасность» и распространяется на все промышленные роботы и робототехнические устройства. Он идентичен международному стандарту ИСО 10218-1:2011, разработанному подкомитетом (ПК) 2 «Роботы и робототехнические устройства» Технического комитета (ТК) 184 ИСО «Системы автоматизации и их интеграция».

Примечание — С1 января 2016 года ИСОЯК 184/ПК 2 «Роботы и робототехнические устройства» преобразован в ИСОЯК 299 «Робототехника»

Настоящий стандарт был создан на основании понимания конкретных угроз, которые представляют промышленные робототехнические системы при их интеграции и установке в промышленные роботизированные модули и линии.

Опасности часто являются уникальными для конкретных робототехнических систем. Число и типы опасностей непосредственно связаны с природой процесса автоматизации и сложностью установки.

Риски, связанные с этими опасностями, изменяются в зависимости от типа используемого робота и его назначения, а также от методов, используемых при его установке, программировании, функционировании и обслуживании.

Учитывая разнообразную природу опасностей, связанных с применением промышленных роботов. настоящий стандарт содержит руководство по обеспечению безопасности при интеграции и установке роботов. Поскольку на безопасность при использовании промышленных роботов влияет конструкция конкретной робототехнической системы, то дополнительной, хотя и не менее важной, целью является создание руководств по проектированию, построению и информации по использованию робототехнических систем и роботизированных модулей. Требования к той части системы, которой является сам робот, определены в ИСО 10218-1.

Обеспечение безопасности робототехнических систем и роботизированных модулей зависит от взаимодействия разнообразных «заинтересованных сторон» — тех сторон, которые разделяют ответственность за конечную цель — создание безопасной производственной среды. Заинтересованными сторонами могут быть изготовители, поставщики, интеграторы и пользователи (сторона, ответственная за использование роботов), но все они преследуют достижение общей цели — создание безопасной машины (робота). Требования настоящего стандарта могут быть заданы для одной из заинтересованных сторон, но пересекающиеся области ответственности могут привлечь все заинтересованные стороны к выполнению одинаковых требований. При использовании настоящего стандарта заинтересованные стороны должны понимать, что все установленные требования могут относиться к ним, даже если эти требования непосредственно и не относятся к задачам конкретной заинтересованной стороны.

Настоящий стандарт дополняет ИСО 10218-1, который относится только к роботам. Настоящий стандарт содержит дополнительную информацию к ИСО 12100 и ИСО 11161, содержащую требования по идентификации и ответственности стандарта типа С относительно уникальных опасностей, возникающих при интеграции, установке и использовании промышленных роботов. Новые технические требования включают, но не ограничиваются, инструкции по применению новых требований из ИСО 10218-1 к характеристикам связанных с безопасностью систем управления, функциям остановки робота, деблокирующим устройствам, верификации программ, характеристикам беспроводного пульта управления.

ГОСТ P 60.1.2.2—2016

характеристикам взаимодействующего с человеком робота и изменениям конструкции в целях безопасности.

Настоящий стандарт наряду с ИСО 10218-1 является частью комплекса стандартов, относящихся к роботам и робототехническим устройствам. Другие стандарты охватывают такие вопросы, как интегрированные робототехнические системы, системы координат и движения со степенями свободы, общие характеристики, рабочие характеристики и соответствующие методы их тестирования, терминологию и механические интерфейсы. Необходимо отметить, что эти стандарты являются взаимосвязанными, а также связанными с другими международными стандартами.

Для облегчения восприятия настоящего стандарта используемые в нем термины «робот» и «робототехническая система» соответствуют терминам «промышленный робот» и «промышленная робототехническая система», определенным в ИСО 10218-1.

На рисунке 1 показана взаимосвязь областей применения машиностроительных стандартов, относящихся к робототехнической системе. Требования к одиночному роботу определены в ИСО 10218-1. а требования к робототехническим системам и роботизированным модулям определены в настоящем стандарте. В состав роботизированного модуля могут входить другие машины, подчиняющиеся своим стандартам уровня С, а робототехническая система может быть частью интегрированной производственной системы, определенной в ИСО 11161. которая, в свою очередь, может соответствовать требованиям других стандартов уровней В и С.

Рисунок 1 — Графическое представление взаимосвязей между стандартами, связанными с робототехнической системой/модулем

V

ГОСТ Р 60.1.2.2-2016/ ИСО 10218-2:2011

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Роботы и робототехнические устройства

ТРЕБОВАНИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ

Часть 2

Робототехнические системы и их интеграция

Robots and robotic devices Safety requirements for industrial robots Part 2 Robot systems and integration

Дата введения — 2018—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт определяет требования безопасности при интеграции промышленных роботов и промышленных робототехнических систем, определенных в ИСО 10218-1. а также роботизированных модулей. Интеграция распространяется на:

a)    проектирование, изготовление, установку, функционирование, техническое обслуживание и вывод из эксплуатации промышленной робототехнической системы или модуля:

b)    информацию, необходимую для проектирования, изготовления, установки, функционирования, технического обслуживания и вывода из эксплуатации промышленной робототехнической системы или модуля:

c)    устройства, входящие в состав промышленной робототехнической системы или модуля.

Настоящий стандарт определяет основные опасности и опасные ситуации, существующие для

данных систем, и устанавливает требования для устранения или необходимого снижения рисков, связанных с данными опасностями. Хотя считается, что шум является существенной опасностью для промышленных робототехнических систем, он не рассматривается в настоящем стандарте. Кроме того, настоящий стандарт определяет требования к промышленной робототехнической системе как части интегрированной производственной системы. В настоящем стандарте не рассматриваются специально опасности, связанные с технологическими процессами (например, лазерное излучение, отбрасываемая стружка, испарения при сварке). К таким опасностям, связанным с технологическими процессами, могут быть применены другие стандарты.

Настоящий стандарт не применим к непромышленным роботам, хотя основные принципы безопасности. установленные в ИСО 10218, могут быть использованы для других типов роботов.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты и документы (для датированных ссылок следует использовать указанное издание, для недатированных ссылок — последнее издание указанного документа, включая все поправки к нему).

Издание официальное

ИСО 4413 Безопасность оборудования. Требования безопасности к гидравпическим и пневматическим системам и компонентам. Гидравпика (ISO 4413. Hydraulic fluid power — General rules and safety requirements for systems and their components)

ИСО 4414 Безопасность оборудования. Требования безопасности к гидравлическим и пневматическим системам и компонентам. Пневматика (ISO 4414. Pneumatic fluid power — General rules and safety requirements for systems and their components)

ИСО 8995-1 Освещение рабочих мест. Часть 1. Внутреннее освещение (ISO 8995-1, Lighting of work places — Part 1: Indoor)

ИСО 9946 Промышленные манипуляционные роботы. Представление характеристик (ISO 9946, Manipulating industrial robots — Presentation of characteristics)

ИСО 10218-1 Роботы и робототехнические устройства. Требования по безопасности для промышленных роботов. Часть 1. Роботы (ISO 10218-1. Robots and robotic devices — Safety requirements for industrial robots — Part 1: Industrial robots)

ИСО 11161 Безопасность машин и механизмов. Интегрированные производственные системы. Основные требования (ISO 11161. Safety of machinery — Integrated manufacturing systems — Basic requirements)

ИСО 12100 Безопасность машин и механизмов. Общие принципы проектирования. Оценивание и снижение рисков (ISO 12100, Safety of machinery — General principles for design — Risk assessment and risk reduction)

ИСО 13849-1:2006 Безопасность машин и механизмов. Части систем управления, связанные с безопасностью. Часть 1. Общие принципы конструирования (ISO 13849-1:2006, Safety of machinery — Safety-related parts of control systems — Part 1: General principles for design)

ИСО 13850 Безопасность машин и механизмов. Установки аварийного выключения. Функциональные аспекты. Принципы (ISO 13850, Safety of machinery — Emergency stop — Principles for design)

ИСО 13854 Безопасность машин и механизмов Минимальные расстояния для предотвращения защемления человеческого тела (ISO 13854, Safety of machinery — Minimum gaps to avoid crushing of parts of the human body)

ИСО 13855 Безопасность машин и механизмов. Расположение защитных устройств с учетом скорости приближения частей тела человека (ISO 13855. Safety of machinery — Positioning of safeguards with respect to the approach speeds of parts of the human body)

ИСО 13856 (все части) Безопасность машин и механизмов. Защитные устройства, реагирующие на давление (ISO 13856 (all parts). Safety of machinery — Pressure-sensitive protective devices]

ИСО 13857 Безопасность машин и механизмов. Безопасные расстояния для предохранения верхних и нижних конечностей от попадания в опасную зону (ISO 13857. Safety of machinery — Safety distances to prevent hazard zones being reached by upper and lower limbs)

ИСО 14118 Безопасность машин и механизмов. Предотвращение неожиданного запуска (ISO 14118. Safety of machinery — Prevention of unexpected start-up)

ИСО 14119 Безопасность машин и механизмов. Блокировочные устройства, связанные с защитными устройствами. Принципы конструирования и выбора (ISO 14119. Safety of machinery — Interlocking devices associated with guards — Principles for design and Selection)

ИСО 14120 Безопасность машин и механизмов. Ограждения. Общие требования к проектированию и строительству стационарных и передвижных ограждений (ISO 14120, Safety of machinery — Guards — General requirements for the design and construction of fixed and movable guards)

ИСО 14122 (все части) Безопасность машин и механизмов. Средства доступа к машинам стационарные (ISO 14122 (all parts). Safety of machinery — Permanent means of access to machinery)

МЭК 60204-1:2009 Безопасность машин и механизмов. Электрооборудование машин и механизмов Часть 1. Общие требования (IEC 60204-1:2009. Safety of machinery — Electrical equipment of machines — Part 1: General requirements)

МЭК 61496-1 Безопасность машин и механизмов. Электрочувствительное защитное оборудование. Часть 1. Общие требования и испытания (IEC 61496-1, Safety of machinery — Electro-sensitive protective equipment — Part 1: General requirements and tests)

МЭК 61800-5-2 Системы силовых электроприводов с регулируемой скоростью. Часть 5-2. Требования функциональной безопасности (IEC 61800-5-2, Adjustable speed electrical power drive systems — Part 5-2: Safety requirements — Functional)

МЭК 62046 Безопасность машин и механизмов. Применение сенсорного оборудования для защиты персонала (IEC/TS 62046. Safety of machinery — Application of protective equipment to detect the presence of persons)

2

ГОСТ P 60.1.2.2—2016

МЭК 62061 2005 Безопасность машин и механизмов. Функциональная безопасность систем управления электрических, электронных и программируемых электронных, связанных с безопасностью (IEC 62061 2005. Safety of machinery — Functional safety of safety-related electrical, electronic and programmable electronic control systems)

3 Термины и определения

В настоящем документе применены термины и определения из ИСО 10218-1 и ИСО 12100. а также следующие термины и определения:

3.1    применение (application): Использование по назначению робототехнической системы, т. е. совокупность технологического процесса, задания и предназначения робототехнической системы.

Пример — Точечная сварка, окраска, сборка, укладка на поддоны.

3.2    взаимодействующий с человеком робот (collaborative robot): Робот, сконструированный для непосредственного взаимодействия с человеком в рамках определенного совместного рабочего пространства (3.3).

3.3    совместное рабочее пространство (collaborative workspace): Рабочее пространство, находящееся внутри защищенного пространства, где робот и человек могут выполнять работы одновременно в процессе производства.

3.4    пульт управления (control station): Часть робототехнической системы, содержащая одно или несколько управляющих устройств, предназначенных для включения и выключения функций данной системы или ее частей.

Примечание — Пульт управления может быть стационарным (например, панель управления) или переносным (например, подвесной пульт управления)

3.5    защитное ограждение (distance guard): Ограждение, которое не полностью охватывает опасную зону, но препятствует или снижает возможность доступа благодаря эффективности своих размеров и расстоянию от опасного пространства.

Пример — Пориметрооое ограждение или тоннельное ограждение.

3.6    интеграция (integration): Действие по объединению робота с другим оборудованием или другой машиной (включая другие роботы) для образования системы машин, способной выполнять полезную работу, например, изготавливать детали.

Примечание — Данное действие по построению системы машин может учитывать требования по установке данной системы

3.7    интегратор (integrator): Субьект. который проектирует, поставляет, изготавливает или собирает робототехнические системы или интегрированные производственные системы и отвечает за стратегию обеспечения безопасности, включая меры защиты, интерфейсы управления и взаимосвязи системы управления.

Примечание — Интегратором может быть изготовитель, сборщик, инженерная компания или пользователь

3.8

интегрированная производственная система; ИПС (integrated manufacturing system. IMS): Группа машин, работающих вместе скоординированным образом, связанных между собой транспортно-загрузочной системой, взаимосвязанных по управлению (т. е. системой управления ИПС). с целью изготовления, обработки, перемещения или упаковки дискретных деталей или сборочных единиц.

(ИСО 11161:2007. определение 3.1]

3.9    производственный роботизированный модуль (industrial robot cell): Одна или несколько робототехнических систем, включая связанные с ними машины, механизмы и оборудование, расположенные в защищенном пространстве с использованием мер защиты.

3.10    производственная роботизированная линия (industrial robot line): Несколько роботизированных модулей, выполняющих одинаковые или разные функции, и связанное с ними оборудование, расположенные в едином или сопряженных защищенных пространствах.

3.11    безопасное состояние (safe state): Состояние машины или элемента оборудования, при котором она не представляет неминуемой опасности.

3.12    одновременное движение (simultaneous motion): Движение двух и более роботов, находящихся в одно время под управлением одного пульта, которое координируется или синхронизируется путем общей математической корреляции.

3.13    пространство (space): Трехмерный объем.

3.13.1    рабочее пространство, операционное пространство (operating space, operational space): Часть ограниченного пространства (3.13.2), фактически используемая при движении робота по командам функциональной программы.

Примечание — Адаптировано из ИСО 8373:1994. определение 4 8 3

3.13.2    ограниченное пространство (restricted space): Часть максимального пространства в пределах ограничивающих устройств, устанавливающих границы, которые не могут быть нарушены роботом.

Примечание — Адаптировано из ИСО 8373:1994, определение 4 82

3.13.3    защищенное пространство (safeguarded space): Пространство, определенное периметром защитных средств.

3.14    валидация (validation): Подтверждение посредством предоставления объективных свидетельств того, что требования, предназначенные для конкретного применения, выполнены.

3.15    верификация (verification): Подтверждение посредством предоставления объективных свидетельств того, что установленные требования выполнены.

4 Идентификация опасностей и общая оценка рисков

4.1    Общие положения

4.1.1    Эксплуатационные характеристики роботов могут существенно отличаться от эксплуатационных характеристик других машин и оборудования вследствие следующих факторов:

a)    роботы способны осуществлять высокоэнергетические движения в большом операционном пространстве:

b)    начало движения и траектория перемещения руки робота трудно предсказуемы и могут изменяться. например, вследствие изменения требований к функционированию:

c)    рабочее пространство робота может перекрывать часть рабочего пространства других роботов или рабочие пространства других машин и связанного с ними оборудования;

d)    от операторов может потребоваться работа в непосредственной близости от робототехнической системы при поданном питании на приводы.

4.1.2    Необходимо идентифицировать опасности и оценить риски, связанные с роботом и его применением, перед тем как выбирать и проектировать необходимые меры защиты для адекватного снижения рисков. Технические меры для снижения риска основываются на следующих фундаментальных принципах:

a)    устранение опасностей с помощью надлежащей конструкции или их снижение с помощью замены;

b)    предотвращение попадания оператора в опасные ситуации или управление опасными ситуациями так, чтобы достичь безопасного состояния прежде, чем оператор столкнется с данной опасностью;

c)    снижение риска при вмешательстве в работу робота (например, обучением).

4.1.3    Реализация вышеизложенных принципов может включать:

a)    конструирование робототехнической системы так. чтобы задания выполнялись при нахождении оператора вне защищенного пространства:

b)    создание защищенного пространства и ограниченного пространства;

c)    обеспечение соответствия требованиям других стандартов, когда вмешательство в работу робота происходит внутри защищенного пространства.

4.1.4    Тип робота, его применение и его взаимосвязь с другими машинами и относящимся к ним оборудованием влияют на конструкцию и выбор мер защиты, которые должны соответствовать выполняемой работе и обеспечивать, если необходимо, безопасное выполнение обучения, задания уставок, технического обслуживания, верификации программ и операций по поиску и устранению неисправностей.

4

ГОСТ P 60.1.2.2—2016

4.2    Проектирование размещения

Проектирование размещения робототехнической системы и роботизированного модуля является важным процессом для устранения опасностей и снижения рисков. В процессе проектирования размещения необходимо учитывать следующие факторы.

a)    Установка физических ограничений (в трех измерениях) роботизированного модуля или линии, включая другие элементы большего модуля или системы (интегрированной производственной системы):

1)    масштаб и начало координат для моделирования размещения на эскизных чертежах;

2)    расположение и размеры компонентов в рамках доступных возможностей (масштабирование).

b)    Рабочие пространства, доступ и уборка:

1)    определение максимального пространства робототехнической системы, установка ограниченного и рабочего пространств и определение необходимости уборки вокруг препятствий, таких как строительные конструкции;

2)    направления движения (пешеходные проходы, маршруты для посетителей, перемещение материальных объектов за пределы защищенного периметра модуля или линии);

3)    доступ и безопасные проходы к службам поддержки (электричество, газ. вода, вакуум, гидравлика, вентиляция) и системам управления;

4)    доступ и безопасные проходы с целью эксплуатационного обслуживания, уборки, поиска и устранения неисправностей, технического обслуживания;

5)    кабели или другие опасности от скольжений, спотыканий и падений;

6)    кабельные лотки.

c)    Вмешательство оператора — размещение должно быть спроектировано так. чтобы задания, требующие вмешательства оператора, выполнялись извне защищенного пространства. Если это нереализуемо или при вмешательстве оператора требуются силовые перемещения машин, то должны быть обеспечены соответствующие деблокирующие устройства. Деблокирующие устройства могут быть сконструированы для управления:

1)    всем роботизированным модулем;

2)    пространством роботизированного модуля;

3)    отдельной машиной или оборудованием роботизированного модуля.

Примечание — Более подробная информация приведена в ИСО 12100

d)    Эргономика и человеко-машинный интерфейс:

1)    видимость выполняемых операций;

2)    понятность органов управления:

3)    четкая ассоциация органов управления с роботом:

4)    региональные традиции конструкции органов управления:

5)    расположение изделия относительно оператора;

6)    предсказуемое неправильное использование;

7)    совместная работа.

e)    Условия окружающей среды:

1)    вентиляция;

2)    искрение при сварке.

О Загрузка и разгрузка при смене обрабатываемых деталей или инструмента, д) Учесть наличие защищенного периметра.

h) Требования к устройствам аварийной остановки и их размещение, а также возможное разделение роботизированного модуля на пространства (например, локальной аварийной остановки или остановки всего модуля).

О Требования к деблокирующим устройствам и их размещение, j) Внимание к использованию по назначению всех компонентов.

При рисках необходимо определить дополнительное пространство за пределами ограниченного пространства, требуемое для создания защищенного пространства

4.3    Общая оценка рисков 4.3.1 Общие положения

Поскольку робототехническая система всегда интегрируется в конкретную среду, то интегратор должен выполнить общую оценку рисков для определения мер. необходимых для адекватного сни-

5