ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ГОСТР 60.1.2.1 — 2016/

ИСО

10218-1:

2011

Роботы и робототехнические устройства

ТРЕБОВАНИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ

Часть 1

Роботы

(ISO 10218-1:2011, ЮТ)

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 8 ноября 2016 г. № 1624-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 10218-1:2011 «Роботы и робот отехнические устройства. Требования безопасности для промышленных роботов. Часть 1. Роботы» (ISO 10218-1:2011 «Robots and robotic devices — Safety requirements for industrial robots — Pari 1: Robots», IDT).

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

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «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 настоящего 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

ГОСТ Р 60.1.2.1-2016/ИСО 10218-1:2011

5.2.6    Электромагнитная совместимость (ЭМС)

Конструкция и построение робота должны предотвращать опасные движения или ситуации из-за ожидаемого воздействия электромагнитных помех (ЭМП). радиочастотных помех (РЧП) и электростатического разряда (ЭСР).

Примечание — Информация по конструированию приведена в МЭК61000

5.2.7    Электрическое оборудование

Электрическое оборудование робота должно быть спроектировано и построено в соответствии с требованиями МЭК 60204-1.

5.3 Подвижные элементы управления

5.3.1    Общие положения

Подвижные элементы управления, которые инициируют подачу питания или движение, должны быть спроектированы и построены так, чтобы соответствовать требованиям, установленным в 5.3.2—5.3.5.

5.3.2    Защита от неумышленных действий

Подвижные элементы управления должны быть построены или расположены так. чтобы не допустить неумышленных действий. Например, могут быть использованы правильно сконструированные кнопки включения или клавишные селекторные переключатели, установленные в соответствующих местах.

5.3.3    Индикация состояния

Состояние подвижных элементов управления должно быть четко отображено, например, питание включено, обнаружена ошибка, автоматическая работа.

Если используются индикаторные лампочки, то их расположение и цвет должны соответствовать требованиям МЭК 60204-1.

5.3.4    Маркировка

Подвижные элементы управления должны быть маркированы, чтобы четко представлять их функцию.

5.3.5    Одна точка управления

Система управления роботом должна быть спроектирована и построена так. чтобы, когда робот находится под управлением локального пульта управления или другого устройства обучения, движение робота или изменение режима локального управления от любого другого источника было запрещено.

5.4 Характеристики связанной с безопасностью системы управления

(аппаратное и программное обеспечение)

5.4.1 Общие положения

Связанные с безопасностью системы управления (электрические, гидравлические, пневматические и программные) должны соответствовать 5.4.2, если только результаты общей оценки рисков не покажут, что более подходящим является критерий качества, представленный в 5.4.3. Характеристики связанных с безопасностью систем управления роботом и любым установленным оборудованием 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 различные 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 МЭК62061 приведено в ИСО/ТО23849

7

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.

5.4.2    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 ИСО 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 не выявленных сбоев может привести к непланируемой реакции и опасной ситуации в машине

5.4.3    Другие рабочие характеристики системы управления

По результатам тщательной общей оценки рисков, выполненной для робота и его целевого применения, может быть определено, что для данного применения подходят характеристики связанной с безопасностью системы управления, отличающиеся от характеристик, определенных в 5.4.2.

Выбор одной из таких отличающихся рабочих характеристик, связанных с безопасностью, должен быть конкретно определен, и соответствующие ограничения и предупреждения должны быть включены в информацию по использованию, поставляемую с данным роботом.

5.5 Функции остановки робота

5.5.1 Общие положения

Каждый робот должен иметь функцию защитной остановки и отдельную функцию аварийной остановки. Эти функции должны иметь возможность подключения внешних защитных устройств. Факультативно может быть обеспечена выдача выходного сигнала аварийной остановки. В таблице 1 приведено сравнение функций аварийной и защитной остановки.

Таблица 1— Сравнение аварийной и защитной остановок

Параметр Аварийная остановка Защитная остановка Размещение средств инициации Оператор имеет быстрый беспрепятственный доступ Для защитных устройств размещение определяется по формулам минимального (безопасного) расстояния, определенным в ИСО 13855 Инициация Ручная Ручная, автоматическая или может быть инициирована автоматически связанной с безопасностью функцией Характеристики системы управления. связанные с безопасностью Должны соответствовать требованиям из 5.4 Должны соответствовать требованиям из 5 4 Перезапуск Только ручной Ручной или автоматический Частота использования Нечасто Меняется: от при каждой операции до нечасто

Окончание таблицы 1

Параметр Аварийная остановка Занятная остановка Назначение Аварийная ситуация Защита или снижение риска Действие Отключение питания от всех опасных частей Безопасное управление контролируемыми опасностями

5.5.2    Аварийная остановка

Робот должен иметь одну или несколько функций аварийной остановки (для категорий остановки 0 и 1 в соответствии с МЭК 60204-1).

Каждый пульт управления, способный инициировать движение робота или другую опасную ситуацию. должен иметь инициируемую вручную функцию аварийной остановки, которая:

a)    соответствует требованиям из 5.4 и МЭК 60204-1;

b)    имеет приоритет перед всеми другими управляющими воздействиями на робота;

c)    вызывает остановку при всех контролируемых опасностях;

d)    отключает питание от приводов робота;

e)    обеспечивает возможность контролировать опасности, известные робототехнической системе;

f)    остается активной до ее перезапуска;

д) должна сбрасываться только вручную, не вызывая при этом перезапуск робота, а только разрешая произвести перезапуск.

5.5.3    Защитная остановка

Робот должен иметь одну или несколько функций защитной остановки, разработанных для подключения внешних защитных устройств. Характеристики функции защитной остановки должны соответствовать требованиям, установленным в 5.4.

Данная функция должна вызывать остановку всех движений робота, отключать или контролировать питание на приводах робота и позволяет контролировать любую другую опасность, известную роботу Данная остановка может быть инициирована вручную или с помощью управляющей логики.

По крайней мере одна функция защитной остановки должна относиться к категории остановки 0 или 1. определенной в МЭК 60204-1. Робот может иметь дополнительную функцию защитной остановки. относящуюся к категории остановки 2. определенной в МЭК 60204-1. которая не приводит к отключению силового питания, но требует контроля состояния покоя после остановки робота. Любое случайное движение робота, находящегося в состоянии контролируемого покоя, или выявление сбоя функции защитной остановки должно привести к остановке категории 0 в соответствии с МЭК 60204-1. Характеристики функции контролируемого покоя должны соответствовать 5.4 Данная функция может также быть инициирована внешними устройствами (входным сигналом остановки от защитных устройств).

Примечание — Функция контролируемой остановки категории 2 в соответствии с МЭК 60204-1 может быть обеспечена с помощью системы силового электропитания, соответствующей безопасной рабочей остановке (БРО) в соответствии с МЭК 61800-5-2

Изготовитель должен указать в информации по использованию категорию остановки для каждого входа схемы реализации защитной остановки.

5.6 Управление скоростью

5.6.1    Общие положения

Скорости фланца, к которому крепится рабочий орган робота, и центральной точки инструмента (ЦТИ) должны быть управляемыми и выбираемыми. Должно быть обеспечено задание смещения (положения ЦТИ относительно крепежного фланца), чтобы иметь возможность управлять скоростью ЦТИ.

5.6.2    Работа на сниженной скорости

При работе на сниженной скорости скорость ЦТИ не должна превышать 250 мм/с. Должна быть обеспечена возможность выбирать скорости ниже 250 мм/с в качестве заданного предела.

5.6.3    Управление на сниженной скорости с расчетной безопасностью

При наличии управления на сниженной скорости с расчетной безопасностью, оно должно быть спроектировано и построено в соответствии с 5.4.2 так. чтобы в случае события, связанного с неисправностью. скорость ЦТИ не превышала заданного предела для сниженной скорости (см. 5.6.2). а возникновение неисправности приводило к защитной остановке.

9

5.6.4 Контролируемая скорость с расчетной безопасностью

Если имеется такая возможность, то скорость ЦТИ или любой степени подвижности должна контролироваться в соответствии с 5.4.2. Если скорость превышает выбранный предел, то инициируется защитная остановка.

5.7 Режимы работы

5.7.1    Выбор режима

Режимы работы должны выбираться с помощью переключателя режимов, который может фиксироваться в каждой позиции (например, переключатель, управляемый ключом, который может вставляться и выниматься в каждой позиции). Каждая позиция переключателя должна быть четко распознаваемой и должна определять исключительно один режим управления или работы.

Переключатель может быть заменен другими средствами выбора, которые ограничивают использование некоторых функций робота (например, кодами доступа). Эти средства должны:

a)    однозначно обозначать выбранный режим работы;

b)    сами по себе не инициировать движение робота или другие опасности.

Дополнительный выходной сигнал (или сигналы) может быть использован для индикации выбранного режима. Если данный сигнал (или сигналы) используется для связанных с безопасностью целей, то он должен соответствовать требованиям из 5.4 (см. приложение D).

Примечание — Способы маркировки режимов приведены в приложении Е

5.7.2    Автоматический режим

В автоматическом режиме робот должен выполнять функциональную программу, при этом должны функционировать меры защиты.

Автоматическая работа должна быть прекращена, если выявлено любое условие для остановки.

Переключение из данного режима должно вызвать остановку робота.

5.7.3    Режим ручного управления на сниженной скорости

Режим ручного управления на сниженной скорости должен соответствовать требованиям 5.3 4 и 5.6 и должен обеспечивать управление роботом посредством участия человека. В данном режиме автоматическая работа запрещена. Данный режим используется для пошагового перемещения, обучения. программирования и верификации программы функционирования робота; он может также выбираться при выполнении некоторых задач технического обслуживания.

Ручное управление роботом изнутри защищенного пространства должно осуществляться на сниженной скорости в сочетании с одним из следующих способов защиты:

a)    управление только при удерживаемом органе управления в сочетании с деблокирующим устройством в соответствии с 5.8 или

b)    только для верификации программы: стартстопное управление в сочетании с деблокирующим устройством в соответствии с 5.8.

Информация по использованию должна содержать необходимые инструкции и предупреждения, что работа в ручном режиме по возможности должна выполняться только тогда, когда все люди находятся вне защищенного пространства. В информации по использованию должно быть также указано, что до выбора автоматического режима любым приостановленным защитам должна быть возвращена полная функциональность.

Примечание — Ранее данный режим назывался также Т1 или обучением.

5.7.4    Ручное управление на высокой скорости

Если предусмотрен данный режим, то допустимы скорости выше 250 мм/с. Данный режим используется только для верификации программы. При этом робот должен:

a)    иметь средства для выбора режима ручного управления на высокой скорости, для которых требуется преднамеренное действие (например, клавишный переключатель на панели управления роботом) и дополнительное подтверждающее действие;

b)    иметь выносной пульт, соответствующий 5.8. с функцией управления только при нажатой кнопке в дополнение к деблокирующему устройству, которое разрешает продолжить движение робота;

c)    установить начальный предел скорости до (но не превышая) 250 мм/с при выборе режима ручного управления на высокой скорости;

d)    иметь на выносном пульте средства, позволяющие оператору настраивать скорость с определенным шагом от начального значения до полного запрограммированного значения за несколько шагов;

Ю

ГОСТ Р 60.1.2.1-2016/ИСО 10218-1:2011

е) иметь на выносном пульте индикацию настроенной скорости;

0    обеспечить, чтобы:

-    его скорость была ограничена пределом начальной скорости, когда деблокирующее устройство заново инициируется с помощью помещения переключателя в центральную разрешающую позицию после того, как он был полностью отпущен или полностью нажат;

-    отдельное преднамеренное действие требовалось для того, чтобы вернуться к более высокой скорости, которая была выбрана до того, как переключатель деблокирующего устройства был отпущен или нажат;

-    дополнительная возможность возобновления движения с более высокой скоростью с использованием отдельного действия должна становиться недействующей по прошествии не более пяти минут после отпускания деблокирующего устройства.

Дополнительная возможность возобновления движения с более высокой скоростью и тайм-аут не являются связанными с безопасностью. Информация по использованию должна содержать необходимые инструкции и предупреждения, что работа 8 ручном режиме по возможности должна выполняться только тогда, когда все люди находятся вне защищенного пространства. В информации по использованию должно быть также указано, что до выбора автоматического режима любым приостановленным защитам должна быть возвращена полная функциональность.

Примечание — Данный дополнительный ручной режим раньше назывался Т2 или верификацией программы на высокой скорости, обслуживаемой оператором

5.8 Выносные пульты управления

5.8.1    Общие положения

Если выносной пульт управления или другое выносное устройство обучения имеет возможность управлять роботом, находясь внутри защищенного пространства, то должны применяться требования, определенные в 5.3.5 и 5.8.2—5.8.7.

Примечание — Данные требования относятся к любому устройству, используемому в ручном режиме для управления роботом изнутри защищенного пространства, когда подключено питание приводов к любой из степеней подвижности робота Это относится и к роботам, обучаемым проведением вручную по нужной траектории при поданном питании, если используются установленные на роботе средства ручного управления или главные/ вторичные пульты обучения

5.8.2    Управление движением

Движение робота, инициированное с выносного пульта управления или устройства управления обучением, должно осуществляться на сниженной скорости в соответствии с 5.6. Если средства управления имеют возможность выбора ручного управления на высокой скорости, то робот должен соответствовать требованиям из 5.7.4.

5.8.3    Деблокирующее устройство

Выносной пульт управления или устройство управления обучением должны иметь трехпозиционное деблокирующее устройство в соответствии с МЭК 60204-1. При постоянном удерживании в центральной разрешающей позиции, деблокирующее устройство должно разрешать движение робота и любые другие опасные действия, управляемые с помощью робота. Деблокирующее устройство должно обладать перечисленными ниже характеристиками.

Примечания

1    Важно учесть эргономические факторы длительной активизации при проектировании и установке деблокирующего устройства

2    Дополнительная информация по деблокировке приведена в приложении С.

a)    Деблокирующее устройство может быть интегрировано с выносным пультом управления или физически отделено от него (например, деблокирующее устройство зажимного типа) и должно работать независимо от любой другой функции или устройства управления движением.

b)    Отпускание или нажатие из центральной разрешающей позиции устройства должно вызывать остановку опасного действия (например, движения робота) в соответствии с 5.4 и 5.5.3.

c)    После нажатия из центральной разрешающей позиции деблокирующего устройства деблокирующее устройство должно быть полностью отпущено. Переход из полностью нажатого в центральную позицию не должен разрешать движение робота.

11

d)    Если на одном деблокирующем устройстве или пульте управления имеются два или более деблокирующих переключателя, позволяющих работать левой или правой рукой, любой из них или все переключатели могут находиться в центральной разрешающей позиции:

1)    если используется только один переключатель и он находится в центральной разрешающей позиции, то он должен функционировать в соответствии с перечислением Ь);

2)    если конструкция деблокирующего устройства позволяет обоим переключателям находиться в центральной разрешающей позиции, чтобы обеспечить возможность попеременной работы левой и правой рукой, то отпускание одного переключателя не должно вызывать защитную остановку, но полное нажатие любого переключателя должно отменять управление от других переключателей и вызывать защитную остановку.

Информация по использованию должна содержать описание данной функциональной операции и предупреждение, что может существовать потенциальная опасность.

Примечание — Если несколько переключателей находятся в центральной разрешающей позиции, то невозможно установить был ли один из них отпущен намеренно или случайно

e)    Если в работе задействовано более одного деблокирующего устройства (т. е. более одного человека находятся в защищенном пространстве с деблокирующим устройством), то движение должно быть возможно только в том случае, когда все устройства одновременно находятся в центральной (разрешающей) позиции.

0 Падение деблокирующего устройства не должно приводить к повреждению, которое может вызвать разрешение движения.

д) Если имеется разрешающий выходной сигнал, то он должен показывать состояние остановки при выключении питания системы, связанной с безопасностью, и соответствовать требованиям из 5.4.

h) Если изменяется режим, когда деблокирующее устройство находится в центральной разрешающей позиции, то должна инициироваться защитная остановка. Система управления должна требовать, чтобы переключатель деблокирующего устройства был отпущен и снова приведен в разрешающую позицию до того, как сможет быть подано силовое питание. Руководство по предотвращению ошибок при работе с деблокирующим устройством приведено в МЭК 60204-1.

5.8.4    Функция аварийной остановки выносного пульта управления

Выносной пульт управления или устройство управления обучением должны иметь функцию аварийной остановки в соответствии с 5.5.2.

5.8.5    Инициация автоматической работы

Не должна существовать возможность активизировать автоматическую работу робота с использованием только выносного пульта управления или устройства управления обучением. Должны существовать средства, расположенные вне защищенного пространства, для отдельного действия подтверждения, которое должно быть выполнено до активизации автоматического режима.

5.8.6    Беспроводной или отсоединяемый выносной пульт управления

Если выносной пульт или другое устройство управления обучением не имеет кабеля, соединяющего его с системой управления роботом, либо если они могут быть разъединены, то применяются следующие требования.

a)    Должна быть обеспечена визуальная индикация, показывающая, что выносной пульт управления активен, например, на экране дисплея пульта управления обучением.

b)    Потеря связи должна вызывать защитную остановку всех управляемых роботов, находящихся в режиме ручного управления на сниженной или на высокой скорости. Восстановление связи не должно приводить к возобновлению движения робота без отдельного сознательного действия.

c)    Путаница между активными и неактивными устройствами аварийной остановки должна быть преодолена с помощью соответствующего запоминания или конструкции. Информация по использованию должна содержать описание такого запоминания или конструкции.

d)    В соответствующих случаях максимальное время отклика при передаче данных (включая коррекцию ошибок) и при потере связи должно быть указано в информации по использованию.

5.8.7    Управление несколькими роботами

Если выносной пульт управления имеет возможность управлять несколькими роботами, то должны применяться требования, установленные в 5.9.

ГОСТ Р 60.1.2.1-2016/ИСО 10218-1:2011

Содержание

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

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

3    Термины и определения...............................................................2

4    Идентификация опасностей и общая оценка рисков........................................5

5    Конструктивные требования и меры защиты..............................................6

5.1    Общие положения................................................................6

5.2    Общие требования................................................................6

5.3    Подвижные элементы управления...................................................7

5.4    Характеристики связанной с безопасностью системы управления

(аппаратное и программное обеспечение)................................................7

5.5    Функции остановки робота..........................................................8

5.6    Управление скоростью.............................................................9

5.7    Режимы работы..................................................................10

5.8    Выносные пульты управления......................................................11

5.9    Управление одновременным движением.............................................13

5.10    Требования к совместному функционированию......................................13

5.11    Защита в точках сингулярности....................................................14

5.12    Ограничение степеней подвижности...............................................14

5.13    Движения без подачи питания на приводы..........................................16

5.14    Средства для подъема робота....................................................16

5.15    Электрические разъемы.........................................................16

6    Верификация и валидация требований безопасности и мер защиты..........................16

6.1    Общие положения...............................................................16

6.2    Методы верификации и валидации..................................................17

6.3    Необходимая верификация и валидация.............................................17

7    Информация по использованию........................................................17

7.1    Общие положения...............................................................17

7.2    Руководство пользователя.........................................................17

7.3    Маркировка.....................................................................19

Приложение А (справочное) Список существенных опасностей...............................20

Приложение В (обязательное) Показатели времени    и    расстояния остановки....................26

Приложение С (справочное) Функциональные характеристики трехпозиционного

деблокирующего устройства...............................................28

Приложение D (справочное) Дополнительные возможности..................................29

Приложение Е (справочное) Маркировка..................................................30

Приложение F (обязательное) Средства верификации требований

и мер обеспечения безопасности............................................31

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

национальным стандартам...............................................41

Библиография........................................................................42

Введение

Стандарты комплекса ГОСТ Р 60 распространяются на роботов 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 всех промышленных роботов 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».

ИСО 10218 был создан на основании понимания конкретных угроз, которые представляют промышленные роботы и промышленные роботизированные системы.

Настоящий стандарт относится к стандартам типа С в соответствии с ИСО 12100.

Если положения стандарта типа С отличаются от положений стандартов типа А или В. то положения стандарта типа С имеют приоритет над положениями других стандартов для машин и механизмов, которые были разработаны в соответствии с положениями стандарта типа С.

Оборудование, к которому относится настоящий стандарт, а также степень, до которой опасности, опасные ситуации и события в нем учтены, определены в разделе 1 настоящего стандарта.

Опасности, связанные с роботами, общепризнаны. но источники этих опасностей часто являются уникальными для конкретных робототехнических систем. Число и тип (типы) опасности (опасностей) напрямую связаны с сутью 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.

Примечание — Не все опасности, установленные в ИСО 10218, относятся ко всем роботам, так же как и степень риска, связанного с данной опасной ситуацией, не одинакова для разных роботов Следовательно, требования безопасности, или меры защиты, или оба зти фактора могут отличаться от того, что определено в ИСО 10218 Для определения того, какие меры защиты должны быть применены, может быть проведена общая оценка рисков

Учитывая различную природу опасностей для разных применений промышленных роботов, ИСО 10218 разделен на две части. Настоящий стандарт обеспечивает руководство по обеспечению безопасности при проектировании и построении робота. Поскольку на безопасность применения промышленных роботов влияет проектирование и реализация интеграции конкретных робототехнических систем. ИСО 10218-2 обеспечивает руководство по обеспечению безопасности персонала при интеграции, установке, функциональном тестировании, программировании, функционировании, техническом обслуживании и ремонте роботов.

Настоящий стандарт был откорректирован на основе опыта, полученного при разработке требований ИСО 10218-2 к системам и интеграции роботов, для того чтобы он соответствовал минимальным требованиям к гармонизированному стандарту типа С для промышленных роботов. Пересмотренные технические требования включают, но не ограничиваются, определение и требования по сингулярности, защите от опасностей трансмиссии, отключению питания, характеристикам цепей управления, связанным с безопасностью. добавлению функции остановки категории 2, выбору режимов, ограничению мощности и усилий, маркировке и изменению метрики и характеристик времени и расстояния, необходимых для полной остановки.

Настоящий стандарт не применим к роботам, которые были изготовлены до даты его публикации.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Роботы и робототехнические устройства

ТРЕБОВАНИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ

Часть 1

Роботы

Robots and robotic devices Safety requirements for industrial robots Part 1. Robots

Дата введения — 2018—01—01

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет требования и руководства по проектированию с встроенной безопасностью, мерам защиты и информации по использованию промышленных роботов. В нем представлены основные опасности, связанные с роботами, и определены требования по устранению или необходимому снижению рисков, связанных с данными опасностями.

Настоящий стандарт не рассматривает робота, как классическую машину. Шумовое излучение обычно не считается существенной опасностью от одиночного робота. Соответственно, шум исключен из области применения настоящего стандарта.

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

Примечания

1    Примерами непромышленного применения роботов являются, но не ограничиваются ими, подводные, военные и космические роботы, телеуправляемые манипуляторы, протезы и другие средства для оказания физической помощи, микророботы (с перемещениями менее 1 мм), хирургия и здравоохранение, а также сервисные и потребительские изделия

2    Требования к системам, интеграции и установке роботов установлены в ИСО 10218-2

3    Дополнительные опасности могут возникать при конкретных применениях (например, сварка, лазерная резка. механообработка) Такие связанные с системами опасности должны быть учтены при проектировании робота

2 Нормативные ссылки

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

ИСО 9283:1998 Роботы манипуляционные промышленные. Рабочие характеристики и соответствующие методы тестирования (ISO 9283:1998. Manipulating industrial robots — Performance criteria and related test methods)

ИСО 10218-2 Роботы и робототехнические устройства. Требования по безопасности для промышленных роботов. Часть 2. Системы и интеграция роботов (ISO 10218-2, Robots and robotic devices — Safety requirements for industrial robots — Part 2: Robot systems and integration)

Издание официальное

ИСО 12100:2010 Безопасность машин и механизмов. Общие принципы проектирования. Оценивание и снижение рисков (ISO 12100:2010. Safety of machinery — General principles for design — Risk assessment and risk reduction)

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

ИСО 13850 Безопасность машин и механизмов. Аварийный останов. Принципы проектирования. (ISO 13850, Safety of machinery — Emergency stop — Principles for design)

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

МЭК 62061:2005 Безопасность машин и механизмов. Функционапьная 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 12100. а также следующие термины и определения:

3.1    подвижный элемент управления (actuating control): Механический механизм в управляющем устройстве.

При мор — Тяга, размыкающая контакты.

3.2 _

автоматический режим (automatic mode): Рабочий режим, при котором система управления роботом работает в соответствии с программой выполнения задания.

(ИСО 8373:1994, определение 5.3.8.1]

3.3    автоматическое функционирование (automatic operation): Состояние, когда робот выполняет намеченное запрограммированное задание.

Примечание — Адаптировано из ИСО 8373 1994. определение 5 5

3.4    совместная работа (collaborative operation): Состояние, при котором специально разработанные роботы работают в непосредственном взаимодействии с человеком в пределах определенного рабочего пространства.

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

3.6    движущая энергия (drive power): Источник или источники энергии для приводов робота.

3.7 _

рабочий орган (end-effector): Устройство, специально разработанное для присоединения к механическому интерфейсу с целью обеспечения выполнения задания роботом.

Пример — захватное устройство, гайковерт, сварочный пистолет, пистолет-распылитель.

(ИСО 8373:1994. определение 3.11]

3.8    источник энергии (energy source): Источник электрической, механической, гидравлической, пневматической, химической, тепловой, потенциальной, кинетической или иной энергии.

3.9    опасное движение (hazardous motion): Движение, которое, возможно, может вызвать нанесение физической травмы или причинить вред здоровью человека.

3.10    промышленный робот (industrial robot): Автоматически управляемый, перепрограммируемый. многоцелевой манипулятор, программируемый по трем или более степеням подвижности, который может либо быть установлен стационарно на рабочем месте, либо может иметь возможность передвижения для использования в системах промышленной автоматизации.

ГОСТ Р 60.1.2.1-2016/ИСО 10218-1:2011

Примечания

1    Промышленный робот вклкмает

-    манипулятор, включая приводы,

-    контроллер, включая выносной пульт обучения и коммуникационный интерфейс (аппаратные средства и программное обеспечение).

2    Промышленный робот может иметь дополнительные интегрированные степени подвижности

3    В настоящем стандарте к промышленным роботам относятся следующие устройства

-    роботы, управляемые вручную;

-    манипуляционные устройства мобильных роботов,

-    роботы для совместных работ

4    Адаптировано из ИСО 8373:1994, определение 2 6

3.11    промышленная робототехническая система (industrial robot system): Система, включающая:

-    промышленного робота;

-    рабочий орган (органы);

-    любые машины, оборудование, устройства, внешние вспомогательные степени подвижности и датчики, поддерживающие выполнение роботом своего задания.

Примечания

1    Требования к робототехническим системам, включая относящиеся к обеспечению безопасности, определены в ИСО 10218-2.

2    Адаптировано из ИСО 8373 1994, определение 2 14

3.12    ограничивающее устройство (limiting device): Средства, ограничивающие максимальное пространство, останавливая или вызывая остановку движения всего робота.

3.13    локальное управление (local control): Состояние системы или частей системы, при котором управление осуществляется с панели или выносного пульта управления только отдельными машинами.

3.14    ручной режим (manual mode): Рабочий режим, при котором управление осуществляет непосредственно оператор.

Примечания

1    Иногда данный режим называется режимом обучения, при котором оператор задает точки программы

2    Адаптировано из ИСО 8373 1994, определение 5 3 8 2

3.15 _

выносной пульт, выносной пульт обучения (pendant, teach pendant): Портативный бпок, связанный с системой управления, с помощью которого робота можно программировать или перемещать. [ИСО 8373:1994, определение 5 8]

3.16 Программа

3.16.1 _

программа управления (control programme): Встроенный набор команд, определяющих возможности. действия и реакции робота.

Примечание — Данный тип программы фиксирован и обычно не изменяется пользователем

[ИСО 8373:1994, определение 5.1.2]

3.16.2 _

функциональная программа (task programme): Набор команд для выполнения движений и вспомогательных функций, определяющий конкретное целевое задание для робототехнической системы.

Примечания

1    Данный тип программы обычно создается пользователем

2    Под приложением понимается вся совокупность выполняемых работ Под заданием понимается конкретная работа в рамках приложения

[ИСО 8373:1994, определение 5.1.1]

3.16.3    верификация программы (programme verification): Выполнение функциональной программы с целью подтверждения траектории движения робота и характеристик процесса.

Примечание — Верификации программы может включать полную траекторию перемещения центральной точки инструмента во время выполнения функциональной программы или только сегмент траектории Команды могут исполняться по одной или в виде непрерывной последовательности Верификация программы используется в новых приложениях и при настройке/редактироеании существующих приложений

3.17    защитная остановка (protective stop): Тип прерывания функционирования робота, обеспечивающий приостановку движения в целях обеспечения безопасности и возможность возобновления выполнения функциональной программы.

3.18    привод робота (robot actuator): Силовой механизм, который преобразует электрическую, гидравлическую или пневматическую энергию в движение.

3.19    функция с расчетной безопасностью (safety-rated): Функция, характеризующаяся наличием заданной функции безопасности с установленными параметрами, связанными с безопасностью.

3.19.1    контролируемая скорость с расчетной безопасностью (safety-rated monitored speed): Функция с расчетной безопасностью, которая вызывает защитную остановку в том случае, когда либо скорость точки в декартовой системе координат относительно фланца робота (например. ЦТИ), либо скорость одной или более степеней подвижности превысит заданное предельное значение.

3.19.2    сниженная скорость с расчетной безопасностью (safety-rated reduced speed): Функция контролируемой скорости с расчетной безопасностью, которая ограничивает скорость робота величиной 250 мм/с или менее.

Примечания

1    Предельное значение сниженной скорости с расчетной безопасностью не обязательно совпадает со значением, установленным для функции управления на сниженной скорости

2    Различие между контролируемой скоростью с расчетной безопасностью и сниженной скоростью с расчетной безопасностью заключается в том. что предел контролируемой скорости с расчетной безопасностью может быть задан больше чем 250 мм/с

3.19.3    программное ограничение степени подвижности и пространства с расчетной безопасностью. программное ограничение с расчетной безопасностью (safety-rated soft axis and space limiting, safety-rated soft limit): Ограничение, заданное для диапазона движений робота с помощью системы. использующей программное обеспечение или встроенные коды, которая обеспечивает заданные достаточные характеристики, связанные с безопасностью.

Примечание — Программное ограничение с расчетной безопасностью может быть точкой, в которой инициируется остановка, или оно может обеспечивать режим управления, при котором робот не может выйти за данную границу

3.19.4    выходной сигнал с расчетной безопасностью (safety-rated output): Выходной сигнал, имеющий заданные достаточные характеристики, связанные с безопасностью.

3.19.5    выходной сигнал пространства с расчетной безопасностью (safety-rated zone output): Выходной сигнал с расчетной безопасностью, показывающий состояние позиции робота относительно программного ограничения с расчетной безопасностью.

Примечание — Например, позиция робота может быть внутри данного пространства или вне его

3.19.6    контролируемая остановка с расчетной безопасностью (safety-rated monitored stop): Условие. при котором робот останавливается с включенным питанием приводов, в то время как система контроля с заданными достаточными характеристиками безопасности обеспечивает, чтобы робот не двигался.

3.20    одновременное движение (simultaneous motion): Движение двух и более роботов, находящихся в одно время под управлением единого поста управления, которое координируется или синхронизируется с помощью общей математической корреляции.

Примечания

1    Выносной пульт обучения является примером единого поста управления

2    Координация может быть достигнута по принципу «ведущий — ведомый*

3.21    единая точка управления (single point of control): Способ управления роботом, когда приведение робота в движение возможно только из одного источника управления и не может быть отменено из другого источника.

3.22    сингулярность (singularity): Случай, когда ранг матрицы Якоби становится меньше, чем полный ранг.

ГОСТ Р 60.1.2.1-2016/ИСО 10218-1:2011

Примечание — Математически в точке сингулярности скорость шарнира в пространстве обобщенных координат может достигать бесконечности для того, чтобы поддержать скорость, заданную в декартовой системе координат В реальном случае при реализации движений робота, заданных в декартовом пространстве и проходящих вблизи точек сингулярности, могут развиваться высокие скорости в степенях подвижности, что может привести к опасным ситуациям Такие высокие скорости могут оказаться неожиданными для оператора

3.23    управление на сниженной скорости, управление на малой скорости (reduced speed control, slow speed control): Режим управления движением робота, при котором скорость не превышает 250 мм/с.

Примечание — Уменьшение скорости нужно, чтобы дать возможность персоналу выйти из опасного пространства или остановить робота

3.24    пространство (space): Трехмерный объем.

3.24.1 _

максимальное пространство (maximum space): Пространство, ометаемое движущимися деталями робота по определению изготовителя, плюс пространство, в котором могут находиться манипуляторы и полезная нагрузка.

(ИСО 8373:1994. определение 4.8.1)

3.24.2    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. определение4 82

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

3.25    обучение, программирование путем обучения, функциональное программирование

(teach, teach programming, task programming): Программирование выполнения задания роботом, осуществляемое с помощью:

a)    перемещения рабочего органа робота вручную; или

b)    перемещения механического моделирующего устройства вручную; или

c)    выносного пульта обучения для пошагового перемещения робота по требуемым позициям.

Примечание — Адаптировано из ИСО 8373:1994. определение 5 2 3

3.26 _

центральная точка инструмента, ЦТИ (tool centre point. TCP): Точка, определенная для данного приложения относительно системы координат механического интерфейса.

(ИСО 8373:1994. определение 4.9]

3.27    пользователь (user): Субъект, использующий роботов и отвечающий за персонал, связанный с работой роботов.

4 Идентификация опасностей и общая оценка рисков

В приложении А приведен список опасностей, которые могут представлять роботы. Чтобы идентифицировать любые опасности, которые могут возникнуть, должен быть осуществлен анализ опасностей.

Общая оценка рисков должна быть выполнена для всех опасностей, выявленных при идентификации опасностей. При общей оценке рисков особое внимание должно быть обращено на:

a)    работы, предусмотренные для робота, включая обучение, техническое обслуживание, наладку и уборку;

b)    неожиданный запуск;

c)    доступ для персонала со всех направлений;

d)    разумно предсказуемое неправильное использование робота;

e)    воздействие отказов системы управления;

О в соответствующих случаях опасности, связанные с конкретным применением робота.

Риски должны быть исключены или снижены в первую очередь при проектировании или с помощью новаций, во вторую очередь с помощью обеспечения безопасности и других дополнительных мер.

5

Все остаточные риски затем должны быть снижены с помощью других мер (например, предупреждений, знаков, обучения).

Требования, изложенные 8 разделе 5. были получены в результате итерационного процесса, состоящего из применения мер обеспечения безопасности, описанных в ИСО 12100. к опасностям, указанным в приложении А.

Примечания

1    В ИСО 12100 установлены требования и руководство по выполнению идентификации опасностей и снижению рисков

2    Требования к идентификации опасностей и общей оценке рисков для систем роботов, их интеграции и установки определены в ИСО 10218-2

5 Конструктивные требования и меры защиты

5.1    Общие положения

Робот должен быть разработан в соответствии с принципами ИСО 12100 для соответствующих опасностей. Существенные опасности, такие как острые края, не рассмотрены в настоящем стандарте.

Роботы должны быть спроектированы и построены так. чтобы соответствовать требованиям, установленным в 5.2—5.15.

5.2    Общие требования

5.2.1    Компоненты механической передачи

Подверженность опасностям, вызванным такими компонентами, как валы двигателей, зубчатые передачи, приводные ремни или рычажные механизмы, не защищенные общими кожухами (например. панелью, закрывающей коробку передач), должна быть предотвращена с помощью постоянных или съемных кожухов. Фиксирующие системы постоянных кожухов, предназначенных для снятия при выполнении работ по плановому техническому обслуживанию, должны оставаться прикрепленными к машине или к кожуху. Съемные кожухи должны быть заблокированы от опасных движений так. чтобы опасные функции машины были остановлены до того, как к ним может быть открыт доступ. Связанные с безопасностью характеристики системы управления такой блокировкой должны соответствовать требованиям. установленным в 5 4

5.2.2    Отключение или изменение питания

Отключение или изменение питания не должны приводить к возникновению опасностей.

Восстановление питания не должно вызывать никакого движения.

Роботы должны быть спроектированы и построены так, чтобы отключение или изменение электрического. гидравлического, пневматического или вакуумного питания не приводили к возникновению опасности. Если существуют опасности, не устраненные конструктивно, то должны быть предприняты другие меры для защиты от этих опасностей. Незащищенные опасности при нормальной эксплуатации должны быть отмечены в информации по использованию.

Примечание — Требования к электрическим источникам питания установлены в МЭК60204-1

5.2.3    Неисправность компонентов

Компоненты роботов должны быть спроектированы, построены, закреплены или размещены так. чтобы опасности, вызванные поломкой, ослаблением крепления или высвобождением накопленной энергии, были минимизированы.

5.2.4    Источники энергии

Робот должен быть оснащен средствами изоляции любых опасных источников энергии Данные средства должны обладать способностью блокировки или иного обеспечения безопасности в состоянии отключенного питания.

5.2.5    Накопленная энергия

Должны быть обеспечены средства для контролируемого высвобождения накопленной опасной энергии. Должна быть нанесена маркировка, указывающая на опасность от накопленной энергии.

Примечание — Энергия может накапливаться в пневматических или гидравлических аккумуляторах давления, конденсаторах, аккумуляторах, пружинах, противовесах, маховиках и т д