ISO 10218-2:2011
(Main)Robots and robotic devices — Safety requirements for industrial robots — Part 2: Robot systems and integration
Robots and robotic devices — Safety requirements for industrial robots — Part 2: Robot systems and integration
ISO 10218-2:2011 specifies safety requirements for the integration of industrial robots and industrial robot systems as defined in ISO 10218-1, and industrial robot cell(s). The integration includes the following: the design, manufacturing, installation, operation, maintenance and decommissioning of the industrial robot system or cell; necessary information for the design, manufacturing, installation, operation, maintenance and decommissioning of the industrial robot system or cell; component devices of the industrial robot system or cell. ISO 10218-2:2011 describes the basic hazards and hazardous situations identified with these systems, and provides requirements to eliminate or adequately reduce the risks associated with these hazards. ISO 10218-2:2011 also specifies requirements for the industrial robot system as part of an integrated manufacturing system. ISO 10218-2:2011 does not deal specifically with hazards associated with processes (e.g. laser radiation, ejected chips, welding smoke). Other standards can be applicable to these process hazards.
Robots et dispositifs robotiques — Exigences de sécurité pour les robots industriels — Partie 2: Systèmes robots et intégration
L'ISO 10218-2:2011 spécifie les exigences de sécurité pour l'intégration des robots industriels et des systèmes robots industriels tels que définis dans l'ISO 10218-1, et de la (ou des) cellule(s) robotisées industrielles. L'intégration inclut la conception, la fabrication, l'installation, le fonctionnement, la maintenance et le démantèlement du système robot industriel ou de la cellule robotisée industrielle, l'information nécessaire pour la conception, la fabrication, l'installation, le fonctionnement, la maintenance et le démantèlement du système robot industriel ou de la cellule robotisée industrielle, et les composants du système robot industriel ou de la cellule robotisée industrielle. L'ISO 10218-2:2011 décrit les phénomènes dangereux de base et les situations dangereuses identifiés avec ces systèmes, et fournit des exigences pour éliminer ou réduire de façon correcte les risques liés à ces phénomènes dangereux. L'ISO 10218-2:2011 spécifie également des exigences pour le système robot industriel en tant qu'élément d'un système de fabrication intégré. L'ISO 10218-2:2011 ne traite pas spécifiquement des phénomènes dangereux liés aux processus (par exemple rayonnement laser, éjection de copeaux, fumée de soudage). D'autres normes peuvent être appliquées pour le traitement de ces phénomènes dangereux.
General Information
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10218-2
First edition
2011-07-01
Robots and robotic devices — Safety
requirements for industrial robots —
Part 2:
Robot systems and integration
Robots et dispositifs robotiques — Exigences de sécurité pour
les robots industriels —
Partie 2: Systèmes robots et intégration
Reference number
ISO 10218-2:2011(E)
©
ISO 2011
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ISO 10218-2:2011(E)
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Published in Switzerland
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ISO 10218-2:2011(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction.v
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .2
4 Hazard identification and risk assessment.4
4.1 General .4
4.2 Layout design .5
4.3 Risk assessment .6
4.4 Hazard identification .8
4.5 Hazard elimination and risk reduction .9
5 Safety requirements and protective measures .9
5.1 General .9
5.2 Safety-related control system performance (hardware/software).9
5.3 Design and installation .10
5.4 Limiting robot motion .14
5.5 Layout.16
5.6 Robot system operational mode application.17
5.7 Pendants.21
5.8 Maintenance and repair .22
5.9 Integrated manufacturing system (IMS) interface.23
5.10 Safeguarding.24
5.11 Collaborative robot operation .32
5.12 Commissioning of robot systems .35
6 Verification and validation of safety requirements and protective measures .36
6.1 General .36
6.2 Verification and validation methods.37
6.3 Required verification and validation .37
6.4 Verification and validation of protective equipment.37
7 Information for use.38
7.1 General .38
7.2 Instruction handbook.39
7.3 Marking.43
Annex A (informative) List of significant hazards .44
Annex B (informative) Relationship of standards related to protective devices.47
Annex C (informative) Safeguarding material entry and exit points.49
Annex D (informative) Operation of more than one enabling device .52
Annex E (informative) Conceptual applications of collaborative robots .53
Annex F (informative) Process observation.55
Annex G (normative) Means of verification of the safety requirements and measures.58
Bibliography.71
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ISO 10218-2:2011(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 10218-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 184, Automation systems and integration,
Subcommittee SC 2, Robots and robotic devices.
ISO 10218 consists of the following parts, under the general title Robots and robotic devices — Safety
requirements for industrial robots:
⎯ Part 1: Robots
⎯ Part 2: Robot systems and integration
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ISO 10218-2:2011(E)
Introduction
This part of ISO 10218 has been created in recognition of the particular hazards that are presented by
industrial robot systems when integrated and installed in industrial robot cells and lines.
Hazards are frequently unique to a particular robot system. The number and types of hazards are directly
related to the nature of the automation process and the complexity of the installation.
The risks associated with these hazards vary with the type of robot used and its purpose and the way in which
it is installed, programmed, operated, and maintained.
For the purpose of understanding requirements in this part of ISO 10218, a word syntax is used to distinguish
absolute requirements from recommended practices or suggested actions. The word “shall” is used to identify
requirements necessary for compliance with this part of ISO 10218. Such requirements have to be
accomplished unless an alternative instruction is provided or a suitable alternative is determined by a risk
assessment. The word “should” is used to identify suggestions, recommended actions or possible solutions for
requirements, but alternatives are possible and the suggested actions are not absolute.
In recognition of the variable nature of hazards with the application of industrial robots, this part of ISO 10218
provides guidance for the assurance of safety in the integration and installation of robots. Since safety in the
use of industrial robots is influenced by the design of the particular robot system, a supplementary, though
equally important, purpose is to provide guidelines for the design, construction and information for use of robot
systems and cells. Requirements for the robot portion of the system can be found in ISO 10218-1.
Providing for a safe robot system or cell depends on the cooperation of a variety of “stakeholders” – those
entities that share in a responsibility for the ultimate purpose of providing a safe working environment.
Stakeholders may be identified as manufacturers, suppliers, integrators and users (the entity responsible for
using robots), but all share the common goal of a safe (robot) machine. The requirements in this part of
ISO 10218 may be assigned to one of the stakeholders, but overlapping responsibilities can involve multiple
stakeholders in the same requirements. While using this part of ISO 10218, the reader is cautioned that all of
the requirements identified may apply to them, even if not specifically addressed by “assigned” stakeholder
tasks.
This part of ISO 10218 is complementary and in addition to ISO 10218-1, which covers the robot only. This
part of ISO 10218 adds additional information in line with ISO 12100 and ISO 11161, International Standards
for requirements to identify and respond in a type-C standard to unique hazards presented by the integration,
installation and requirements for use of industrial robots. New technical requirements include, but are not
limited to, instructions for applying the new requirements in ISO 10218-1 for safety-related control system
performance, robot stopping function, enabling device, programme verification, cableless pendant criteria,
collaborating robot criteria and updated design for safety.
This part of ISO 10218 and ISO 10218-1 form part of a series of standards dealing with robots and robotic
devices. Other standards cover such topics as integrated robotic systems, coordinate systems and axis
motions, general characteristics, performance criteria and related testing methods, terminology, and
mechanical interfaces. It is noted that these standards are interrelated and also related to other International
Standards.
For ease of reading this part of ISO 10218, the words “robot” and “robot system” refer to “industrial robot” and
“industrial robot system” as defined in ISO 10218-1.
Figure 1 describes the relationship of the scope of machinery standards used in a robot system. The robot
alone is covered by ISO 10218-1, the system and cell is covered by this part of ISO 10218. A robot cell may
include other machines subject to their own C level standards, and the robot system can be part of an
integrated manufacturing system covered by ISO 11161 which in turn can also make reference to other
relevant B and C level standards.
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ISO 10218-2:2011(E)
Figure 1 — Graphical view of relationships between standards relating to robot system/cell
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 10218-2:2011(E)
Robots and robotic devices — Safety requirements for
industrial robots —
Part 2:
Robot systems and integration
1 Scope
This part of ISO 10218 specifies safety requirements for the integration of industrial robots and industrial robot
systems as defined in ISO 10218-1, and industrial robot cell(s). The integration includes the following:
a) the design, manufacturing, installation, operation, maintenance and decommissioning of the industrial
robot system or cell;
b) necessary information for the design, manufacturing, installation, operation, maintenance and
decommissioning of the industrial robot system or cell;
c) component devices of the industrial robot system or cell.
This part of ISO 10218 describes the basic hazards and hazardous situations identified with these systems,
and provides requirements to eliminate or adequately reduce the risks associated with these hazards.
Although noise has been identified to be a significant hazard with industrial robot systems, it is not considered
in this part of ISO 10218. This part of ISO 10218 also specifies requirements for the industrial robot system as
part of an integrated manufacturing system. This part of ISO 10218 does not deal specifically with hazards
associated with processes (e.g. laser radiation, ejected chips, welding smoke). Other standards can be
applicable to these process hazards.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 4413, Hydraulic fluid power — General rules and safety requirements for systems and their components
ISO 4414, Pneumatic fluid power — General rules and safety requirements for systems and their components
ISO 8995-1, Lighting of work places — Part 1: Indoor
ISO 9946, Manipulating industrial robots — Presentation of characteristics
ISO 10218-1, Robots and robotic devices — Safety requirements for industrial robots — Part 1: Industrial
robots
ISO 11161, Safety of machinery — Integrated manufacturing systems — Basic requirements
ISO 12100, Safety of machinery — General principles for design — Risk assessment and risk reduction
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ISO 10218-2:2011(E)
ISO 13849-1:2006, Safety of machinery — Safety-related parts of control systems — Part 1: General
principles for design
ISO 13850, Safety of machinery — Emergency stop — Principles for design
ISO 13854, Safety of machinery — Minimum gaps to avoid crushing of parts of the human body
ISO 13855, Safety of machinery — Positioning of safeguards with respect to the approach speeds of parts of
the human body
ISO 13856 (all parts), Safety of machinery — Pressure-sensitive protective devices
ISO 13857, Safety of machinery — Safety distances to prevent hazard zones being reached by upper and
lower limbs
ISO 14118, Safety of machinery — Prevention of unexpected start-up
ISO 14119, Safety of machinery — Interlocking devices associated with guards — Principles for design and
selection
ISO 14120, Safety of machinery — Guards — General requirements for the design and construction of fixed
and movable guards
ISO 14122 (all parts), Safety of machinery — Permanent means of access to machinery
IEC 60204-1, Safety of machinery — Electrical equipment of machines — Part 1: General requirements
IEC 61496-1, Safety of machinery — Electro-sensitive protective equipment — Part 1: General requirements
and tests
IEC 61800-5-2, Adjustable speed electrical power drive systems — Part 5-2: Safety requirements —
Functional
IEC/TS 62046, Safety of machinery — Application of protective equipment to detect the presence of persons
IEC 62061:2005, Safety of machinery — Functional safety of safety-related electrical, electronic and
programmable electronic control systems
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 10218-1 and ISO 12100 and the
following apply.
3.1
application
intended use of the robot system, i.e. the process, the task and the intended purpose of the robot system
EXAMPLE Spot welding, painting, assembly, palletizing.
3.2
collaborative robot
robot designed for direct interaction with a human within a defined collaborative workspace (3.3)
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ISO 10218-2:2011(E)
3.3
collaborative workspace
workspace within the safeguarded space where the robot and a human can perform tasks simultaneously
during production operation
3.4
control station
part of the robot system which contains one or more control devices intended to activate or deactivate
functions of the system or parts of the system
NOTE The control station can be fixed in place (e.g. control panel) or movable (e.g. control pendant).
3.5
distance guard
guard that does not completely enclose a danger zone, but which prevents or reduces access by virtue of its
dimensions and its distance from the danger zone
EXAMPLE Perimeter fence or tunnel guard.
3.6
integration
act of combining a robot with other equipment or another machine (including additional robots) to form a
machine system capable of performing useful work such as production of parts
NOTE This act of machine building can include the requirements for the installation of the system.
3.7
integrator
entity that designs, provides, manufactures or assembles robot systems or integrated manufacturing systems
and is in charge of the safety strategy, including the protective measures, control interfaces and
interconnections of the control system
NOTE The integrator can be a manufacturer, assembler, engineering company or the user.
3.8
integrated manufacturing system
IMS
group of machines working together in a coordinated manner, linked by a material-handling system,
interconnected by controls (i.e. IMS controls), for the purpose of manufacturing, treatment, movement or
packaging of discrete parts or assemblies
[ISO 11161:2007, definition 3.1]
3.9
industrial robot cell
one or more robot systems including associated machinery and equipment and the associated safeguarded
space and protective measures
3.10
industrial robot line
more than one robot cell performing the same or different functions and associated equipment in single or
coupled safeguarded spaces
3.11
safe state
condition of a machine or piece of equipment where it does not present an impending hazard
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ISO 10218-2:2011(E)
3.12
simultaneous motion
motion of two or more robots at the same time under the control of a single control station and which may be
coordinated or synchronous using a common mathematical correlation
3.13
space
three dimensional volume
3.13.1
operating space
operational space
portion of the restricted space (3.13.2) that is actually used while performing all motions commanded by the
task programme
NOTE Adapted from ISO 8373:1994, definition 4.8.3.
3.13.2
restricted space
portion of the maximum space restricted by limiting devices that establish limits which will not be exceeded
NOTE Adapted from ISO 8373:1994, definition 4.8.2.
3.13.3
safeguarded space
space defined by the perimeter safeguarding
3.14
validation
confirmation by examination and provision of objective evidence that the particular requirements for a specific
intended use are fulfilled
3.15
verification
confirmation by examination and provision of objective evidence that the requirements have been fulfilled
4 Hazard identification and risk assessment
4.1 General
4.1.1 The operational characteristics of robots can be significantly different from those of other machines
and equipment, as follows:
a) robots are capable of high energy movements through a large operational space;
b) the initiation of movement and the path of the robot arm are difficult to predict and can vary, for example
due to changing operational requirements;
c) the operating space of the robot can overlap a portion of other robots' operating space or the work zones
of other machines and related equipment;
d) operators can be required to work in close proximity to the robot system while power to the machine
actuators is available.
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ISO 10218-2:2011(E)
4.1.2 It is necessary to identify the hazards and to assess the risks associated with the robot and its
application before selecting and designing appropriate safeguarding measures to adequately reduce the risks.
Technical measures for the reduction of risk are based upon the following fundamental principles:
a) the elimination of hazards by design or their reduction by substitution;
b) preventing operators coming into contact with hazards or controlling the hazards by achieving a safe state
before the operator can come into contact with it;
c) the reduction of risk during interventions (e.g. teaching).
4.1.3 The realization of these principles can involve:
a) designing the robot system to allow tasks to be performed from outside the safeguarded space;
b) the creation of a safeguarded space and a restricted space;
c) provision of other safeguards when interventions have to occur within the safeguarded space.
4.1.4 The type of robot, its application and its relationship to other machines and related equipment will
influence the design and the selection of the protective measures. These shall be suitable for the work being
done and permit, where necessary, teaching, setting, maintenance, programme verification and
troubleshooting operations to be carried out safely.
4.2 Layout design
The design of the robot system and cell layout is a key process in the elimination of hazards and reduction of
risks. The following factors shall be taken into account during the layout design process.
a) Establishing the physical limits (three dimensional) of the cell or line, including other parts of a larger cell
or system (integrated manufacturing system):
1) scale and origin for modelling the layout in design drawings;
2) location and dimensions of the components within available facilities (scale).
b) Workspaces, access and clearance:
1) identifying the maximum space of the robot system, establishing restricted and operating spaces,
and identifying the need for clearances around obstacles such as building supports;
2) traffic routes (pedestrian aisles, visitor routes, material movement outside the perimeter safeguarding
of the cell or line);
3) access and safe pathway to support services (electricity, gas, water, vacuum, hydraulic, ventilation)
and control systems;
4) access and safe pathway for service, cleaning, troubleshooting and maintenance purposes;
5) cables/other hazards for slips, trips and falls;
6) cable trays.
c) Manual intervention – the layout should be designed to allow tasks requiring manual intervention to be
performed from outside the safeguarded space. Where this is not practicable and when the intervention
requires powered movements of the machine(s), appropriate enabling devices shall be provided. The
enabling devices may be designed to control:
1) the whole robot cell;
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ISO 10218-2:2011(E)
2) a zone in the robot cell;
3) a selected machine or equipment within the cell.
NOTE See ISO 12100 for more information.
d) Ergonomics and human interface with equipment:
1) visibility of operations;
2) clarity of controls;
3) clear association of controls with robot;
4) regional control design traditions;
5) position of workpiece relative to the operator;
6) foreseeable misuse;
7) collaborative operation.
e) Environmental conditions:
1) ventilation;
2) weld spark.
f) Loading and unloading the workpieces/tool change.
g) Consideration of perimeter safeguarding.
h) Requirements for and location of emergency stop devices and possible zoning of the cell (e.g. local stops
or full cell stop).
i) Requirements for and location of enabling devices.
j) Attention to the intended use of all components.
The risk assessment shall determine the additional space required beyond the restricted space to define the
safeguarded space.
4.3 Risk assessment
4.3.1 General
Because a robot system is always integrated into a particular application, the integrator shall perform a risk
assessment to determine the risk reduction measures required to adequately reduce the risks presented by
the integrated application. Particular attention should be paid to instances where safeguards are removed
from individual machines in order to achieve the integrated application.
Risk assessment enables the systematic analysis and evaluation of the risks associated with the robot system
over its whole lifecycle (i.e. commissioning, set-up, production, maintenance, repair, decommissioning).
Risk assessment is followed, whenever necessary, by risk reduction. When this process is repeated, it gives
the iterative process for eliminating hazards as far as practicable and for reducing risks by implementing
protective measures.
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ISO 10218-2:2011(E)
Risk assessment includes:
⎯ determination of the limits of the robot system (see 4.3.2);
⎯ hazard identification (see 4.4);
⎯ risk estimation;
⎯ risk evaluation.
4.3.2 Limits of the robot system
The integration of a robot system begins with the specification of its intended use and limits described in
ISO 12100, ISO 11161 and other applicable C level standards. This specification should include, for example:
a) use limits:
1) description of functions, intended use and reasonably foreseeable misuse;
2) description of the different user modes;
3) analysis of process sequences including manual intervention;
4) description of interfaces, tooling and equipment;
NOTE 1 It is advisable that the relevant C level standards for these devices be taken into account.
5) utility connections;
6) information supplied by the manufacturer, which is derived from the use of ISO 10218-1, including
applied measures for risk reduction;
7) required power supply and their appliances;
8) required or anticipated user skills (competency);
b) space limits (see 5.5 describing layout):
1) required machine movement range;
2) required space for installation and maintenance;
3) required space for operator tasks and other human intervention;
4) reconfiguration capabilities (ISO 11161);
5) required access (see 5.5.2);
6) foundations;
7) required space for supply and disposal devices or equipment;
c) time limits:
1) intended life limit of the machinery and its components (wear parts, tools, etc.);
2) process flow charts and timings;
3) recommended service intervals;
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ISO 10218-2:2011(E)
d) other limits:
1) environmental (temperature, use indoors or outdoors, tolerance to dust and moisture, etc.);
2) required cleanliness level for the intended use and environment;
3) properties of processed materials;
4) hazardous environments;
5) lessons le
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10218-2
Première édition
2011-07-01
Robots et dispositifs robotiques —
Exigences de sécurité pour les robots
industriels —
Partie 2:
Systèmes robots et intégration
Robots and robotic devices — Safety requirements for industrial robots
Part 2: Robot systems and integration
Numéro de référence
ISO 10218-2:2011(F)
©
ISO 2011
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ISO 10218-2:2011(F)
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ISO 10218-2:2011(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions .2
4 Identification des phénomènes dangereux et appréciation du risque .4
4.1 Généralités .4
4.2 Schéma de configuration.5
4.3 Appréciation du risque .6
4.4 Identification des phénomènes dangereux .8
4.5 Suppression de phénomènes dangereux et réduction du risque.9
5 Exigences de sécurité et mesures de prévention.9
5.1 Généralités .9
5.2 Performances du système de commande relatif à la sécurité (matériel/logiciel).10
5.3 Conception et installation.11
5.4 Limitation du mouvement du robot .15
5.5 Schéma d'implantation .17
5.6 Modes de fonctionnement du système robot.19
5.7 Pendants.22
5.8 Maintenance et réparation.24
5.9 Interfaces avec le système de fabrication intégré (IMS) .25
5.10 Protection.26
5.11 Fonctionnement des robots coopératifs.35
5.12 Mise en service de systèmes robots .38
6 Vérification et validation des exigences de sécurité et/ou mesures de prévention.39
6.1 Généralités .39
6.2 Méthodes de vérification et de validation.40
6.3 Vérification et validation requises .40
6.4 Vérification et validation de l'équipement de protection.40
7 Informations pour l'utilisation.41
7.1 Généralités .41
7.2 Notice d'instructions.42
7.3 Marquage.47
Annexe A (informative) Liste des phénomènes dangereux significatifs .48
Annexe B (informative) Relation entre les normes traitant des dispositifs protecteurs .52
Annexe C (informative) Protection du produit aux points d'entrée et de sortie.54
Annexe D (informative) Fonctionnement avec plus d'un dispositif de validation.57
Annexe E (informative) Applications conceptuelles de robots coopératifs .58
Annexe F (informative) Observation du processus.60
Annexe G (normative) Moyens de vérification des exigences et mesures de sécurité.63
Bibliographie.78
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ISO 10218-2:2011(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 10218-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 184, Systèmes d'automatisation et intégration,
sous-comité SC 2, Robots et composants robotiques.
L'ISO 10218 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Robots et dispositifs
robotiques — Exigences de sécurité:
⎯ Partie 1: Robots
⎯ Partie 2: Systèmes robots et intégration
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ISO 10218-2:2011(F)
Introduction
La présente partie de l'ISO 10218 a été élaborée en tenant compte des phénomènes dangereux particuliers
présentés par les systèmes robots industriels lors de leur intégration et installation dans des cellules et des
lignes robotisées.
Les phénomènes dangereux sont souvent spécifiques à un système robot donné. Le nombre et les types de
phénomènes dangereux sont directement liés à la nature du procédé d'automatisation et à la complexité de
l'installation.
Les risques associés à ces phénomènes dangereux varient en fonction du type de robot utilisé, de son rôle et
de la façon dont il est installé, programmé, utilisé et entretenu.
Pour bien comprendre les exigences de la présente partie de l'ISO 10218, une syntaxe particulière est utilisée
pour distinguer les exigences absolues des pratiques recommandées ou actions suggérées. Le terme «doit»
est utilisé pour identifier les exigences nécessaires à la conformité avec la présente partie de l'ISO 10218.
Ces exigences doivent être respectées, sauf si une autre instruction est donnée ou si une alternative
pertinente est déterminée par une appréciation du risque. Le terme «il convient» est utilisé pour identifier les
suggestions, les actions recommandées ou les solutions possibles pour satisfaire aux exigences, des
alternatives étant possibles et les actions suggérées n'étant pas absolues.
Les phénomènes dangereux liés à l'utilisation des robots industriels étant de nature variable, la présente
partie de l'ISO 10218 fournit des recommandations pour garantir la sécurité lors de l'intégration et de
l'installation des robots. La sécurité dans les applications robotisées étant influencée par la conception du
système robot considéré, un élément supplémentaire, tout aussi important, consiste à fournir des
recommandations pour la conception et la construction des systèmes robots, et les informations pour
l'utilisation des systèmes robots et des cellules robotisées. Les recommandations relatives à la partie
robotisée du système robot sont disponibles dans l'ISO 10218-1.
La mise en place d'un système robot sûr ou d'une cellule robotisée sûre dépend de la coopération d'un
ensemble de parties prenantes, que sont les entités partageant la responsabilité de l'objectif ultime que
représente la création d'un environnement sécurisé. Il peut s'agir des fabricants, des fournisseurs, des
intégrateurs et des utilisateurs (l'entité responsable de l'utilisation des robots), mais tous partagent le même
objectif, à savoir la sécurité des machines (robots). Les exigences de la présente partie de l'ISO 10218
peuvent être attribuées à l'une des parties prenantes, mais le recouvrement des responsabilités peut
impliquer plusieurs parties prenantes pour les mêmes exigences. En utilisant la présente partie de
l'ISO 10218, le lecteur doit être conscient que toutes les exigences identifiées sont susceptibles de le
concerner, même s'il ne relève pas de la catégorie de partie prenante à laquelle la tâche est assignée.
La présente partie de l'ISO 10218 complète l'ISO 10218-1 qui concerne uniquement les robots. La présente
partie de l'ISO 10218 propose des informations supplémentaires conformes à l'ISO 12100 et à l'ISO 11161,
pour identifier les phénomènes dangereux spécifiques que présentent l'intégration, l'installation et les
exigences d'utilisation des robots industriels, et y répondre selon une norme de type C. De nouvelles
exigences techniques comportent, de façon non limitative, les instructions permettant de répondre aux
nouvelles exigences de l'ISO 10218-1 pour les performances du système de commande relatif à la sécurité, la
fonction d'arrêt du robot, le dispositif de validation, la vérification du programme, les critères applicables au
pendant sans fil, les critères relatifs au robot coopératif et une conception de sécurité actualisée.
La présente partie de l'ISO 10218 et l'ISO 10218-1 font partie d'une série de normes traitant des robots et des
composants robotiques. D'autres normes abordent des sujets tels que systèmes de robotiques intégrés,
systèmes de coordonnées et mouvements des axes, caractéristiques générales, critères de performances et
méthodes d'essai associées, terminologie et interfaces mécaniques. Il est à noter que ces normes sont
imbriquées et sont également liées à d'autres Normes internationales.
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ISO 10218-2:2011(F)
Pour faciliter la lecture de la présente partie de l'ISO 10218, les termes «robot» et «système robot» font
référence à «robot industriel» et «système robot industriel» tels que définis dans l'ISO 10218-1.
La Figure 1 décrit le positionnement relatif des normes de machines utilisées dans un système robot. Le robot
lui-même fait l'objet de l'ISO 10218-1, le système et la cellule font l'objet de la présente partie de l'ISO 10218.
Une cellule robotisée peut comporter d'autres machines qui ont leurs propres normes de type C, et le système
robot peut faire partie d'un système de fabrication intégré, objet de l'ISO 11161, qui à son tour peut faire
référence à d'autres normes de types B et C.
Figure 1 — Représentation graphique des relations entre les normes
de système robot/de la cellule robotisée
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NORME INTERNATIONALE ISO 10218-2:2011(F)
Robots et dispositifs robotiques — Exigences de sécurité pour
les robots industriels —
Partie 2:
Systèmes robots et intégration
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 10218 spécifie les exigences de sécurité pour l'intégration des robots industriels et
des systèmes robots industriels tels que définis dans l'ISO 10218-1, et de la (ou des) cellule(s) robotisées
industrielles. L'intégration inclut
a) la conception, la fabrication, l'installation, le fonctionnement, la maintenance et le démantèlement du
système robot industriel ou de la cellule robotisée industrielle,
b) l'information nécessaire pour la conception, la fabrication, l'installation, le fonctionnement, la maintenance
et le démantèlement du système robot industriel ou de la cellule robotisée industrielle, et
c) les composants du système robot industriel ou de la cellule robotisée industrielle.
La présente partie de l'ISO 10218 décrit les phénomènes dangereux de base et les situations dangereuses
identifiés avec ces systèmes, et fournit des exigences pour éliminer ou réduire de façon correcte les risques
liés à ces phénomènes dangereux. Même si le bruit a été identifié comme étant un phénomène dangereux
significatif avec les systèmes robots industriels, il n'est pas pris en compte dans la présente partie de
l'ISO 10218. La présente partie de l'ISO 10218 spécifie également des exigences pour le système robot
industriel en tant qu'élément d'un système de fabrication intégré. La présente partie de l'ISO 10218 ne traite
pas spécifiquement des phénomènes dangereux liés aux processus (par exemple rayonnement laser, éjection
de copeaux, fumée de soudage). D'autres normes peuvent être appliquées pour le traitement de ces
phénomènes dangereux.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 4413, Transmissions hydrauliques — Règles générales et exigences de sécurité relatives aux systèmes
et leurs composants
ISO 4414, Transmissions pneumatiques — Règles générales et exigences de sécurité pour les systèmes et
leurs composants
ISO 8995-1, Éclairage des lieux de travail — Partie 1: Intérieur
ISO 9946, Robots manipulateurs industriels — Présentation des caractéristiques
ISO 10218-1, Robots et dispositifs robotiques — Exigences de sécurité pour les robots industriels — Partie 1:
Robots
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ISO 10218-2:2011(F)
ISO 11161, Sécurité des machines — Systèmes de fabrication intégrés — Prescriptions fondamentales
ISO 12100, Sécurité des machines — Principes généraux de conception — Appréciation du risque et
réduction du risque
ISO 13849-1:2006, Sécurité des machines — Parties des systèmes de commande relatives à la sécurité —
Partie 1: Principes généraux de conception
ISO 13850, Sécurité des machines — Arrêt d'urgence — Principes de conception
ISO 13854, Sécurité des machines — Écartements minimaux pour prévenir les risques d'écrasement de
parties du corps humain
ISO 13855, Sécurité des machines — Positionnement des moyens de protection par rapport à la vitesse
d'approche des parties du corps
ISO 13856 (toutes les parties), Sécurité des machines — Dispositifs de protection sensibles à la pression
ISO 13857, Sécurité des machines — Distances de sécurité empêchant les membres supérieurs et inférieurs
d'atteindre les zones dangereuses
ISO 14118, Sécurité des machines — Prévention de la mise en marche intempestive
ISO 14119, Sécurité des machines — Dispositifs de verrouillage associés à des protecteurs — Principes de
conception et de choix
ISO 14120, Sécurité des machines — Protecteurs — Prescriptions générales pour la conception et la
construction des protecteurs fixes et mobiles
ISO 14122 (toutes les parties), Sécurité des machines — Moyens d'accès permanents aux machines
CEI 60204-1, Sécurité des machines — Équipement électrique des machines — Partie 1: Règles générales
CEI 61496-1, Sécurité des machines — Équipements de protection électro-sensibles — Partie 1:
Prescriptions générales et essais
CEI 61800-5-2, Entraînements électriques de puissance à vitesse variable — Partie 5-2: Exigences de
sécurité — Fonctionnement
CEI/TS 62046, Sécurité des machines — Application des équipements de protection à la détection de la
présence de personnes
CEI 62061:2005, Sécurité des machines — Sécurité fonctionnelle des systèmes de commande électriques,
électroniques et électroniques programmables relatifs à la sécurité
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 10218-1 et dans
l'ISO 12100 ainsi que les suivants s'appliquent.
3.1
application
utilisation prévue du système robot, c'est-à-dire qu'il s'agit du procédé, de la tâche, de l'usage prévu du
système robot
EXEMPLE Soudage par points, peinture, assemblage, palettisation.
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ISO 10218-2:2011(F)
3.2
robot coopératif
robot conçu pour l'interaction directe avec un humain dans un espace de travail coopératif (3.3) défini
3.3
espace de travail coopératif
espace de travail à l'intérieur de l'espace contrôlé, dans lequel le robot et l'humain peuvent réaliser des tâches
simultanément pendant le fonctionnement en production
3.4
station de commande
partie du système robot qui contient un ou plusieurs dispositifs de commande prévus pour activer ou
désactiver des fonctions du système ou de parties du système
NOTE La station de commande peut être fixe (par exemple armoire de commande) ou mobile (par exemple pendant
de commande).
3.5
protecteur de maintien à distance
protecteur qui n'enferme pas complètement une zone dangereuse, mais empêche ou limite l'accès grâce à
ses dimensions et son éloignement de cette zone
EXEMPLE Enceinte périphérique ou protecteur tunnel.
3.6
intégration
action de combiner un robot avec d'autres équipements ou d'autres machines (y compris d'autres robots) de
manière à former un système capable de réaliser un travail utile (par exemple la production de pièces)
NOTE Cette action peut inclure les exigences liées à l'installation du système.
3.7
intégrateur
entité qui conçoit, fournit, fabrique ou assemble des systèmes robots ou des systèmes de fabrication intégrés
et qui est responsable de la stratégie de sécurité, y compris les mesures de prévention, les interfaces de
commande et les interconnexions du système de commande
NOTE L'intégrateur peut être un fabricant, un assembleur, une compagnie d'ingénierie ou l'utilisateur.
3.8
système de fabrication intégré
IMS
groupe de machines travaillant ensemble de façon coordonnée, reliées par un système de manutention de
matériel et interconnectées par des systèmes de commande (dits commandes IMS), en vue de la fabrication,
du traitement, du déplacement ou du conditionnement de composants discrets ou d'assemblages
[ISO 11161:2007, définition 3.1]
3.9
cellule industrielle robotisée
un ou plusieurs systèmes robots comprenant des machines et des équipements associés, ainsi que l'espace
contrôlé et les mesures de prévention associées
3.10
ligne industrielle robotisée
une ou plusieurs cellules robotisées réalisant des fonctions identiques ou différentes ainsi que leurs
équipements associés, dans des espaces contrôlés isolés ou couplés
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ISO 10218-2:2011(F)
3.11
état de sécurité
état d'une machine ou d'une partie d'équipement dans lequel elle ne présente pas de risque imminent
3.12
mouvement simultané
mouvement d'au moins deux robots au même moment commandé par une seule station de commande, qui
peut être coordonné ou synchronisé en utilisant une corrélation mathématique commune
3.13
espace
volume tridimensionnel
3.13.1
espace de fonctionnement
espace opérationnel
partie de l'espace restreint (3.13.2) qui est réellement utilisée lors de l'exécution de tous les mouvements
commandés par le programme de tâche
NOTE Adapté de l'ISO 8373:1994, définition 4.8.3.
3.13.2
espace restreint
partie de l'espace maximal réduit par des dispositifs de limitation qui fixent des limites qui ne peuvent pas être
dépassées
NOTE Adapté de l'ISO 8373:1994, définition 4.8.2.
3.13.3
espace contrôlé
espace défini par les protections périmétriques
3.14
validation
confirmation par examen et présentation de preuves objectives que les exigences particulières pour une
utilisation prévue spécifique sont respectées
3.15
vérification
confirmation par examen et présentation de preuves objectives que les exigences ont été respectées
4 Identification des phénomènes dangereux et appréciation du risque
4.1 Généralités
4.1.1 Les caractéristiques de fonctionnement des robots peuvent être sensiblement différentes de celles
des autres machines et équipements, de la façon suivante:
a) les robots sont capables de mouvements à haute énergie dans un espace de fonctionnement important;
b) l'initiation du mouvement et la trajectoire du bras du robot sont difficiles à prévoir et peuvent varier en
raison, par exemple, du changement des exigences de fonctionnement;
c) l'espace de fonctionnement du robot peut empiéter sur une partie de l'espace de fonctionnement des
autres robots ou des zones de travail des autres machines et équipements associés;
d) il peut être demandé aux opérateurs de travailler en étroite proximité avec le système robot alors que les
actionneurs sont sous puissance.
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ISO 10218-2:2011(F)
4.1.2 Il est nécessaire d'identifier les phénomènes dangereux et d'évaluer les risques liés au robot et à son
application avant de sélectionner et concevoir les mesures de protection appropriées pour réduire les risques
de manière adéquate. Les mesures techniques de réduction des risques reposent sur les principes
fondamentaux suivants:
a) éliminer les phénomènes dangereux par conception ou les réduire par substitution;
b) empêcher les opérateurs d'être confrontés à des phénomènes dangereux ou s'assurer de leur maîtrise
en réalisant un état sûr avant que l'opérateur puisse y être confronté;
c) réduire le risque lors des interventions (par exemple apprentissage).
4.1.3 La réalisation de ces principes peut impliquer
a) la conception d'un système robot de manière à pouvoir réaliser des tâches depuis l'extérieur de l'espace
contrôlé,
b) la création d'un espace contrôlé et d'un espace restreint,
c) la prévision d'autres moyens de protection lorsque l'intervention doit avoir lieu dans l'espace contrôlé.
4.1.4 Le type de robot, son application et sa relation avec les autres machines et équipements connexes
influencent la conception et la sélection des mesures de protection. Ces mesures doivent être adaptées au
travail à réaliser et permettre, lorsque c'est nécessaire, de réaliser les opérations d'apprentissage, de réglage,
d'entretien, de vérification de programme et de détection des pannes en toute sécurité.
4.2 Schéma de configuration
La conception du système robot et la configuration de la cellule robotisée est un processus essentiel dans
l'élimination des phénomènes dangereux et la réduction des risques. Les facteurs suivants doivent être pris
en compte lors du processus de conception de la configuration.
a) Définition des limites physiques (trois dimensions) de la cellule ou de la ligne, y compris d'autres parties
d'une cellule ou d'un système plus important (système de fabrication intégré):
1) échelle et point zéro pour modéliser la configuration dans les plans de conception;
2) emplacement et dimensions des composants dans le cadre des installations disponibles (échelle).
b) Espaces de travail, accès et dégagement:
1) identification de l'espace maximal du système robot, définition des espaces restreint et opérationnel
et identification des besoins de dégagement autour des obstacles (par exemple supports du
bâtiment);
2) voies de circulation (allées piétonnes, voies pour les visiteurs, mouvement de produit à l'extérieur
des protections périphériques de la cellule ou de la ligne);
3) accès et chemin sécurisé pour le support logistique (électricité, gaz, eau, vide, hydraulique,
ventilation) et les systèmes de commande;
4) accès et chemin sécurisé pour les besoins du service, du nettoyage, de la détection des pannes et
de la maintenance;
5) câbles/autres risques de glissades, trébuchements et chutes;
6) chemins de câbles.
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ISO 10218-2:2011(F)
c) Intervention manuelle — il convient que le schéma d'implantation soit conçu pour permettre que les
tâches nécessitant une intervention manuelle soient effectuées depuis l'extérieur de l'espace contrôlé.
Lorsque ce n'est pas possible et quand l'intervention exige l'actionnement des mouvements de la (des)
machine(s) sous puissance, des dispositifs de validation appropriés doivent être fournis. Les dispositifs
de validation peuvent être conçus pour commander
1) toute la cellule robotisée,
2) une zone de la cellule robotisée,
3) une machine ou un équipement particulier de la cellule robotisée.
NOTE Voir l'ISO 12100 pour plus d'informations.
d) Ergonomie et interface humaine avec les équipements:
1) visibilité des opérations;
2) clarté des commandes;
3) association claire des commandes avec le robot;
4) traditions régionales pour la conception des commandes;
5) position de la pièce par rapport à l'opérateur;
6) mauvaise utilisation prévisible;
7) fonctionnement coopératif.
e) Conditions de l'environnement:
1) ventilation;
2) étincelle de soudage.
f) Chargement et déchargement des pièces/changement d'outil.
g) Prise en compte de la protection périphérique.
h) Exigences concernant des dispositifs d'arrêt d'urgence et leur emplacement, et zonage possible de la
cellule robotisée (arrêts locaux ou arrêt de la cellule complète, par exemple).
i) Exigences concernant des dispositifs de validation et leur emplacement.
j) Prise en compte de l'utilisation prévue de tous les éléments.
L'appréciation du risque doit dét
...
Questions, Comments and Discussion
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